Bitumin markkinat Venäjällä. Öljybitumin tuotanto. Prosessin kemiallinen luonne. Ominaisuudet, bitumin tyypit.

laatu tien bitumi ja vastaavasti tien toiminnan kestävyys asfalttibetonipäällyste riippuvat suuressa määrin raaka-aineiden laadusta bitumin tuottamiseksi. Erilaisia \u200b\u200borgaanisia raaka-aineita voidaan käyttää (katso taulukko).

tienrakennus sovellus on hallitseva öljybitumisaatu käsittelemällä raskaita jäännösöljyjakeita.

Öljynjalostuksen nykyiset suuntaukset ja erityisesti öljyraaka-aineiden yhä syvempää prosessointia asettavat tehtäväksi ottaa huomioon tie bitumin tuotannossa käytettävien öljyjen raaka-aineiden kemiallisen koostumuksen ja rakenteen ominaisuudet ja vastaavasti syntyvän tiebitumin koostumus, rakenne ja fysikaalis-mekaaniset ominaisuudet.

Bitumi on monimutkainen seos öljyperäisiä suurimolekyylipainoisia hiilivetyjä, mukaan lukien nafteeniset (C n H 2 n), aromaattiset (C n H 2 n -6) ja metaanisarjat (C n H 2 n +2), sekä niiden johdannaiset, jotka sisältävät happea, rikkiä, typpeä ja metalliyhdisteitä. Suurin osa bitumimolekyyleistä sisältää 25–150 C.

Bitumin koostumukselle on ominaista alkuaine- ja ryhmäkemiallinen koostumus.

Bitumin alkuainekoostumus (massaprosentteina): hiili - 80–85; vety - 8 - 12,5; happi - 0,2–4; rikki - 0,5-10; typpi - 0,2 - 0,4. Joidenkin metallien pitoisuus asfalttiöljykonsentraateissa (Arlan-tyyppi) on (massaprosentteina): V - 0,22; ni; -0,115; Fe - 0,110; Ca - 0,054 jne. Bitumin keskimääräinen molekyylipaino ei ylitä 700-800 ke.

Koska bitumia muodostavat yksittäiset kemialliset yhdisteet ovat hyvin erilaisia, niiden kemiallisen koostumuksen tietoja käytetään yleensä niiden kemiallisen koostumuksen määrittämiseen.

Bitumin kemiallinen koostumus mahdollistaa kaikkien bitumiin sisältyvien yksittäisten kemiallisten yhdisteiden jakamisen kolmeen pääryhmään: asfalteenit, hartsit ja öljyt (linnut).

Bitumin valmistukseen soveltuvat öljyt jaetaan kolmeen ryhmään:

Erittäin hartsimainen matala parafiini, hartsinen matala parafiini, erittäin hartsinen parafiini. Näiden öljyjen koostumus täyttää ehdot A + C - 2,5P ≥ 8, missä A on asfalteenien pitoisuus, C on hartsien pitoisuus, P on parafiinien pitoisuus.
Hartsihartsinen parafiininen, hieman hartsimainen matala parafiini, jonka koostumus täyttää ehdot A + C - 2,5P, on välillä 0 - 8, kun A + C on yli 6.
Ei sovellu kolmen tyyppisen bitumiöljyn valmistukseen: hartsipitoinen korkea-parafiini, vähähartsinen parafiini ja matalahartsinen korkea-parafiini, joiden koostumus täyttää edellytykset A + C - 2,5P, on välillä 0 - 8, kun A + C on alle 6, ja myös jos A + C - 2,5P alle 0.

Tie bitumin tuotannossa parhaat raaka-aineet ovat raskaat, hartsimaiset, vähän parafiinia sisältävät öljyt.

Viskoosin tie bitumin tuotannon raaka-ainevaatimukset määritettiin RSFSR: n Minavtodorin vuonna 1988 hyväksymässä teknisissä olosuhteissa TU 38 101583. Giprodornian määriteltyjen TU: ien lisäksi ehdotettiin lisäksi käyttöön vaatimuksia sellaisille tärkeille indikaattoreille kuin öljysyötön tasaisuus ja vaahtoavien komponenttien puuttuminen siinä.

Hajoavien asfalttien ja krakattujen jäännösten läsnäolo sen koostumuksessa vaikuttaa kielteisesti öljyraaka-aineiden laatuun.

Raaka-aineiden kvalitatiivisten ominaisuuksien muodostumisen päätavoite on suunnattu siitä nanorakenteisen bitumin muodostuminen. Kuten tiedetään, raskaiden öljyjäämien hapettumisreaktiot tapahtuvat asfalmuodostuessa, jotka kehittyvät klusterin nanoaggregaattirakenteiksi. Mistä nanoklasterien vuorovaikutusprosessi keskenään, vuodesta asfalteenien klusterikoko ja asfalteenien nanoaggregaattien rypäleiden verkkokehyksen muodostumisnopeus ja saatujen bitumisideaineiden ominaisuudet riippuvat.

Ratkaisevia tekijöitä tekniikan valinnassa ovat lämpötila, aika ja hapettumisreaktion nopeus. .

Professori F. G. Unger huomautti, että ”kunkin kolloidisen hiukkasen koko ja rakenne riippuvat molekyylien kineettisen liikkeen energioiden tasapainosta ja niiden parien vuorovaikutuksen potentiaalista. olosuhteet tekninen prosessi hartsiasfalteeniaineiden öljysperspektiivijärjestelmien supramolekyylisten rakenteiden (assosiatiiviset yhdistelmät, misellit, monimutkaiset rakenneyksiköt, makromolekyylit) muodostuminen, olemassaolo ja tuhoaminen määrittävät bitumin rakenteen ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet.

Bituumenijärjestelmät ovat termodynaamisesti liikkuvia järjestelmiä, joissa hemolyyttisiä muutoksia (diamagneettiset molekyylit paramagneettisiksi ja päinvastoin) suoritetaan jatkuvasti. Paramagneettiset molekyylit ja hemolyyttiset prosessit aiheuttavat öljysperspektiojärjestelmien supramolekyylisten rakenteiden uudelleenjärjestelyjä, ts. Ne määräävät järjestelmän koko käytöksen ja rakenteen muodostumisen olosuhteet. muuttuvat teknologisen prosessin ulkoiset olosuhteet.

Eri instrumentaalisten tutkimusmenetelmien lukuisten tietojen analysointi ja niiden vertailu osoittavat, että raskaat hiilimolekyylit tai yksittäiset hiiliatomit yhdistetään suuriksi rakenteiksi, kuten osakkuusyhdisteiksi, polymeereiksi tai kidehilaiksi, jotka johtuvat spin-herätteestä ja spin-polarisaatiosta liuottimen ja lämpötilan vaikutuksesta. "

Tämän ansiosta voitiin tehdä johtopäätös tällaisten monimutkaisten esineiden, kuten bitumin, kolloidisen tilan tasapainodynamiikan olemassaolosta ja laatia vaatimuksia öljydispersiojärjestelmien teknisen vaikutuksen parametreille, jotta saadaan haluttujen ominaisuuksien omaavia bitumisideaineita.

Tärkeimmät menetelmät viskoosisen tie bitumin tuottamiseksi ovat seuraavat:

Öljyjäännösfraktioiden väkevöinti tislaamalla tyhjössä vesihöyryn läsnä ollessa (jäljelle jäävän bitumin saaminen).
Öljyjäämien (polttoöljy, tervat jne.) Hapetus ilmassa, jolloin saadaan hapettunut bitumi.
Nestemäisten öljyjäämien sekoittaminen (sekoittaminen) viskoosisen jäännös- tai hapettuneen bitumin, kiinteän luonnollisen bitumin (asfaltiitit, gilsoniitit) kanssa.

Vaaditun laadun bitumisideaineiden saamiseksi koostumukseen voidaan lisätä erilaisia \u200b\u200blisäaineita, mikä mahdollistaa modifioitujen, monimutkaisten ja komposiittisten bitumisideaineiden saamisen.

Tunnetaan lukuisia ratkaisuja erilaisten käyttöönottamiseksi

modifioivat komponentit, mukaan lukien liima-aineet,

polymeerit, purukumi, luonnollinen bitumi, rikki, samoin kuin rakenne- ja stabilointikomponentit.

Modifioituja bitumisideaineita saadaan tuomalla bitumiin erityisiä lisäaineita (modifioijia), jotka parantavat bitumin tiettyjä ominaisuuksia. Näihin kuuluvat bitumi (tai muut orgaaniset sideaineet), jotka sisältävät jopa 10 painoprosenttia modifiointiaineita.

Kuten a modifioitu bitumi yleisesti tunnettuja ovat erilaiset polymeeribituumenit, kumi-bitumi-sideaineet, pinta-aktiivisten aineiden lisäaineilla modifioidut bitumit, luonnollinen bitumi, samoin kuin petrokemian tuotteet, koksin ja puun kemialliset kasvit .

Kompleksiset orgaaniset sideaineet (Sideaine) ovat sideaineita, jotka koostuvat kahdesta tai useammasta komponentista, joissa pääkomponentin (öljybitumin) pitoisuus on alle 90 painoprosenttia. Luonnollista bitumia, raskaita öljyjä, hiili- ja liuskebitumia, petrokemian, koksin ja puun kemianteollisuuden tuotteita voidaan käyttää orgaanisen haihtuvan orgaanisen yhdisteen komponenteina. KOV: n joukossa ovat terva- ja bitumiterva-sideaineet, rikki-bitumi, raskasöljyjä ja luonnollista bitumia käytettäessä saatavat sideaineet, jätevoiteluöljyjen regeneroinnissa syntyvät jäännökset sekä komposiittisidokset.

Yhdistelmäaineisiin kuuluu KOV, joka sisältää yli kolme komponenttia, mukaan lukien erilaiset modifioivat lisäaineet, pehmittimet, rakenne- ja stabilointilisäaineet (esimerkiksi hienojakoiset jauheet ja kuitutäyteaineet).

Kuuluisin komponentti monimutkaisista orgaanisista sideaineista luonnollisista bitumisista materiaaleista on Trinidat-järveasfaltti, samoin kuin luonnollinen tulenkestävä bitumi, kuten asfaltiitit tai gilsoniitit.

