Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование и разработка технологического решения увеличения функциональности материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы) посредством сверхкритической флюидной пропитки их компонентами нефтяных шламов.

Номер контракта: 14.574.21.0085

Руководитель: Гумеров Фарид Мухамедович

Должность: заведующий кафедрой ТОТ ФГБОУ ВПО "КНИТУ"

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
сверхкритические флюидные технологии, нефтяные шламы, пропитка, щебень высокопрочный, шпалы деревянные пропитанные.

Цель проекта:
Создание научно-технического задела в области технологий получения пропиточного состава из продуктов экстракции компонентов нефтяного шлама и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы) для повышения их эксплуатационных характеристик.

Основные планируемые результаты проекта:
1 Экспериментальный образец комплексной установки для получения пропиточного состава (продукт экстракции компонентов нефтяного шлама пропан-бутановой смесью в жидком состоянии) и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы).
2 Лабораторный технологический регламент получения пропиточного состава и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы).
3 Экспериментальная партия пропиточного состава - в количестве 100 кг.
4 Экспериментальные партии щебня и железнодорожных шпал, пропитанных пропиточным составом с использованием процесса сверхкритической флюидной пропитки – в количестве по100 кг.
5 Математическая модель получения пропиточного состава.
6 Математическая модель сверхкритической флюидной пропитки пропиточным составом материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы).
7 Проект технического задания на проведение опытно-конструкторских работ (ОКР) по теме «Разработка опытного образца установки по получению пропиточного состава и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы)».
8 Рекомендации и предложения по применению результатов ПНИ.
9 Технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В результате осуществления проекта будут выработаны научные предпосылки и предложены оригинальные, основанные на применении сверхкритических флюидных технологий, подходы для осуществления сквозной пропитки щебня и железнодорожных шпал компонентами нефтяных шламов, отвечающей мировому уровню, а также требованиями энерго- и ресурсосбережения и высоким экологическим стандартам.
Пропитанный по предложенной технологии щебень должен иметь равномерную сквозную пропитку и хорошую адгезионную поверхностью. Благодаря этому показатели водопоглощения такого щебня должны составлять 0,25-0,7%, что в 2 -9 раза меньше по сравнению с аналогами [1-3]. Именно показатель водопоглощения определяет долговечность щебня используемого в дорожном полотне.
Пропитанные по предложенной технологии железнодорожные шпалы также должны иметь сквозную пропитку и относиться шпалам 1 типа. Данная инновационная технология соответствует мировому уровню [4]. Срок службы таких шпал увеличивается в 2 раза по сравнению аналогами, пропитанных методом «вакуум-давление-вакуум».
[1].Патент РФ 2200717. Способ приготовления черного щебня.
[2].Патент РФ 2461522. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЧЕРНОГО ЩЕБНЯ.
[3].Соловьева М.В., Хозин В.Г., Фомин А.Ю. Упрочнение дорожных каменных материалов расплавленной
серой // Известия КАСУ 2013.№2, (24), стр.263-267.
[4]. Anders W. Kjellow. 2009. Supercritical wood impregnation.J. of Supercritical Fluids, 50 p. 297–304.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
В результате осуществления проекта будут выработаны научные предпосылки и предложены оригинальные, основанные на применении сверхкритических флюидных технологий, подходы к созданию пропитки щебня и железнодорожных шпал компонентами нефтяных шламов, отвечающей мировому уровню, а также требованиями энерго- и ресурсосбережения и высоким экологическим стандартам. Разработка и внедрение данной технологии позволит одновременно замещать импорт дорожных материалов и утилизацию нефтяных шламов
Выполнение проекта обеспечить развитие устойчивого и эффективного взаимодействия с потребителями продукции для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий.
К потенциальным потребителям научно-технических результатов данного проекта можно отнести партнеров Индустриального партнера:
- ОАО “Казаньоргсинтез”, ОАО “Газпром”, ОАО “Новотэк”, ОАО “НК ЛУКОЙЛ”, ОАО “Татнефть”, ОАО “Таиф-НК”, ЗАО “СИБУР-холдинг”, ООО “ТольяттиАзот”, ГП “Туркменгаз”, ОАО “Танеко”, НГК “Славнефть”, ОАО НК Русснефть” (по части утелезации нефтешламов и улучшения показателей рационального преродопользования);
- Федеральное дорожное агентство Министерства транспорта Российской Федерации (по использованию щебня и шпал обработанных предложенным в проекте способом).
- ОАО "Татавтодор" (по использованию щебня обработанного предложенным в проекте способом).
- Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (возможный потребитель шпал об-работанных предложенным в проекте способом. Более того один из направлений" Стратегического направления инновационного развития ОАО "РЖД" является: разработка и внедрение новых технологий по охране окружающей среды).
Коммерциализация результатов ПНИ будет осуществляться совместно с индустриальным партнером ООО ИВЦ «Инжехим». Профиль предприятия связан с разработкой и модернизацией тепло- и массообменного, реакционного, сепарационного и других видов технологического оборудования. Идеология предприятия полностью отразилась в названии предприятия: внедрение инженерных разработок. Он не отстает от мировых тенденций: переход от производства отдельных аппаратов к выпуску законченных технологических установок. ИВЦ "Инжехим" имеет собственные технологические разработки в области подготовки и переработки тяжелых нефтей, нефтешламов, кубовых остатков колонн. Выпуск продукции осуществляется на собственном производстве, что позволяет производить ее поставку в кратчайшие сроки.

