石油沥青

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石油沥青是 原油 加工过程的一种产品,在常温下是黑色或黑褐色的粘稠的液体、半固体或固体,主要含有可溶于 三氯乙烯烃类 及非烃类衍生物,其性质和组成随原油来源和生产方法的不同而变化。

组成

因为 沥青 的化学组成复杂,对组成进行分析很困难,且其化学组成也不能反映出沥青性质的差异,所以一般不作沥青的化学分析。通常从使用角度出发,将沥青中按化学成分和物理力学性质相近的成分划分为若干个组,这些组就称为“组分”。石油沥青的组分及其主要物性如下:油分、胶质、 沥青质

油分

油分为淡黄色至红褐色的油状液体,其分子量为100~500,密度为0.71~1.00g/cm,能溶于大多数 有机溶剂 ,但不溶于 酒精 。在石油沥青中,油分的含量为40%~60%。油分赋予沥青以流动性。

胶质

胶质,半固体的黄褐色或红褐色的粘稠状物质,分子量600~1000,密度为1.0~1.1g/cm。在一定条件下可以由 低分子化合物 转变为高分子化合物,以至成为沥青质和 炭沥青

沥青质

沥青质为深褐色至黑色固态无定性的超细颗粒固体粉末,分子量为2000~6000,密度大于1.0g/cm,不溶于汽油,但能溶于二硫化碳和四氯化碳中。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和黏性的重要组分。沥青中地沥青质含量在10%~30%之间,其含量愈多,则软化点愈高,黏性越大,也愈硬脆。

石油沥青中还含2%~3%的沥青碳和似碳物(黑色固体粉末),是石油沥青中分子量最大的,它会降低石油沥青的粘结力。石油沥青中还含有蜡,它会降低石油沥青的粘结性和塑性,其在沥青组分总含量越高沥青脆性越大。同时对温度特别敏感(即 温度稳定性 差)。

石油沥青是原油蒸馏后的残渣。根据提炼程度的不同,在常温下成液体、半固体或固体。石油沥青色黑而有光泽,具有较高的感温性。

对石油沥青可以按以下体系加以分类:

按生产方法分为: 直馏沥青 、溶剂脱油沥青、氧化沥青、调合沥青、 乳化沥青改性沥青 等;

按外观形态分为: 液体沥青 、固体沥青、稀释液、乳化液、改性体等;

按用途分为: 道路沥青 、建筑沥青、防水防潮沥青、以用途或功能命名的各种专用沥青等。

生产方法

蒸馏法

是将原油经常压蒸馏分出汽油、 煤油柴油 等轻质馏分,再经减压蒸馏(残压10~100mmHg)分出减压馏分油,余下的残渣符合道路沥青规格时就可以直接生产出沥青产品,所得沥青也称直馏沥青,是生产道路沥青的主要方法。

溶剂沉淀

非极性的低分子 烷烃 溶剂对 减压渣油 中的各组分具有不同的溶解度,利用溶解度的差异可以实现组分分离,因而可以从减压渣油中除去对沥青性质不利的组分,生产出符合规格要求的沥青产品,这就是 溶剂沉淀法

氧化法

是在一定范围的高温下向减压渣油或脱油沥青吹入空气,使其组成和性能发生变化,所得的产品称为氧化沥青。减压渣油在高温和吹空气的作用下会产生汽化蒸发,同时会发生脱氢、氧化、聚合缩合等一系列反应。这是一个多组分相互影响的十分复杂的综合反应过程,而不仅仅是发生 氧化反应 ,但习惯上称为氧化法和氧化沥青,也有称为空气吹制法和空气吹制沥青。

调合法

调合法生产沥青最初指由同一原油构成沥青的4组分按质量要求所需的比例重新调合,所得的产品称为合成沥青或重构沥青。随着工艺技术的发展,调合组分的来源得到扩大。例如可以从同一原油或不同原油的一、二次加工的残渣或组分以及各种工业 废油 等作为调合组分,这就降低了沥青生产中对油源选择的依赖性。随着适宜制造沥青的原油日益短缺,调合法显示出的灵活性和经济性正在日益受到重视和普遍应用。

乳化法

沥青和水的表面张力差别很大,在常温或高温下都不会互相混溶。但是当沥青经高速离心、剪切、从击等机械作用,使其成为粒径0.1~5μm的微粒,并分散到含有表面活性剂( 乳化剂 —— 稳定剂 )的水介质中,由于乳化剂能 定向吸附 在沥青微粒表面,因而降低了水与沥青的界面张力,使沥青微粒能在水中形成稳定的分散体系,这就是水包油的乳状液。这种分散体系呈茶褐色,沥青为分散相,水为连续相,常温下具有良好流动性。从某种意义上说乳化沥青是用水来“稀释”沥青,因而改善了沥青的流动性。