Maantiebitumin tuotantoon tarkoitettujen korkealaatuisten raaka-aineiden ja tehokkaan tekniikan valinnan tarkoituksena on varmistaa, että ne täyttävät nykyisen viskoottisen öljybitumin GOST 22245-90 -standardin vaatimukset, samoin kuin vaatimukset, joilla varmistetaan vakaa tarttuminen käytettyihin kivimateriaaleihin, ja käyttöalueen ilmasto-olosuhteita vastaavan sitkeysvälin arvon.

Suositukset

Rudenskaya I.M., Rudensky A.V. Orgaaniset sideaineet tienrakennukseen. M .: Infra-M, 2010. S. 267.

2. Unger F. G., Andreeva L. N. Öljykemian perusteet. Hartsien ja asfalteenien luonne. Novosibirsk: Nauka, 1995. P.192.

Teknisten tieteiden tohtori A. V. Rudensky tieteet, professori

Hyvän työn lähettäminen tietokantaan on helppoa. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Lähetetty http://www.allbest.ru/

esittely

Öljybitumit ovat suurikapasiteettisia tuotteita, ja niitä käytetään laajalti rakennuksessa, teollisuudessa ja maataloudessa. Johtava käyttöalue on teiden, asuinrakennusten, teollisuusyritysten ja lentokenttien rakentaminen ja korjaus.

Öljybitumia käytetään laajalti, ja se on edelleen välttämätöntä tie-, teollisuus- ja siviilirakentamisessa. Bitumin merkitys jalkakäytävien tuotannossa on ensiarvoisen tärkeää: Venäjällä niiden osuus kokonaistuotannon rakenteesta on noin 80 prosenttia (katto- ja rakennusbitumin osuus on kumpikin 10 prosenttia) ja esimerkiksi Ranskassa 92 prosenttia. Tällaiset pinnoitteet ovat vahvempia, turvallisempia ja huomattavasti halvempia kuin betoni. Öljybitumenin laaja käyttö johtuu pääasiassa korkeista teknologisista, toiminnallisista ja taloudellisista indikaattoreista, samoin kuin tosiasiasta, että ottamalla käyttöön erilaisia \u200b\u200blisäaineita ja lisäaineita on mahdollista saada korkealaatuisia bitumiset materiaalit eri tarkoituksiin.

Öljybitumenin valmistus tapahtuu eri tavoin: puhaltamalla tervaa ilmasta, tislaamalla polttoöljy syvällä tislauslaitteella, tervan deasfaltoimiseen propaanista. Eri prosessien yhdistelmätuotteita käytetään myös laajalti. Maamme päätuotantoprosessi on hapetus - tervan puhaltaminen ilmalla korkealaatuisen tie-, rakennus- ja erityisen bitumin saamiseksi. Verrattuna tunnettuihin bitumin tuotantomenetelmiin, erityisesti hapettavan tekniikan tuotantoon, on seuraavat edut:

tuotantokustannukset vähenevät;

tekniikka on vähän jätettä ja yksinkertainen laitteistojen suunnittelussa;

kaikki käytetyt laitteet ovat massatuotteita;

sallii eri merkkien ja käyttöalueiden (tien, kattojen, rakentamisen) bitumin tuotannon;

verrattuna vastaaviin hapettuneiden tiebitumien laatuihin yhdistetyillä näytteillä on 15–40% suurempi venyvyys ja 10–15% parempi tartunta mineraalimateriaaleihin;

kestävyys ajoratasekoitetun bitumin perusteella saatu on 20-30% korkeampi kuin käytettäessä samanlaisia \u200b\u200bhapetetun bitumin laatuja;

tuloksena olevat bitumit muokataan melko helposti erilaisilla polymeereillä ja emulgoidaan.

Tiukemmat valtion vaatimukset venäjän tiet, liikenteen kuormituksen lisääntyminen, korkea kulumisaste ja huono tekninen kunto lisäävät merkittävästi öljybitumin laatuvaatimuksia, jotta saataisiin kestäviä materiaaleja, jotka perustuvat niihin, ja joilla on tarvittavien rakenteellisten, mekaanisten ja tarttuvien ominaisuuksien kompleksi kuluttajien vaatimusten mukaisesti. Asfalttibetonipäällysteen on oltava maksimaalinen vastustuskyky väsymysmurtumille ja kestävä päivittäisillä ja kausittaisilla lämpötilasykleillä. Yksi lupaavista alueista tämän ongelman ratkaisemiseksi on korkealaatuisen bitumin käyttö.

Liikenneministeriö, valtiovarainministeriö ja talouskehitysministeriö esittelivät mukautetun aliohjelman "tiet", joka on osa hallituksen hyväksymää liittovaltion tavoiteohjelmaa "Venäjän federaation liikennejärjestelmän nykyaikaistaminen vuoteen 2010 asti". Tältä osin tarve korkealaatuiselle bitumille tienrakennuksessa ja liittovaltion kohdeohjelman tehtävien onnistuneelle suorittamiselle kasvaa voimakkaasti.

Bitumin kulutus kasvaa jatkuvasti kaikissa maailman maissa. Kärkijoukon miehittää Yhdysvallat, missä kulutus on melkein kaksinkertainen verrattuna Euroopan maihin. Tämä johtuu Yhdysvaltojen teiden rappeutuneesta verkosta ja raskaasta liikennekuormasta. Maassamme bitumin kulutus on suurin teollisuuden ja vesirakennuksen sekä muilla kansantalouden aloilla. Bitumia käyttävien tienpäällysteiden osuus on 93 - 95% kaikista edistyneistä pinnoitteista ja vain 3 - 5% putoaa sementtibetonia käyttäviin pinnoitteisiin.

Tällainen bitumin tuotannon ja kulutuksen merkittävä lisääntyminen sekä sen laatuvaatimusten lisääntyminen vaativat kiireellisesti perusteellisempaa ja kattavampaa tutkimusta bitumin koostumuksesta ja ominaisuuksista, teknologisen järjestelmän parametrien vaikutuksesta, prosessien kinetiikasta ja hydrodynaamikasta sekä raaka-aineiden luonteesta näihin indikaattoreihin.

Maan päällysteiden tie bitumin toiminnan luotettavuuden lisäämisen ongelma on yhä pahempi. Ainoastaan \u200b\u200bliittovaltion verkon välityksellä vähintään kolmasosa nykyisistä teistä ja vähintään 15 prosenttia käytetyistä siltoista ja ylikokoelmista tarvitsee vakavaa jälleenrakentamista ja nykyaikaistamista.

Aineellisten ja taloudellisten resurssien järkevän käytön kannalta on välttämätöntä jatkaa laadunvalvontaa kaikissa vaiheissa, alkaen käytettyjen materiaalien laadusta, sekoitettujen bitumikoostumusten valinnan tuloksista, kypsennysprosessin teknologisista tavoista ja päättyen tuloksena olevan tuotteen laadunvalvontaan sääntelyasiakirjojen mukaisesti.

1. Prosessin teoreettinen perusta

1.1 Maaöljybitumin hapetusprosessin mekanismi ja kinetiikka

Termillä “bitumi” tarkoitetaan nestemäisiä, puolikiinteitä tai kiinteitä hiili- ja vetyyhdisteitä, joissa on pieni määrä happea, rikkiä, typpeä sisältäviä aineita ja metalleja ja merkittävä pitoisuus asfalteenihartsimaisia \u200b\u200baineita, jotka liukenevat hyvin hiilidisulfidiin, kloroformiin ja muihin orgaanisiin liuottimiin.

Öljybitumin tuottamiseksi on olemassa kolme päämenetelmää.

1) Öljyjäännösten konsentrointi tislaamalla tyhjössä vesihöyryn tai inertin kaasun läsnä ollessa (raskaan asfaltti-tervaöljyn prosessoinnissa jäännösbitumi saadaan ilmakehän tislauksella).

2) Eri öljyjäämien (polttoöljyt, tervat, puolitervat, asfaltointiasfaltit, selektiivisen öljynjalostuksen uutteet, krakatut jäännökset tai niiden seokset) hapetus ilmassa 180-300 C lämpötilassa.

3) Eri öljyjäämien yhdistäminen (sekoittaminen) tisleiden ja hapettuneen tai jäännösbitumin kanssa jne.

Edellä esitetyistä menetelmistä on yhdistelmiä. Hyödykkeiden bitumi saadaan tietyn prosessin suorana tuotteena tai yhdistämällä eri prosessien tuotteita.

Tärkein bitumin tuotantomenetelmä maassamme on hapetus - tervan puhaltaminen ilmalla. Hapettuneita bitumeita saadaan erä- ja jatkuvatoimisissa laitteissa, ja jatkuvissa laitteissa saadun bitumin osuus on taloudellisempaa ja helpompaa ylläpitää, ja se kasvaa jatkuvasti.

Hapettunut bitumi voi olla eri konsistenssia huoneenlämpötilassa - puolinestemäinen, suhteellisen kiinteä ja välituote. Ne kestävät paremmin lämpötilanvaihteluita ja säämuutoksia kuin vastaavasti jäännösbitumi, joka saadaan tislaamalla öljyjäännöksiä vesihöyryllä.

Ilmahapettumista käytetään bitumin tuotannossa, kun raaka-aineessa on vähän terva-asfalteeni-aineita ja puhaltamalla se voi lisätä niiden pitoisuutta. Jos tislaamalla ja uuttamalla saadussa bitumassa raaka-aineen asfalttihartsikomponentit ovat käytännössä muuttumattomia, niin hapetus ilmakehän happea tietyissä olosuhteissa johtaa merkittäviin muutoksiin raaka-aineen laadullisessa ja määrällisessä koostumuksessa.

