春風(fēng)原油屬于低硫環(huán)烷基原油,其減壓渣油(減 渣)作為道路
瀝青的產(chǎn)品特點是松弛性能好(延伸度 大)、抗老化性能好(針入度比大)。塔河原油減渣作 為道路瀝青的特點是黏度和軟化點高,低溫延展性 差。
上述兩種瀝青產(chǎn)品各具特點,都是新疆公路 建設(shè)中使用的重要道路瀝青資源。 石油瀝青的使用性能與化學(xué)組成密切相關(guān),瀝 青是由各種極性、非極性分子通過復(fù)雜分子間作用 而形成的材料。按分子極性,瀝青由飽和分(Sa)、芳 香分(Ar)、膠質(zhì)(R)和瀝青質(zhì)(A)四組分組成,芳香 分和飽和分一起構(gòu)成連續(xù)相,使膠質(zhì)-瀝青質(zhì)形成膠 胞而穩(wěn)定分散,瀝青質(zhì)的存在對瀝青的感溫性能和 高溫性能有正面的影響,膠質(zhì)的存在可使瀝青具有 良好的塑性和黏附性,并能改善瀝青的抗脆裂性,提 高瀝青的延伸度。瀝青中四組分存在一個較好 構(gòu)成比例,一 般 來 說,當(dāng) 飽 和 分 質(zhì) 量 分 數(shù) 為8%~ 15%、芳香分30%~55%、膠質(zhì)25%~45%、瀝青質(zhì) 1%~10%時,瀝青的各項性能比較好。 瀝青質(zhì)量取決于原油和生產(chǎn)工藝,其中原油是 影響瀝青質(zhì)量的最關(guān)鍵因素。在確定某一種原油的 情況下,其生產(chǎn)工藝包括氧化、改性、調(diào)合及溶劑脫 瀝青等,可以影響瀝青化學(xué)組成,進而達到改善瀝青 產(chǎn)品性能或拓展原料來源的目的。調(diào)合工藝由于裝 置簡單、流程短、條件緩和、靈活性高而在瀝青生產(chǎn) 中得到廣泛應(yīng)用,調(diào)合原料主要包括溶劑脫瀝青得 到的瀝青、減渣、餾分油等,具體應(yīng)根據(jù)原料及目標(biāo) 產(chǎn)品性質(zhì)要求來選擇適宜的調(diào)合技術(shù)。
在實驗室以春風(fēng)原油、塔河原油為原料進行實 沸點蒸餾試驗,對其渣油性質(zhì)及組成進行分析,根據(jù) 性質(zhì)互補性原則進行兩種減渣調(diào)合試驗,對調(diào)合規(guī) 律進行考察。根據(jù)實驗室結(jié)果,在新疆進行工業(yè)應(yīng) 用試驗,對工業(yè)產(chǎn)品進行混合料試驗和鋪路試驗。
1試驗方法
1)實沸點蒸餾試驗。在 FY-Ⅲ型實 沸 點 蒸 餾 儀上對春風(fēng) 和 塔 河 原 油 進 行 實 沸 點 蒸 餾 試 驗,分 析兩種減渣的性質(zhì)。
2)調(diào)合試驗。將春風(fēng)和塔河稠油減渣按照不 同比例進行調(diào)合,分析調(diào)合產(chǎn)物的性質(zhì)。
3)工 業(yè) 試 驗。按照實驗室確定的減渣性質(zhì), 在工廠進行 兩 種 減 渣 生 產(chǎn),并 按 實 驗 室 確 定 的 工 藝條件進行調(diào)合。
塔河減渣瀝青質(zhì)含量明顯高于春 風(fēng)渣油,瀝 青 質(zhì) 的 存 在 上海
昌吉瀝青軟化點儀實驗檢測的感溫性能 和 高 溫 性能有正面的影響,由 于 塔 河 減 渣-1瀝青 質(zhì) 質(zhì) 量 分?jǐn)?shù)高達21.95%,因此使得塔河減渣 PI值較大, 接近1.5,膠體類型屬于偏凝膠型膠體。相反春風(fēng) 減渣中瀝青 質(zhì) 含 量 很 少,質(zhì) 量 分 數(shù) 低 于1.0%,因 此造成春風(fēng)減渣 PI值偏小,感溫性能和高溫性能 有所欠缺。膠 質(zhì) 含 量 方 面,春風(fēng)減渣明顯高于塔 河減渣,因 此 使 得 春 風(fēng) 減 渣 比 塔 河 減 渣 具 有 更 好 的塑性和 抗 裂 性 能。由 此 可 見,春 風(fēng) 和 塔 河 減 渣 具有差異顯 著 的 組 成 特 點,在 性 能 方 面 會 體 現(xiàn) 很 好的互補性。試驗采 用 適 宜 針 入 度 的 春 風(fēng) 減 渣 和 塔 河 減 渣,采用調(diào)合工藝制備70號及90號調(diào)合瀝青,并 與相同牌號的 春 風(fēng) 減 渣 性 質(zhì) 進 行 比 較,結(jié) 果 見 表4。 由表4可以看出,選擇適宜針入度的春風(fēng)和塔 河減渣,通過調(diào)合工藝,可以制備出70號和90號 A 級道路 瀝 青,而 且 各 項 指 標(biāo) 余 量 較 大。從 調(diào) 合 瀝青和春風(fēng)減渣 PI值、軟化點及黏度(60 ℃)指標(biāo) 可以看出,調(diào)合瀝青在感溫性及高溫穩(wěn)定性上相比 春風(fēng) 減 渣 有 很 大 的 改 善,雖 然 調(diào) 合 瀝 青 延 伸 度 (10℃)和針 入 度 比 與 減 渣 相 比 有 所 下 降,但 仍 遠 遠高于規(guī)范要求。
結(jié) 論
(1)春風(fēng)減渣具有蠟含量和瀝青質(zhì)含量低、膠 質(zhì)含量高、薄膜烘箱試驗后殘留針入度比高、殘留 延伸度大等優(yōu)點,缺點是 PI偏低,感溫性能欠佳, 生產(chǎn)90號 A 級瀝青因軟化點偏低,存在一定的局 限性。塔河減 渣 高 溫 性 能 及 感 溫 性 能 優(yōu) 異,但 抗 老化性能及延 伸 性 能 差,不 能 直 接 生 產(chǎn) 出 A 級 道 路瀝青。
(2)春風(fēng)和塔河減渣在性質(zhì)及組成上具有很好 的互補性,通過調(diào)合復(fù)配工藝過程,能夠使調(diào)合瀝青 的組成結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化,使瀝青的高溫、低溫性質(zhì)得到 很好的兼顧,可實現(xiàn)產(chǎn)品綜合質(zhì)量和性能全面提升。
(3)采用適宜針入度的春風(fēng)和塔河減渣,可調(diào) 合出滿足 A級瀝青技術(shù)要求的70號、90號道路瀝 青,而且表現(xiàn)出較高的軟化點、較高的黏度(60 ℃), 低溫松馳性相關(guān)的低溫延伸度較大,表征耐老化性 質(zhì)的薄膜烘箱試驗后的殘留針入度比較高。
(4)春風(fēng)塔河調(diào)合瀝青路用性能優(yōu)異,高溫性 能突出,與同類瀝青相比表現(xiàn)出更好的使用性能。