Текущие результаты проекта:
- Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нор¬мативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, ис-следуемую в рамках ПНИ, в том числе обзор научных информационных источников: ста¬тьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты) - не менее 15 научно-информационных источников за период 2009 – 2013 гг.
- Проведены патентные исследования в соответствии с требованиями ГОСТ 15.011-96.
- Разработана эскизная конструкторская документация на «модуль один» экспериментального образца комплексной установки для получения пропиточного состава и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы) в составе:
1) чертеж общего вида в соответствии с ГОСТ 2.102-68;
2) схема комбинированная и схема подключения в соответствии с ГОСТ 2.701-84;
3) инструкция по эксплуатации.
- Исследованы структуры и физико-механические свойства исходного карбонатного щебня и материала же¬лезнодорожных шпал.
- Разработана программа и методики исследований процессов получения пропиточного состава и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы) на «модуле один» экспериментального образца комплексной установки.
- Изготовлен, смонтирован и гидравлически испытан «модуль один» экспериментального образца комплексной установки для получения пропиточного состава и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы).
- Проведены исследования процессов получения пропиточного состава и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы)на «модуле один» экспериментального образца комплексной установки по разработанной программе и методике.
- Получены на «модуле один» экспериментального образца комплексной установки 5 кг экспериментальных образцов пропиточного состава.
- Получены на «модуле один» экспериментального образца комплексной установки 10 кг экспериментальных образцов материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы), пропитанных пропиточным составом с использованием процесса сверхкритической флюидной пропитки.
-Разработана программа и методики исследований экспериментальных образцов пропиточного состава.
- Проведены исследования экспериментальных образцов пропиточного состава в соответствии с разработанной программой и методикой.
- Разработана программа и методики исследований экспериментальных образцов материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы), пропитанных пропиточным составом с использованием процесса сверхкритической флюидной пропитки.
-Проведены исследования экспериментальных образцов материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы), пропитанных пропиточным составом с использованием процесса сверхкритической флюидной пропитки, в соответствии с разработанной программой и методикой.
- Разработана эскизная конструкторская документация на «модуль два» экспериментального образца комплексной установки для получения экспериментальной партии пропиточного состава и сверхкритической флюидной пропитки им материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы) в составе:
1) чертеж общего вида в соответствии с ГОСТ 2.102-68;
2) схема комбинированная и схема подключения в соответствии с ГОСТ 2.701-84;
3) инструкция по эксплуатации.
- Подготовка заявки на охранный документ.
-Проведены исследования кинетики процесса получения пропиточного состава.
- Проведены исследования кинетики процесса сверхкритической флюидной пропитки пропиточным составом материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы).
-Разработана математическая модель процесса получения пропиточного состава.
- Разработана математическая модель процесса сверхкритической флюидной пропитки пропиточным составом материалов дорожных покрытий (щебень, шпалы).
- Изготовлены аппараты «модуля два»: экстракционная ячейка, сосуд пропитки, сепаратор, теплообменник электрический, холодильник, ресивер, несущая конструкция.
Собраны и смонтированы элементы «модуля два» на несущую конструкцию (раму), проведены гидравлические испытания «модуля два» экспериментального образца комплексной установки.
- Приняли участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных результатов ПНИ (конференции, семинары, выставки).