Nykyaikainen tekniikka koostuu öljyjäännösten hapettamisesta ilmakehän happea ilman katalysaattoria lämpötilassa 230-300 0С toimittamalla 0,014 - 0,0233 m2 / s ilmaa kohti 1 tonnia bitumia korkeintaan 12 tunnin ajan. Ilmaa voidaan syöttää reaktoriin paineen alaisena tai imeä tyhjiössä. järjestelmä enintään 500 mmHg Poistaminen ja häviöt riippuvat haihtuvien aineiden pitoisuudesta raaka-aineessa, hapettumissyvyydestä ja ovat välillä 0,5-10% massasta. raaka-aineista. Vesihöyry ja hiilidioksidi poistetaan järjestelmästä. Eksoterminen hapettumisreaktio nostaa lämpötilaa reaktiovyöhykkeellä.

Raaka-aineiden hapettuminen bitumiksi on heterogeeninen reaktio kaasu (ilma, ilma + happi, ilma + hiilidioksidi, ilma + vesihöyry jne.) Ja neste (öljyjäännös) vaiheiden välillä. Tässä tapauksessa tapahtuu neljä reaktiotyyppiä: johtaen molekyylipainon laskuun muodostuessaan tislettä, vettä ja hiilidioksidia; muuttamalla hieman molekyylipainoa veden muodostamiseksi; johtaen molekyylipainon nousuun veden, hiilidioksidin ja asfalteenien muodostumisen myötä; pitoisuus (tisle tisle ja asfalteenipitoisuus).

Happi reagoi syötössä olevan vedyn kanssa muodostaen vesihöyryä. Vetyhäviön lisääntymiseen liittyy tiivistysprosesseja, joissa muodostuu suurimolekyylipainoisia tuotteita, joilla on korkea aromaattisuusaste - asfalteenit. Seurauksena bitumin konsistenssi muuttuu. Suurin osa ilman hapesta menee veden muodostumiseen, 10-20% massasta. hiilidioksidin muodostumisessa merkityksetön osa - happea sisältävien orgaanisten aineiden muodostumisessa.

Maaöljyn hiilivedyt hapettuvat samanaikaisesti kahteen suuntaan:

Hapotut hiilivedyt\u003e Hydroksihapot\u003e Asfalteenihapot

hartsit\u003e asfalteenit\u003e karbeenit\u003e karbidit

Raaka-aineiden hapettumisen bitumiksi muuntamiskaavio on seuraava:

Hapetusprosessin alussa:

Muodostuneiden radikaalien vuorovaikutus uuden hiilivetymolekyylin kanssa johtaa stabiilien tuotteiden tuottamiseen:

RRH + RH\u003e RRHRH - suhteeton.

Hiilivetyradikaalien suhteellisen alhaisen pitoisuuden vuoksi niiden rekombinaatio on epätodennäköistä, ja radikaalien vuorovaikutus hapen kanssa etenee pienemmässä määrin kuin lähtöaineen molekyylien kanssa:

ROO + RH\u003e ROOH + R

RH + OH\u003e R + H20

Ketjun jatkaminen:

RH + HOO\u003e R + H202

RH + OH\u003e R + H20

Raaka-aineiden hapettumisreaktioiden kinetiikalla ja matemaattisella kuvauksella bitumiksi on suuri tekninen merkitys prosessin laskennassa ja optimoinnissa. Tämän alan tutkimus on kuitenkin riittämätöntä. Suurimmat vaikeudet prosessin matemaattisessa kuvauksessa liittyvät seuraaviin: hapetuksen aikana tapahtuu muutoksia kaasun ja nesteen kosketuspinnassa, tapahtuu tislausprosesseja, staattinen paine laskee ja lämpötila nousee; kaasun faasin hapen imeytymisen seurauksena sen pitoisuus vähenee jatkuvasti; hapen osapaine laskee sen konsentraation laskun ja staattisen paineen laskun vuoksi; nestemäinen faasi on kyllästetty kemiallisesti välinpitämättömällä typellä; kaasun diffuusiokerroin nesteeksi hapettumisen aikana muuttuu reaktiotuotteiden viskositeetin muuttuessa.

Raaka-aineiden hapettumisprosessin reaktionopeuden käsitettä bitumiksi tarkastellaan eri tavoin. Sopivin on pehmenemislämpötilan määrittäminen, joka yleensä suoritetaan valmiin tuotteen laadun valvomiseksi.

Kirjallisuudessa reaktioyhtälö on annettu seuraavassa muodossa:

missä tР on bitumin pehmenemislämpötila, 0F, 0С \u003d 5/9 (0F - 32);

Hapetuksen kesto, h;

K on reaktionopeuden vakio;

Q - ilman virtausnopeus, m3 (lahko).

Reaktionopeuden kokonaisvakio K0 määritetään kaavalla:

missä tР on bitumin pehmenemislämpötila ajan myötä, 0С;

tР0 on raaka-aineen pehmenemislämpötila, 0C.

Kun otetaan kohonnut pehmenemislämpötila tР reaktion loppuun saattamisen kriteeriksi ja kun otetaan huomioon reagoivan aineen konsentraatio käänteisesti verrannollisena pehmenemislämpötilaan, ts. С \u003d а / tР (missä a on suhteellisuuskerroin), voimme esittää differentiaaliyhtälön.

Erottelun ja muutoksen jälkeen saamme:

Tätä ensimmäisen kertaluvun reaktion yhtälöä voidaan käyttää käytännön tarkoituksiin, koska hapetusprosessi suoritetaan teollisissa olosuhteissa yleensä korkeintaan lämpötilassa, joka on korkeintaan 270 ° C.

Bitumi sitoo kemiallisesti vähemmän happea, sitä korkeampi raaka-aineiden hapettumislämpötila on. Päähapettumiseen johdettu määrä happea kuljetetaan poistokaasujen mukana, hapetusprosessi on luonteeltaan dehydraus. Kasvavan hapettumisen kanssa havaitaan lyhyt alkyyliketjuja (CH2) n sisältävien yhdisteiden bitumisisällön pitoisuuden nousu, jossa n4 johtuu syklisten yhdisteiden alkyyliryhmien pilkkoutumisesta pitkillä alkyyliketjuilla; havaitaan myös bentseenirenkaiden suhteellisen kasvun jaksoissa, mikä vahvistaa reaktioiden dehydrausluonteen.

Kemiallisesti sitoutuneen hapen määrä hapettuneessa bitumissa kasvaa lisääntyessä aromaattisten hiilivetyjen pitoisuutta raaka-aineessa, öljyjäännöksessä. Hapettuneessa bitumissa sitoutunut päähappomäärä on esteriryhmien muodossa. Kemiallisesti sitoutuneen hapen pitoisuus bitumissa kasvaa raaka-aineiden - tervan helpotuksen myötä, koska sen molekyylipainon pienentyessä ja tunkeutumisen lisääntyessä muodostuu suurempi määrä esterisiltoja.

Kolme vaihetta voidaan erottaa bitumin tunkeutumisen ja pidentymisen muutoksen perusteella sen hapettumisen aikana. Ensimmäisessä vaiheessa tunkeutuminen tuntuu voimakkaasti vähentyneen ja venymä lisääntyy, toisessa vaiheessa venymä ja tunkeutuminen vähenevät, ja kolmannessa nämä arvot vakautuvat.

1.2 raaka-aineiden ominaisuuksien vaikutus hapettuneen ja sekoitetun bitumin laatuun

Tyhjötislauksen raaka-aineet ovat yleensä polttoöljyä tai tervaa, asfaltin ja hapettumisen tervaa. Hyödykkeiden bitumi saadaan tietyn prosessin välittömänä tuotteena tai yhdistämällä eri prosessien tai saman prosessin tuotteet.

Tyhjötislauksen raaka-aineet ovat monimutkainen sekoitus orgaanisia ja heteroorgaanisia sarjoja. Tavanomainen tyhjötislauksen raaka-aine on öljyn - polttoöljyn ilmakehän tislauksen jäännös.

Parafiinien kanssa tapahtuvan tervan deasfaltointiprosessin päätarkoitus on saada deasfaltointi, joka on raaka-aine öljyjen ja katalyyttisen krakkauksen ja vetykrakkauksen yksiköiden tuotannossa. Deasfaltoinnin jäännös täyttää joissakin tapauksissa bitumia koskevan standardin vaatimukset, ja sitä käytetään useammin bitumin tuotannon raaka-aineina.

Öljynjalostamon jäännösten hapetus ilmalla on tärkein prosessi bitumin tuottamiseksi. Saatuaan hapettuneen bitumin puhaltamalla öljyn puhdistusjäännöksiä ilmalla, siihen liittyy sen paksuneminen.

Hapettunut bitumi voidaan saada öljyistä, joiden massa on 5%. ja enemmän terva-asfalteeniaineita. On toivottavaa, että niiden öljy sisälsi yli 25% massasta. .

Raaka-aineiden luonne vaikuttaa hapettuneen bitumin ominaisuuksiin. Raaka-aineiden sopivalla valinnalla voidaan saada hapettunut bitumi, jolla on erilaisia \u200b\u200bominaisuuksia. Alkuperäisen tervan öljypitoisuuden pienentyessä bitumin venymä, hauraus ja leimahduspiste kasvavat, niiden lämmönkestävyys ja sitkeysalue vähenevät, ilmankulutus ja hapettumisaika vähenevät.

Asfaltoinnin jälkeen asfaltin bitumi sisältää vähemmän parafiini-nafteeniyhdisteitä ja enemmän hartseja ja asfalteeneja, mikä johtaa niiden alhaisempaan tunkeutumiseen, sitkeysväliin ja suurempaan venymiseen, haurauteen ja koheesioon verrattuna saman pehmenemislämpötilan bitumiin, joka saadaan tervan hapetuksella samasta öljystä.

Parafiiniyhdisteiden vaikutus riippuu bitumin dispergoituneesta rakenteesta, ja niiden pitoisuus on jopa 3% massasta. raaka-aineissa on sallittua. Parafiiniyhdisteiden pitoisuuden lisääntyminen raaka-aineessa vähentää bitumin venyvyyttä, lisää ilmankulutusta ja hapettumisen kestoa.

Raaka-aineiden parafiini-nafteeniyhdisteet ovat ohenteita ja pehmittimiä, jotka parantavat bitumin ominaisuuksia, niiden läsnäolo 10–12% asti on toivottavaa.

Rikki- ja rikkiyhdisteiden läsnäolo raaka-aineissa parantaa hapettuneen bitumin ominaisuuksia.