改性沥青

现代公路和道路发生许多变化:交通流量和行驶频度急剧增长,货运车的轴重不断增加,普遍实行分车道 单向行驶 ,要求进一步提高路面抗流动性,即高温下抗车辙的能力;提高柔性和弹性,即低温下抗开裂的能力;提高耐磨耗能力和延长使用寿命。现代建筑物普遍采用大跨度预应力 屋面板 ,要求屋面 防水材料 适应大位移,更耐受严酷的高低温气候条件,耐久性更好,有自粘性,方便施工,减少维修工作量。使用环境发生的这些变化对石油沥青的性能提高了要求。对石油沥青改性,使其适应上述苛刻使用要求,引起了人们的重视。经过数十年研究开发,已出现品种繁多的改性道路沥青、 防水卷材 和涂料,表现出一定的工程实用效果。但鉴于改性后的材料价格通常比普通石油沥青高2~7倍,用户对材料工程性能尚未能充分把握,改性沥青产量增长缓慢。改性道路沥青主要用于 机场跑道 、防水 桥面 、停车场、运动场、重交通路面、交叉路口和路面转弯处等特殊场合的铺装应用。近来欧洲将改性沥青应用到公路网的养护和补强,较大地推动了改性道路沥青的普遍应用。改性沥青防水卷材和涂料主要用于高档建筑物的 防水工程 。改性沥青的品种和制备技术取决于改性剂的类型、加入量和 基质沥青 (即原料沥青)的组成和性质。由于改性剂品种繁多,形态各异,为了使其与石油沥青形成均匀的可供工程实用的材料,多年来评价了各种类型改性剂,并开发出相应的配方和制备方法,但多数已工程实用的改性沥青属于专利技术和专利产品。

技术性质

黏滞性

石油沥青的粘滞性又称黏性或黏度,它是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。是沥青材料软硬、稀稠程度的反映。

对黏稠(半固体或固体)的石油沥青用 针入度 表示,对液体石油沥青则用黏滞度表示。

塑性

塑性指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏,除去外力后,仍能保持变形后的形状的性质。沥青之所以能配制成性能良好的 柔性防水材料 ,很大程度上决定于沥青的塑性。沥青的塑性对冲击振动荷载有一定的吸收能力,并能减少摩擦时的噪声,故沥青是一种优良的道路路面材料。

石油沥青的塑性用延度表示。

温度敏感

温度敏感性(感温性)指 石油沥青的黏滞性 和塑性随温度升降而变化的性能。

温度敏感性以软化点指标表示。由于沥青材料从固态至液态有一定的变态间隔,故规定以其中某一状态作为从固态转变到黏流态的起点,相应的温度则称为沥青的软化点。

大气稳定

大气稳定性指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性能,也是沥青材料的耐久性。大气稳定性即为沥青抵抗老化的性能。

石油沥青的大气稳定性一加热蒸发损失百分率和加热前后针入度比来评定。

主要用途

主要用途是作为基础建设材料、原料和燃料,应用范围如交通运输(道路、铁路、航空等)、建筑业、农业、水利工程、工业(采掘业、制造业)、民用等各部门。

包装贮存

沥青在生产和使用过程中可能需要在贮罐内保温贮存,如果处理适当,沥青可以重复加热即可在较高温度保持相当长的时间而不会使其性能受到严重损害。但是如果接触氧、光和过热就会引起沥青的硬化,最显著的标志是沥青的软化点上升,针入度下降,延度变差,使沥青的使用性能受到损失。

彩色沥青

石油基彩色沥青系列,具有色彩鲜艳细腻,粘附性能优异,回弹性能优异,回弹性能好等特点,可以满足不同气候条件下对彩色沥青铺面的技术要求。因其丰富的色彩选择,优良的理化及路用性能,可广泛应用于公园

石油沥青 广场、操场和景观区等场所,用于美化环境,尽显自然情趣;亦可用于十字路口、 人行横道 及事故多发地段,方便运行管理,维护交通安全,具有美观和实用的双重功效。

其产品性能与特点:其有很好的高温稳定性、低温抗裂性、抗水害及耐久性,粘附性优异、弹性恢复率高。并具有优越的性能价格比,色彩鲜艳、耐用、易修、健康。

使用方法:拌和温度一般不超过180℃,选用和石油基彩色沥青颜色相近或浅色的拌合石料,拌合时摊铺设备要求清洁干净,其它施工方法与重交通道路沥青的条件相同。

发展现状

2008年中国石化行业经济运行呈现先高后低的态势:前8个月经济运行保持两位数增长,9月开始,受金融危机的影响,增速大幅下滑,11月份增长接近零点,12月份出现了多年罕见的负增长,全行业景气周期由10年来的高增长转为下行通道。

2009年,国内外石化市场不确定因素增多。全球金融危机从虚拟经济向实体经济、从发达国家向新兴经济体和发展中国家蔓延,波及范围之广、影响程度之深、扩散速度之快超出人们预料,对中国经济影响在2009年将进一步显现。但是国家实施的促进消费等一系列拉动内需政策,为石油化工行业提供了新的发展空间。特别是国家支持支柱产业的振兴规划,减轻企业税费负担,启动一批技术改造项目,保护骨干企业、重要产品和生产能力,石油、煤炭、钢铁等基础原材料价格的下降,为降低炼油成本和项目建设成本,提高盈利空间,为石化行业应对挑战又提供了强有力支撑和有利机遇。

中文名
外文名
颜色
黑色等
密度
0.71~1.00g/cm^3
含有成分
类非烃类衍生物
原料
原油