Monosykliset aromaattiset yhdisteet käyttäytyvät samalla tavalla kuin parafiini-nafteeniset hiilivedyt: ne parantavat hapettuneen bitumin sitkeyttä ja haurasta lämpötilaa. Parafiininafteenien ja monosyklisten aromaattisten yhdisteiden identtinen käyttäytyminen, ilmaistuna hapettumisprosessin estämisessä, selitetään niiden molekyylien rakenteen samanlaisudella. Parhaat raaka-aineet hapettuneen bitumin valmistukseen ovat erittäin hartsimaisten aromaattisten perusöljyjen jäännökset.

1.3 Tie bitumin lisäaineiden modifiointi

Muokkaamalla bitumia erilaisilla lisäaineilla on mahdollista parantaa niiden toimintaominaisuuksia, mukaan lukien vähentämällä haurauden lämpötilaa, laajentamalla lämpötila-aluetta, lisäämällä muodonmuutoksen stabiilisuutta ja kestävyyttä (kestävyys tiettyjen tietojen mukaan kaksinkertaistuu), lisäämällä tarttuvuutta ja vanhenemiskestävyyttä.

Yläkerrosten asfalttipinnoitteiden laadun parantamiseksi valtatiet FDD: n 31 päivänä tammikuuta 1995 päivätyllä määräyksellä 9 ja FADS: n 3 päivänä huhtikuuta 1997 päivätyllä määräyksellä 23 suositeltiin modifioidun bitumin käyttöä korkeammilla fysikaalis-kemiallisilla ominaisuuksilla.

Bitumin ominaisuuksien sääteleminen voidaan suorittaa fysikaalis-kemiallisen mekaniikan perusperiaatteiden mukaisesti säätelemällä niiden rakenteen alueellista leviämistä suuntaamalla muuttamalla dispergoituneen faasin hiukkasia.

Idea bitumeista, joille on ominaista hajotettu rakenne, joka on kolmen tyyppinen, riippuen niistä monimutkaisten rakenneyksiköiden (CCE) koosta, viittaa siihen, että pinta-aktiivisten aineiden, pehmittimien, polymeerien ja muiden täyteaineiden lisäaineiden optimaalisen määrän käyttöönotto voi johtaa kahden muunnoksen uusien dispergoituneiden hiukkasten muodostumiseen. Ensinnäkin nämä lisäaineet voidaan jakaa sideaineen dispersioväliaineeseen ja tietyillä pitoisuuksilla, jotka ovat erilaisia \u200b\u200bCCE: n koosta riippuen, luodaan uusi riippumaton spatiaalinen dispersiorakenne. Tässä tapauksessa, jos lisäaine on plastisoija tähän järjestelmään nähden, se voidaan levittää vapaasti dispergoituneessa faasissa pieninä pitoisuuksina ja se voi johtaa rakenteiden väliseen plastisoitumiseen, ts. lisätä spatiaalisesti hajanaisen rakenteen liikkuvuutta käytännössä pienentämättä sen lujuutta, ja korkeissa konsentraatioissa johtaa lujuuden laskuun.

Toiseksi nämä lisäaineet voivat tietyissä konsentraatioissa muodostaa spatiaalisia rakenteita, jotka on konjugoitu dispergoituneen faasin olemassa olevien hiukkasten kanssa CCE: n muodostumisen vuoksi. Bitumin ominaisuudet määritetään tällä uudella alueellisella konjugaattirakenteella.

On lisäaineita (esimerkiksi rikki), joilla voi olla sellainen koostumus ja ominaisuudet, että pienillä pitoisuuksilla niillä voi olla jäsentävä vaikutus, ja suurilla pitoisuuksilla niillä voi olla plastisoiva vaikutus, ja päinvastoin: pienillä pitoisuuksilla vaikutus on plastisoiva. Ensimmäisessä tapauksessa tämän pitäisi johtua siitä, että kun pitoisuus on yli tietyn arvon, lisäaine ei pääse jakautumaan dispersioväliaineeseen. Toisessa tapauksessa tietyllä pitoisuudella riittää, että muodostetaan itsenäinen tai konjugoitu tämän järjestelmän spatiaalisen rakenteen dispergoidun vaiheen hiukkasten kanssa.

Pinta-aktiivisilla lisäaineilla on sen lisäksi, että ne vaikuttavat bitumin spatiaalisesti hajaantuneeseen rakenteeseen, myös erittäin suuren vaikutuksen bitumin pintajännitykseen muuttaen sidoksen luonnetta.

Ensinnäkin pinta-aktiiviset lisäaineet voivat parantaa bitumin mineraalimateriaalien pinnan kostutusolosuhteita muodostaen polaaristen ryhmien ja hiilivetyosan avulla absorptiikerroksen mineraalimateriaalin pintaa kohti bitumin tilavuuteen. Tämä ominaisuus alentaa lämpötilaa ja aikaa homogeenisen seoksen saamiseksi, ja vähentää merkittävästi myös bitumin ikääntymisprosessin voimakkuutta.

Toiseksi pinta-aktiivisten aineiden käytöstä johtuen mineraalimateriaalin ja bitumin väliseen rajaan voidaan muodostaa monomolekyylinen kemisorptiokerros, mikä edistää vahvan sidoksen muodostumista niiden välille.

Seuraavat lisäaineet erottuvat pinta-aktiivisten aineiden mekanismien vaikutuksesta tie bitumin rakenteeseen ja ominaisuuksiin:

Tuhoava, vähentää järjestelmän assosioitumisastetta, mikä ilmenee bitumin komponenttien välisen vuorovaikutuksen luonteen ja voimakkuuden muutoksena pinta-aktiivisten aineiden adsorption vuoksi bitumin rakennetta muodostavien komponenttien pinnalle. Samankaltaisella vaikutuksella voi olla pinta-aktiivinen aineluokka suurimolekyylipainoisia amiineja ja diamiineja. Tässä tapauksessa järjestelmien viskoelastiset ja lujuusominaisuudet muuttuvat paitsi, että myös siirtymisen lämpötila reologisesta tilasta toiseen alemman lämpötilan suuntaan siirtyy;

Strukturoituminen, niiden vaikutusmekanismi ilmaistaan \u200b\u200bspatiaalisesti hajaantuneen rakenteen muodostumisessa, joka liittyy bitumin asfalteenikomplekseihin. Tämä on suurimolekyylipainoisten karboksyylihappojen rauta- tai kalsiumsuolojen luokan pinta-aktiivisten aineiden käyttäytymistä. Lisäksi rakennevaikutus ilmenee tietyllä pitoisuudella ja vain bitumissa olevan spatiaalisen hyytymisrakenteen läsnä ollessa;

Plastisoimisainetta. Ne vähentävät bitumin dispersioväliaineen viskositeettia, ts. eliminoi diffuusiokerroin ja vähentää sen vuoksi hyytymiskehyksen lujuutta. Tällaisen vaikutuksen tekevät pinta-aktiiviset aineet, joilla on suurimolekyylipainoinen karboksyylihappoluokka.

Lisäaineiden muokkainten luokittelu merkkien mukaan:

liiman lujuuden kasvu;

lisää lämpöä, vettä, pakkaskestävyyttä;

lisätä tuotteen lujuutta;

lisääntynyt säänkestävyys;

päällysteen kestävyyden varmistaminen;

parannetaan tuotteen taipuisuutta ja stabiilisuutta.

Bitumin dispergoitunutta rakennetta voidaan hallita lisäämällä pienimolekyylipainoisia hiilivetyjä. Lisäksi bitumipitoisuudestaan \u200b\u200briippuen ne voivat pehmentää tai ohentaa sitä. Pienillä pitoisuuksilla pienimolekyylipainoisia hiilivetyjä - 4 tilavuusprosenttia. (pitoisuuskynnys), bitumin saantolujuudessa ja suurimmassa muovisessa viskositeetissa tapahtuu pieni muutos, ja sitten niiden jyrkkä lasku. Pitoisuuksissa, jotka ovat ”kynnystä” alhaisemmat, kehysten välisissä kerroksissa tapahtuu dispersioväliaineen osittainen plastisoituminen, mikä johtaa järjestelmän joustavuuden lisääntymiseen ylläpitäen samalla riittävän vahvaa hyytymiskehystä bitumissa. Kun hiilivetypitoisuus on enemmän “kynnysarvo”, havaitaan järjestelmän laimeneminen, mikä johtaa hyytymiskehyksen tuhoutumiseen ja bitumin muuttumiseen laimennettuun asfalteenisuspensioon.

On erittäin tehokasta käyttää polymeerilisäaineita sideaineiden spatiaalisesti dispergoituneen rakenteen hallitsemiseksi. Kaikki bitumin lisäaineina käytetyt polymeerit kuuluvat orgaanisten tai orgaanisten alkuaineyhdisteiden luokkaan ja ne voidaan luokitella yhteen neljästä ryhmästä.

Kumimaiset polymeerit. Elastomeerit - luonnonkumi (NR) ja devulkanoidut kumimurut, synteettiset kumit, pääasiassa styreenibutadieeni, silikonikumit, polyisobutyleeni, propeenin ja eteenin ataktinen kopolymeeri, samoin kuin synteettisten kumien ja nylonkuidun tuotannossa syntyvät jätteet, polydieneni. Kumimaisilla polymeereillä ei yleensä ole kykyä spesifisiin vuorovaikutuksiin, joten verkon muodostamiseksi tarvitaan suurempi määrä.

Termoplastiset muovit, molekyyli- ja kloorattu polypropeeni, polyvinyyliasetaatti, fluoria sisältävät hiiliketjun kestomuovit. Termoplastiset polymeerit ovat tehokkaita vain silloin, kun niitä on bitumissa 10 - 20 painoprosenttia, ja tällaisten PBB-yhdisteiden viskositeetti lämpötila-alueella sen yhdistämisessä mineraalimateriaaliin on niin suuri, että se tekee siitä ei-teknisen,

Lämpökovettuvat muovit - epoksi; alifaattinen modifioitu epoksihartsi, aromaattipohjainen epoksihartsi, samoin kuin polyepoksiyhdisteet lisäämällä monifaasista karboksyylihappojohdannaista; furyyli-, furfuraali-formaldehydihartsit, fenoliformaldehydihartsit. Lämpökovettuvat muovit ovat tehokkaita bitumissa vain kovetteen läsnä ollessa, ja muodostuneet kemiallisesti palautumattomat sidokset voivat rikkoa valmistusmenetelmiä asfalttiseokset ja niiden päällystyslaitteet.

Termoelastoplastiset polymeerit, termoplastiset elastomeerit, divinyyli-styreeni-lohkokopolymeerit. Termoelastomeerit säilyttävät korkean lujuuden ja kyvyn erittäin joustaviin muodonmuutoksiin lämpötilavälillä +80 - 80 ° C, mikä johtuu makromolekyylien välisten fysikaalisten sidosten muodostuneesta alueellisesta rakenneverkosta. Termoplastisten elastomeerien tuhoutumisen lämpötila 230 - 250 ° C.

Jotkut vaatimukset polymeereille:

polymeerimakromolekyyleillä tulisi olla taipumus assosioitumiseen ja kyky immobilisoida suurin mahdollinen tilavuus dispersioväliainetta;

polymeerin on jaoteltava nopeasti ja hyvin bitumin dispersioväliaineeseen ilman hajoamista;

polymeerin tulisi muodostaa bitumiin sellainen rakenneverkko, joka säilyttää lujuuden yli 60 ° C: n lämpötiloissa ja joustavuuden alhaisissa lämpötiloissa;

pitäisi olla kohtuuhintaisia \u200b\u200bja halpoja;

polymeerin rakenneverkko on muodostettava bitumiin bitumi-mineraaliseoksen valssaamisen jälkeen tai sen on palauduttava kääntyvästi, kun se altistetaan todellisille rasituksille.

Siksi olemassa olevista polymeereistä kestomuoviset elastomeerit täyttävät vaatimukset - tämä on uusi polymeeriluokka, jossa yhdistyvät sekä muoveille ominainen suuri lujuus että elastomeereille ominainen joustavuus.

Patenttikirjallisuus tarjoaa erityyppisiä modifioijia ja menetelmiä niiden valmistamiseksi. Yhdistämällä ne bitumilla eri suhteissa voit saavuttaa tarvittavat laatuindikaattorit.

Patentissa nro 2267506 keksintö liittyy tiivistekoostumusten tuotantoon, jotka perustuvat öljybitumiiniin ja polymeeriin, jota käytetään teiden rakentamisen vesieristykseen. Bitumikoostumus sisältää massaa. %: tieöljybitumi 62,0-59,2; styreenibutadieeni-styreeni kestomuovinen elastomeeri 1,5-2,0; orgaaninen liuotin 13,5-18,0; kiinteän renkaan pyrolyysijäännös 12,0-10,0; murukumi 10,0 - 12,0; liima-lisäaine BP-KSP 1.0-0.8.

Patentissa nro 94029817 tarkastellaan aktiivista bitumilisäainetta, joka tarjoaa sille korkeat tekniset indikaattorit ja sen seurauksena tienpinnan riittävän kestävyyden. Sitä saadaan happojen tislauksen pohjajäännöksen vuorovaikutuksessa, joka on saatu eläinten saippuoitumisen ja trietanoliamiinin ja rikin kasvirasvojen kanssa.

Patentissa nro 2158742 keksintö koskee rakennusmateriaaliteollisuutta, modifioijan tuotantoa polymeeri-bitumi-sideaineille, joita käytetään tie- ja vesirakentamisessa teiden, lentokenttien, urheilukenttien ja kattojen peittämiseen. Modifioija saadaan kiinteän, tarttumattoman massan muodossa, jota on helppo kuljettaa ja viedä suoraan lämmitettyyn bitumiin tienrakennustyömailla. VAIKUTUS: modifioija aikaansaa alhaiset (jopa - 27 - 29 0С) hauras lämpötilat ja siihen perustuvien polymeeri-bitumi-sideaineiden (PBB) korkeat (jopa + 53-55 0С) pehmenemislämpötilat, mikä takaa PBB: n luotettavan toiminnan olosuhteissa, joissa lämpötila laskee huomattavasti. Modifioija koostuu seuraavista komponenteista: bitumin massa 50-80. %, ennalta hajotettu bitumi-kumimurussa, joka on 10-25 painoisen kumin jätteentuotannon jäte. %, polydienikumi SKI-3 1-5 massa. %, polyeteeniä (LDPE) tai eteenin kolmoiskopolymeeriä propeenin ja dieenien kanssa - SKEPT-40 1-10 massa. %.

Patentti nro 2185401 kuvaa kationisen aktiivisen liima-aineen lisäyksen kehittämistä bitumiin, joka on happojen ja emäksisten komponenttien vuorovaikutuksen tuote. Hapana komponenttina käytetään joko kovapuun pyrolyysihartsia tai hiilen tervaa tai rasvahappojen tislauksen jäännöstuotetta tai synteettisten rasvahappojen tuotannon tislausjäännöstä tai monoetanoliamiinin tuotannon tislausjäännöstä tai morfoliinin rektifikaation tislausjäännöstä.

Patentissa nro 94028231 tarkastellaan käyttöä: keksintö liittyy rakennusmateriaaleihin ja mahdollistaa bitumin tarttumisen parantamisen hapanta kiviin. Keksinnön ydin: TU 38-40753-75: n mukainen vaikuttava aine "Penazolin 17-20" - ei-vesipitoisten vaahtojen stabilointiainetta vaahtojen valmistusprosessissa käytetään bitumin liima-ainelisäaineena.

Patentissa nro 2130954 kuvataan tarttuva lisäaine monitoiminnallisen vaikutuksen bitumille, mukaan lukien eri rakenteiden imidatsoliinit, tunnettu siitä, että erilaisten rakenteiden imidatsoliinit edustavat amido-, bis- ja aminoetyyli-imidatsoliinit ja sisältävät lisäksi amido-piperatsiinien massaa. %: 1) amidoimidatsoliinit - 40-50, n \u003d 1,2; 2) bisimidatsoliinit - 10 - 20; 3) aminoetyyli-imidatsoliinit - 15-25, m \u003d 1,2; 4) Amidopiperatsiinit - 5-25, x \u003d 0,1, missä R on tyydyttyneiden ja tyydyttymättömien happojen hiilivetyradikaali C15-55 tai niiden seokset. Tekninen tulos - pinta-aktiivisten aineiden "Amidan" saaminen bitumille, joka maksimoi bitumin tarttuvuuden happamiin kiviin minimivirtausnopeudella, sillä on korkea lämpöstabiilisuus ja hyvä antioksidanttivaikutus bitumissa.

2. Tutkimus

2.1 Tutkimuksen tarkoitus

Tutkimuksen tavoitteena on selvittää bitumin tuotannon asennuksessa tiebituumenin trazmin ja P25: n riippuvuus tervapitoisuudesta yhdistelmäprosessissa.

2.2 Opintojaksot

Opinnäytetyöt ovat:

tien bitumi, jonka pehmenemislämpötila on KiSh 47 0С: n mukainen; tunkeutuminen 25 0С - 60 0,1 mm: n kohdalla; läpäisy 0 0-3,5 0,1 mm: ssä;

rakennusbitumi, jonka pehmenemislämpötila on KiSh 99 0С: n mukainen; tunkeutuminen 25 0С - 4 0,1 mm: n kohdalla; läpäisy 0 0 - 2 0,1 mm: n kohdalla;

terva (Länsi-Siperian öljy), jonka pehmenemislämpötila on 20 ° C KISH: n mukaan, tunkeutuminen lämpötilassa 25 ° C - 220 0,1 mm; lämpötilassa 0 ° C - 2 0,1 mm;

bitumi hapettunut Salavatnefteorgsintez OJSC: n bitumintuotantolaitoksen nro 14 K-1: n asennuksesta pehmenemislämpötilalla KiSh 72 0С: n mukaisesti; tunkeuma 25 0С - 34 0,1 mm: n kohdalla;

terva on Salavatnefteorgsintez OJSC: n AVT-4-työpajan nro 14 kohdetuote, jolla on seuraavat ominaisuudet: pehmenemislämpötila KiSh 27 0С: n mukaan, leimahduspiste avoimessa upokkaassa - 316 0С, nimellisviskositeetti - 42 s, tiheys - 991 kg / m3, vesi - puuttuu.

2.3 tutkimusmenetelmät

Yhdistäminen on kahden asteen bitumin sekoittaminen eri suhteissa, kokonaistilavuuden ollessa 300 g. Yhdistäminen suoritettiin lämpötilassa 140 ° C 30 minuutin ajan saatujen yhdisteiden 43 ja 47 ° C pehmenemislämpötilaan.

Tie- ja rakennusbitumi laitettiin metallisäiliöön, asetettiin laattalle, sekoitin asennettiin ja sekoitettiin 30 minuutin ajan, sitten sekoitin sammutettiin, otettiin näyte pehmenemislämpötilan määrittämiseksi KiS-menetelmällä.

Bitumin yhdistäminen lisäaineella.

Bitumiseos vietiin metallisäiliöön ja suhteesta riippuen lisäaine oli terva, sekoitin laitettiin siihen ja sekoitettiin 30 minuutin ajan sekoittimen sammuttamiseksi, otettiin näyte pehmenemislämpötilan määrittämiseksi KiS-menetelmällä. Saadut bituminäytteet analysoitiin joillakin laatuindikaattoreilla. Tutkimustulokset on esitetty taulukoissa.

Bitumin laatuindikaattorien analyysimenetelmät:

Pehmenemispiste (öljyjäännös) on lämpötila, jossa bitumi (öljyjäännös) muuttuu suhteellisen kiinteästä tilasta nestemäiseen olosuhteeseen kuumennettaessa.

Pohjimmiltaan on se, että renkaassa tavallisen kuulan kuormituksen alla sijaitsevaa 5 mm paksua bitumikerrosta kuumennettiin, kunnes pallo ohitti bitumikerroksen ja kosketti tietyllä etäisyydellä renkaan alla olevan laitteen ohjauslevyä. Lämpötila, jossa pallo kosketti pintaa, rekisteröitiin bitumin pehmenemislämpötilaksi. Analyysimenettely suoritetaan standardin GOST 11506-78 mukaisesti.

Läpäisykyky - tämä indikaattori kuvaa tyypillisen muodon rungon tunkeutumissyvyyttä puolinesteisiin ja puolikiinteisiin tuotteisiin tietyssä tilassa, joka määrittelee tämän rungon kyvyn tunkeutua tuotteeseen ja tuote - vastustaa tätä tunkeutumista. Läpäisy kuvaa epäsuorasti bitumin kovuusastetta.

Pohjimmiltaan on penetrometrin neulan tunkeutumissyvyyden mittaus testinäytteeseen tietyissä olosuhteissa: lämpötila 25 0C, kuorma 1N, kuorman kesto 5 s (P25) ja lämpötila 0 0C, kuorma 2N, kuorman kesto 60 s (P0). Analyysimenettely suoritetaan standardin GOST 11501-78 mukaisesti.

Tarttuvuus (tartunnan kvantifiointi) on nestemäisen tai viskoosisen bitumin kyky tarttua hiekan tai marmorin pintaan. Tarttuvuus johtuu kaksinkertaisen sähkökentän muodostumisesta bitumiskalvon ja kiinteän mineraalimateriaalin (kivi) väliseen rajapintaan. Tarttuvuus riippuu bitumin komponenttien (asfalteenit ja maltens) napaisuudesta. Bitumin tarttumiseen kivimateriaaleihin on ominaista myös pintajännitys rajapinnalla, ja se edustaa bitumin erottamiseen kivimateriaalista käytetystä työstä.

Pohjimmiltaan bitumin kyky tarttua marmorin tai hiekan pintaan, kun se altistetaan kiehuvalle vedelle 30 minuutin ajan. Kokeen lopussa näytteet upotettiin kylmään veteen 3-5 minuutiksi, sitten asetettiin suodattimelle. Kuivattu ilmavirran avulla näyte punnittiin. Bitumin tarttuvuusindeksi määritetään kaavalla

missä m1 on bitumi-mineraaliseoksen massa keittämisen jälkeen, g;

mbs - näyte mineraalimateriaalista, g;

0,6 - bituminäyte (vakio tälle menetelmälle), g,

Tien bitumilla on oltava hyvä tarttuvuuskyky laajalla lämpötila-alueella, jotta mineraalimateriaalit pysyisivät tiukasti tienpinnalla auton pyörien vaikutuksen alaisena. Analyysimenettely suoritetaan standardin GOST 11508-74 mukaisesti.

Haurauslämpötila on lämpötila, jossa materiaali tuhoutuu lyhytaikaisesti kohdistetun kuormituksen vaikutuksesta. Haurauslämpötila luonnehtii bitumin käyttäytymistä tienpinnalla: mitä alempi se on, sitä korkeampi on tie bitumin laatu. Haurauden lämpötilan määrittäminen suoritettiin Fraasin aikataulun mukaisesti.

Yksi bitumin laadun indikaattoreista on sitkeysväli, joka on yhtä suuri kuin pehmenemis- ja haurauslämpötilojen (ТР - ТХР) ero 0 ° C: ssa. Sen arvo ja suhde PI: n tunkeutumisindeksiin ilmaistaan \u200b\u200byhtälöllä

Pehmentämällä lämpötilaa ja tunkeutumisindeksiä voit löytää haurauden lämpötilan.

Läpäisyindeksi - kuvaa bitumin kolloidisuusastetta tai sen tilan poikkeamaa puhtaasti viskoosista. Läpäisyindeksi (IP) määritetään kaavalla

missä IP on levinneisyysindeksi;

P - tunkeutuminen 25 ° C: ssa, 0,1 mm;

tР - pehmenemislämpötila, 0С.

Massanmuutos kuumennuksen jälkeen (Dm) - karakterisoi bitumin stabiilisuus ajan kuluessa korotetuissa lämpötiloissa, osoittaa kevyiden öljyjakeiden olemassaolon siinä. Testiä säädettiin GOST 18180-72 -standardilla ja se koostui siitä, että bitumia (vähintään 4 mm paksu) pidettiin lämpötilassa 163 0С 5 tuntia, ja sitten massahäviö määritettiin kaavalla

missä mb on bitumin massa ennen testiä, g;

mbs - bitumin massa testin jälkeen, g.

Bitumin pehmenemislämpötilan muutos kuumennuksen jälkeen (D tp) - ero on bitumin massahäviökokeen jälkeen määritetty bitumin pehmenemislämpötila (tpc) ja bitumin pehmenemislämpötila ennen testiä (tp)

Д tр \u003d tрс - tр (2.5)

2.4 Tutkimustulokset

Jotta voitaisiin tutkia alkuperäisen bitumin laadun vaikutusta BND 60/90- ja BND 90/130 -luokan tiebituumenin valmistusprosessiin, bituminäytteet, joilla oli erilaiset pehmenemislämpötilat, valmistettiin sekoittamalla rakennus- ja tie bitumiin tervayhdistemenetelmällä.

Tutkimustulokset on esitetty taulukoissa 2.1-2.3 ja kuvissa 2.1-2.6.

Taulukko 2.1 - tie- ja rakennusbitumin yhdistämisen tutkimuksen tulokset

rakentaminen,%	road%	Läpäisykyky, 0,1 mm

Kuva 2.1 - Graafi pehmenemislämpötilasta suhteessa rakennus- ja tie bitumin pitoisuuteen

Kuva 2.2 - kuvaaja rakennuksen ja tien bitumin tunkeutumisesta lämpötilassa 25 0C

Kuva 2.3 - kuvaaja rakennuksen ja tien bitumin tunkeutumisesta 0 ° C: n lämpötilassa

Trazmi-, P25-, P0-riippuvuuksien kuvaajat osoittivat näiden indikaattorien lineaarisen riippuvuuden tie- ja rakennusbitumin pitoisuuksista yhdistämisen aikana. Sekoitetun bitumin alkuperäiset näytteet eivät vastaa GOST-indikaattoreita. Sekoittamisen jälkeen eri suhteissa niillä on kuitenkin ominaisuudet, joita tarvitaan käytettäväksi lähtöaineena tervan kanssa sekoittamiseksi ja tienrakennusmateriaalin saamiseksi.

Saatu bitumi sekoitettiin käyttämällä tervaa tsisansoimiseksi \u003d 47 0С (BND 60/90) ja tsize \u003d 43 0С (BND 90/130). Saadun bitumin fysikaalis-kemialliset ja toiminnalliset ominaisuudet on esitetty taulukossa 2.2. Ominaisuuksien tutkimustulosten perusteella rakennettiin tsize-arvon, P25: n ja bitumin tarttuvuuden riippuvuus niihin sisältyvästä tervapitoisuudesta (kuvat 2.4, 2.5, 2.6).

Taulukko 2.2 - bitumin ja tervan yhdistämisen tutkimuksen tulokset (lihavoituna, optimaalisen sekoitusmoodin väli on korostettu)

		Läpäisykyky, 0,1 mm				Massan menetys, Dm,%

Taulukko 2.3 - bitumin ja tervan yhdistämisen tutkimuksen tulokset

Kohta kaaviossa	% tervaa	Läpäisykyky, 0,1 mm

Kuva 2.4 - Graafi pehmenemislämpötilasta verrattuna tervapitoisuuteen, kun seostetaan alkuperäinen bitumi tervaan

Kuva 2.5 - Kaavio tunkeutumisesta 25 0С verrattuna tervapitoisuuteen, kun seostetaan alkuperäinen bitumi tervalla

Taulukoiden 2.2 ja 2.3, kuvien 2.4 ja 2.5 analyysi osoittaa mahdollisuuden saada tie bitumin laatuja BND 60/90 ja BND 90/130 bitumisuhteessa: terva näytteissä nro 4, vastaavasti, joilla on parhaat reologiset, tarttuvuusominaisuudet ja stabiilemat vanhentamisen aikana.

Kuva 2.6 - kaavio tarttuvuudesta verrattuna tervapitoisuuteen, kun seostetaan alkuperäinen bitumi tervaan

Alkuperäisen tervan kiinnittyminen mineraalimateriaaliin tutkii, että näytteellä ei ole suurta määrää, tarttuvuus on 18% (näyte nro 3), joten saaduilla bitumilaatuilla ei ole riittävän korkeita tarttuvuusominaisuuksia, ne vastaavat pääasiassa näytettä nro 2.

Tutkimuksien tuloksena analysoitiin pehmenemislämpötilan muutoksia, yhdisteen tunkeutumista tervapitoisuuteen hapetetussa bitumassa. Koetietojen perusteella konstruoimme pehmenemislämpötilan korrelaatioviivat KiS-menetelmällä ja tunkeutumisen 25 ja 0 ° C: n kohdalla tervapitoisuudesta, ja määritettiin regressioyhtälöt, jotka esitetään yllä kuvioissa. Saadut niiden regression yhtälöt, jotka ovat luonteeltaan lineaarisia, joiden avulla voidaan määrittää tervapitoisuus (x) bitumin alkuperäisestä pehmenemislämpötilasta (y) tai bitumin tunkeutumisesta (y1) bitumin saamiseksi vaaditulla pehmenemislämpötilalla ja tunkeutumisella. Kaikissa saaduissa regressioyhtälöissä määrityskerroin on R2\u003e 0,95, ts. Niitä voidaan pitää luotettavina.

Bitumilaadulle BND 60/90

pehmenemislämpötila y \u003d 1,066 · x + 33,774, mistä

% massasta. (3.1)

tunkeutuminen kohdassa 25 0С y1 \u003d -1,325 · x + 76,832, mistä

% massasta. (3.2)

Bitumilaadulle BND 90/130

pehmenemislämpötila y \u003d 1 483 · x + 7583, mistä

% massasta. (3,3)

tunkeutuminen kohdassa 25 0С y1 \u003d -1.836 · x + 109.290, mistä

% massasta. (3,4)

Saatujen regressioyhtälöiden luotettavuuden kannalta analysoitiin K-1: llä hapetettu bitumi ja bitumin tuotantoyksikön terva. Tulokset on esitetty kuvissa 2.4 ja 2.5.

Siten, kun saadaan tie bitumia sekoittamalla tervaan, alkuperäisen bitumin laadulla on suuri merkitys. Bitumilaatu BND 60/90 parhaimpien laatumittarien saamiseksi on välttämätöntä käyttää alkuperäistä bitumia trazm \u003d 64,9 0C, P25 \u003d 37,30,1 mm, ja siinä on 30% tervaa. Bitumiluokan BND 90/130 saamiseksi paras on bitumi, jonka trammi \u003d 64,9 0C, P25 \u003d 37,30,1 mm, ja siinä on 40% tervapitoisuutta.

bitumitervan hapetettu seos

Luettelo käytetyistä lähteistä

1. Gong R.B. Öljybitumi. - M .: Chemistry, 1973.

2. Gureev A.A., Gokhman I.M., Gilyazetdinov L.P. Teknologia orgaaninen sideaineita: Menetelmä, käsikirja. - M .: MINGITTÄMINEN. I. M. Gubkina, 1990.

3. Tanatarov M.A. Öljynjalostamojen tekniset laskelmat. - M .: Chemistry, 1987.

4. Evdokimova N.G., Zhirnov B.S., Ishkildin A.F. Öljyhapettuneen bitumin tuotantoteknologia. Opetusväline kurssin ja tutkintotodistuksen valmisteluun .- Ufa: USTU, 2002.

5. Gurevich I.L. Öljyn ja kaasun jalostustekniikka. - M .: Chemistry, 1972.

6. Evdokimova N.G., Prozorova O.B., Kortyanovich K.V. Bitumin ja öljyjäämien ominaisuuksien tutkimusmenetelmät. - Ufa: UGNTU, 2004.

7. Khaimova T.G., Mkhitarova D.A., Starovoitova N.R. Öljybitumi ja siihen perustuvat komposiitit maailman käytännössä ja Venäjällä. - M .: TSNIITENEFTEKHIM, 2005.

8.http: //www.kaoil.ru/ ru / index.php? M \u003d öljyjohto.

9. http://www.stroibk.ru/s/1034.html.

10. Rospatent - Liittovaltion teollisoikeuksien instituutti http://www.fips.ru/.

11. Sardanashvili A.G., Lvov A.I. Esimerkkejä öljyn- ja kaasunjalostustekniikasta. - M .: Chemistry, 1980.

12. Bitumin tuotannon asennustekniikan perusprojekti - Ufa: Valkovenäjän tasavallan öljynjalostuksen instituutti, 2005.

13. Tekniset määräykset bitumin tuotantolaitokset.

14. Khaimova T.G., Mkhitarova D.A., Starovoitova N.R. Öljybitumi ja siihen perustuvat komposiitit maailman käytännössä ja Venäjällä. M .: TSNIITENEFTEKHIM, 2005.

Lähetetty Allbest.ru

...

Samankaltaiset asiakirjat

Raskaat öljyjäämät ja niiden kemiallinen koostumus. Öljylietteen käsittelymallit muokatun bitumin saamiseksi. Öljylietteen käsittely asennetaan muokatun bitumin ja sideaineiden tuottamiseksi kotitalouksien kiinteälle polttoaineelle.

väitöskirja, lisätty 9.9.2014

Laitteet bitumin varastointiin, lämmityslaitetyypit. Palamisprosessin fysikaalis-kemiallinen perusta. Kaavio bitumin varastoinnista. Lämpöhäviön laskeminen seinien ja pohjan läpi maaperään, liekin putken pinta-ala, jäähdytysnesteen virtausnopeus.

lukupaperi, lisätty 19.9.2013

Bensiinin toissijaista tislausta, bitumin tuotantoa ja dieselpolttoaineen vetykäsittelyä varten tarkoitettujen laitosten materiaalitaseen laatiminen. Tervan määrän laskeminen viivästyneessä koksauksessa. Butaani-butyleenijakeen kokonaismäärän määrittäminen.

testityö, lisätty 16.1.2012

Analysoidaan nykyisiä laitteita jään ja tienpinnan tuhoamiseksi. Kehitetään hanke hydrofikoidun ristisilmukkaan muuttamiseksi kokeelliseksi penkkiä varten, jolla tutkitaan tärähteisellä käyttölaitteella varustettujen tienjyrsinkoneiden parametreja.

opinnäyte, lisätty 04.08.2012

Keramiikan valmistus teollisesta alumiinioksidista lisäämällä alumiinioksidin ja zirkoniumoksidin erittäin hienoja jauheita kylmäpuristamalla ja sintraamalla tyhjiössä ja suolojen lämpöhajoamisella; korundikeramiikan rakenteen ja ominaisuuksien tutkiminen.

opinnäytetyö, lisätty 3.10.2011

Öljyseosten muodostaminen kohdefraktioiden valinnan lisäämiseksi. Öljytisleiden saaminen, joilla on parannetut ominaisuudet perustuen öljyjen optimoituun sekoittumiseen. Graafianalyysimenetelmät raaka-ainepotentiaalin täysimääräisen hyödyntämisen varmistamiseksi.

artikkeli lisätty 25.3.2015

Tien pilaantumisen tyypit. Katujen lakaisu parannettujen jalkakäytävien puhdistuksen pääasiallisena teknologisena toimenpiteenä Edellytykset katujen puhdistuksen tiheydelle. Konetyypit riippuen vaikuttamistavasta tien pinta kun lakaistaan.

raportti lisätty 31.1.2014

Öljyliuottimien yleiset ominaisuudet. Öljyliuottimet Nefras C2–80 / 120. Turvallisuustoimenpiteet työssä. Öljyliuottimien kuljetus. Kustannuslaskelma ylimmän johdon laadusta, Pareto-kaavion sisäisten tappioiden laadusta.

lukupaperi, lisätty 25.1.2014

Näytteiden saaminen Al-Cu-Fe-järjestelmästä, jossa on ikosaedrinen symmetria, kiinteän faasin synteesillä. Kvasikiteet, niiden löytö ja käyttö, kuljetus- ja termodynaamiset ominaisuudet. Kaksiulotteinen kidemalli. Hankkeen toteutettavuustutkimus.

opinnäytetyö, lisätty 23.2.2013

Kalkkikivimurskeen, sementin, kalkkikivilevyjen tuotanto. Glyserolin saaminen turvehydrolysaateista. Heksaattorin tuotannon tekninen kaavio. Turpeeseen ja puolikoksiin perustuvien aktiivihiilien tuotanto.

Rakennusten ja teiden rakentamisessa bitumia käytetään melkein aina. Ja tähän on hyviä syitä. Niillä on sen kolme pääominaisuutta:

- kuumentuessaan nesteytyy, muuttuu nestemäiseksi ja c) pudottuaan kiinteisiin rakennusmateriaaleihin, yhdistää niiden kanssa;
- lämpötilan laskiessa se paksenee, muuttuu kiinteäksi ja muodostaa monoliitin muiden sen yhdistämien rakennusmateriaalien (hiekka, pahvi, kangas jne.) kanssa;
- Koska se on hydrofobinen, siirtää tämä vettä hylkivä ominaisuus siihen kyllästetyille rakennusmateriaaleille.

Bitumin koostumus

Jos tarkastellaan alkuainekoostumusta, niin bitumi sisältää jopa 14% vetyä ja vähintään 70% hiiltä. Loppuosa on epäpuhtauksia rikin, hapen ja muiden alkuaineiden muodossa. Toisin sanoen bitumia voidaan kuvata epäpuhtauksien hiilivetynä. Mutta bitumin ominaisuudet eivät riipu alkuainekoostumuksesta, vaan siihen, missä yhdisteet hiili ja vety yhdistetään. Nämä yhteysryhmät ovat:

- öljyt, jotka lisäävät bitumin juoksevuutta;
- hartsit, joiden vuoksi bitumi on joustavaa;
- asfalteenit, joille on ominaista viskositeetti.

Joten bitumissa öljyt ovat 45-60%. Näillä nestemäisillä ja kevyillä yhdisteillä on siksi hallitseva osuus bitumin koostumuksessa. Bitumin tunkeutumisen syvyys muihin väliaineisiin riippuu niiden määrästä.

Bitumihartseja on hiukan vähemmän - 15-30%. Nämä yhdisteet ovat viskooseja, niiden tiheys on suurempi kuin öljyt. Ne voivat olla joko puoliksi nestemäisiä, viskooseja tai kiinteitä ja puolikiinteitä (pehmenemislämpötilasta riippuen).

Bitumin tuotantoteknologia

Bitumi on luonnollinen ja keinotekoinen (maaöljy). Luonnollisesti niiden tuotantoteknologia on erilainen. Luonnollinen bitumimuodostunut kerran johtuen öljyn liikkumisesta maankuoressa ja tyhjiöiden täyttämisestä sillä. Keinotekoisia saadaan öljystä useilla tavoilla.

Itse asiassa ei ole välttämätöntä tuottaa luonnollista bitumia, vaan niitä on tuotettu miljoonia vuosia, koska ne ovat luonnon bitumin tuottamia. Ne on vain uutettava bitumia sisältävistä kivistä. Niitä saadaan kahdella tavalla: joko uuttamalla (liuottamalla orgaanisiin liuottimiin) tai pilkkomalla kattiloissa vedellä.

Öljybitumia saadaan kolmella tavalla:

- öljyjäämien pitoisuus. Öljystä (bensiini, kaasuöljy jne.) Erotettujen kevyiden fraktioiden jälkeen terva jää. Tislaamalla se tyhjössä, he saavat myös öljyä ja moottoripolttoainetta, ja jäljelle jäävä terva ja asfaltti - yhdessä tämä on jo jäljelle jäänyttä bitumia;
- öljyjäämien hapetus tapahtuu ilman hapen avulla (puhallemalla) lämpötilaan 300 ° C saakka. Hapettumisen vuoksi asfalttihartsimaisten aineiden pitoisuus kasvaa, mikä lisää bitumin satoa;
- jäännös- ja hapettuneen bitumin sekoittaminen tai sekoittaminen.

Bitumin laadunvalvonta

Tärkeimmät laatuindikaattorit ovat tunkeutuvuus, pehmenemislämpötila, taipuisuus ja haurauslämpötila. Juuri nämä ominaisuudet määrittävät niiden konsistenssin ja lämmönkestävyyden.

Läpäisy näyttää vakiokappaleen (neulan) tunkeutumissyvyyden bitumiin. Tämä arvo riippuu suuresti bitumin lämpötilasta. Läpäisevyys mitataan abstraktina yksikköinä, joista kukin tarkoittaa neula upottamista päälle 0,1 mm

Pehmenemispiste on lämpötila, jossa bitumi siirtyy kiinteästä tilasta nestemäiseen tilaan. Indikaattori liittyy läheisesti tunkeutumiseen: kuumennettaessa bitumi menee kolloidiseen tilaan, ja siten tunkeutumisindeksi osoittaa, kuinka sen entinen kiinteä tila poikkesi viskoosista.

Sulavuus on bitumilangan venymisen etäisyys sen murtumiseen. Tämä ominaisuus on korkein tie bitumille - lämpötilassa 25 ° С venyvyys saavutetaan 40 cm

Haurauslämpötila on indikaattori, jossa bitumi alkaa romahtaa käytetyn kuormituksen takia. Tie bitumilla tämä arvo on -2 - -30 ° C.

Kuten huomaat, tietyt, toisiinsa linkitetyt digitaaliset indikaattorit eivät riitä. Tosiasia, että jotkut indikaattorit määritetään alkuperäiselle bitumille ja toiset bitumin lämmityskentälle. Lisäksi vaadittavat ominaisuudet ovat erilaisia, koska eri sovellusalueilla tarvitaan erilaisia \u200b\u200bominaisuuksia ja ominaisuuksia.

Lisätietoja bitumista:

Menetelmät öljybitumin tuottamiseksi

Bitumia valmistetaan monella tapaa:

Konsentroimalla öljyjäännöksiä tyhjötislauksella vesihöyryn tai inertin kaasun vaikutuksesta;
Öljyjäämien hapettumisen kanssa hapolla korkeassa lämpötilassa;
Sekoittamalla jäännösöljy jäännöstuotteiden ja tisleen kanssa;
Yhdistelmänä useista näistä menetelmistä.

Parhaan valmistuksen raaka-aineina pidetään raskaan öljyn prosessointijäämiä - asfalteja, krakkausjäämiä, tervaa jne. Parhaita bitumeita saadaan pienellä parafiinipitoisuudella (parafiinit estävät tarttumisen mineraaleihin) ja korkealla terva-asfalteenikomponenttien pitoisuudella. Samanaikaisesti öljystä on poistettava hyvin suolaa tuotantoa varten.

Missä jäljellä olevia tuotteita käytetään?

Lännessä jäämiin perustuvaa bitumia käytetään laajalti. Esimerkiksi Ranskassa heistä on 85 prosenttia. Tällaisille materiaaleille on ominaista lisääntynyt lujuus, tiheys, kyky vastustaa repimistä ja vastustuskyky lämpötilan muutoksille. Kaikkia öljytyyppejä ei käytetä tuotannossaan, vaan vain sellaisia, joissa on vähemmän parafiinia.

Kansantalouden suuri bitumin tarve sanelee tarpeen tuottaa niitä raskasta, erittäin hartsimaisesta öljystä. Tervan deasfaltisointi tuottaa saostunutta bitumia, minkä vuoksi Yhdysvalloissa ja muissa maissa käytetään erityisiä kasveja. Lisäksi parafiiniöljyjä, jotka eivät sovellu pää bitumin tuotantoon, käytetään usein tuotantoon.

Venäjällä, samoin kuin koko entisen Neuvostoliiton alueella, ei ole olemassa yhtäkään asfaltoinnin asennusta, joka toimisi suoraan näiden tuotteiden tuotannossa. Käytettävissä olevat tilat on tarkoitettu jäljelle jäävän öljyn vapauttamiseen. Ja asfaltin laatua ei ole säännelty eikä sitä voida tosiasiallisesti valvoa.

Raskaiden öljylaatujen käyttö ulkomailla ei kuitenkaan aina anna korkeaa tislausta ja laatua. Siksi hapetusprosessi lisää viskositeettia ja herkkyyttä lämpötiloille. Ja hapettumisen kehitys teollisuustuotanto näyttää olevan hyvä apu käytettäessä öljyjäämien toissijaista käyttöä sekundaaristen puhdistusprosessien kehittämiseen.

Hapetus paineen alaisena

Hapetus on aktiivisempaa paineen lisääntyessä hapetusvyöhykkeellä. Samanaikaisesti raaka-aineet, joissa on vähän öljyjä, antavat bitumeita, joilla on suuri venyvyys, ja niiden plastisuusvälit sekä tunkeutuminen. Ilmankulutuksen kasvaessa myös prosessin intensiteetti kasvaa ja lopullisen bitumituotteen lämmönkestävyys kasvaa. Jäännösjakeet hapetetaan yleensä kuutiossa - tätä menetelmää käytetään ulkomailla, vanhoissa kasveissa ja pienimuotoisten bitumityyppien tuotannossa.

Pylväslaitteiden käyttö jatkuvasti toimivissa bitumilaitoksissa

Äskettäin bitumisia onttoja pylväitä on käytetty aktiivisesti tuotantoon. Useiden pylväiden läsnäolo tekee tuotannosta joustavamman, mikä on tärkeää bitumin kausivaihtelusta johtuen. Tämä menetelmä mahdollistaa lämpöhapetusjärjestelmän vakauttamisen muuttamalla kolonneihin tulevien raaka-aineiden lämpötilaa ja käyttämällä kompressoreita. Esimerkiksi tämän menetelmän laadukkaasta ja tehokkaasta käytöstä voidaan kutsua itävaltalaista yritystä Perner-tekniikallaan. Tälle tekniikalle on tunnusomaista, että pylväässä on sisäkuppi.

Yhdistelmämenetelmä

Sitä käytetään bitumiseoksen kanssa työskennellessä. Se korvaa hapetusmenetelmän ja sitä käytetään melko aktiivisesti ulkomailla rakennusbitumin tuotannossa. Tällaista bitumia voidaan saada eri tavoin halutun valitsemiseksi; erityistutkimukset ovat tarpeen jalostettujen raaka-aineiden ominaisuuksien ja tietyn jalostamon olosuhteiden huomioon ottamiseksi. Lyhyesti sanottuna voimme korostaa tärkeintä:

lupaavin bitumin tuotanto - pylvästyyppisissä laitteissa;
tutkimusta tällaisesta hapetuksesta jatkuu;
hapettumattomalla bitumilla on korkea tarttuvuus, venyvyys, suuri ikääntymiskestävyys hapettunutta bitumia vastaan;
Venäjällä ja Valkovenäjällä on kehitetty peroksidisoidun bitumin tuotantoa edelleen sekoittamalla prosessi raskaan tervan kanssa.

Öljybitumi - nestemäiset, puolikiinteät tai kiinteät öljytuotteet, jotka koostuvat asfalteenista, hartseista ja öljyistä: asfalteenit antavat kovuuden ja korkean pehmenemislämpötilan; hartsit lisäävät sementointiominaisuuksia ja kimmoisuutta; öljyt ovat juoksevaa väliainetta, jossa hartsit liukenevat, asfalteenit turpoavat.

Raaka-aine:terva, raskasöljyinen polttoöljy, asfaltoivia asfalttia, krakatut jäännökset. Kuin\u003e asfalteenit hartseihin ja< ТВ.парафинов, тем качеств-й ьитумы.

tuotteet: Jatkuvien kasvien päälaite bitumin tuottamiseksi on joko putkimainen reaktori tai hapettava pylväs. Hapettavat pylväät ovat edullisia tie bitumin tuotannossa (98% bitumista, 2% ovat hapettumisen, hajoamisen tuotteita, kaasulla kuljetettu HC - musta aurinko, joka lähetetään jälkipolttimeen hävitettäväksi), putkimaiset reaktorit - rakennusbitumin tuotannossa.

Öljybitumin tuottamiseksi käytetään kolmea menetelmää:

1. Öljyjäämien väkevöinti tislaamalla tyhjössä antaa jäljelle jäävän bitumin. Jäännösbitumin saamiseksi voidaan käyttää vain raaka-aineita, joissa on runsaasti asfalttihartsimaisia \u200b\u200baineita, joita on riittävästi raskasissa, erittäin hartsipitoisissa rikkiöljyissä. Tyhjiötislauksen ja deasfaltoinnin prosesseissa otetaan vastaan \u200b\u200bjäännös- ja saostunut bitumi. Näiden prosessien päätarkoitus on tislefraktioiden uutto moottoripolttoaineiden tuotantoa varten - ensimmäisen tapauksessa raaka-aineiden valmistelu perusöljyjen tuottamiseksi (alkuvaihe) - toisen tapauksessa. Samanaikaisesti näiden prosessien sivutuotteet - tislausterva ja asfalttimaton asfaltti - täyttävät raaka-ainevaatimukset bitumin tuotannossa tai niitä käytetään raaka-aineina hapetetun bitumin tuotannossa.

2. Erilaisten öljyjäämien ja niiden koostumusten ilman hapettuminen hapolla 180-300 ° C: n lämpötilassa (hapettunut bitumi). Ilman hapettuminen voi merkittävästi lisätä asfalttihartsimaisten aineiden pitoisuutta, joka on bitumin koostumuksen halutuin komponentti. Hapetetun bitumin tuottamiseksi on ehdotettu, että öljy luokitellaan asfalteenien (A), hartsien (C) ja kiinteiden parafiinien (P) pitoisuuden (painoprosentteina) mukaan.

Tärkein bitumin tuotantoprosessi on hapettuminen - puhaltamalla tervaa ilmalla. Hapettunutta bitumia saadaan jaksollisen ja jatkuvan toiminnan laitteissa. Viimeksi mainitut ovat taloudellisempia ja helppo ylläpitää. Hapettuneen bitumin tuotannon periaate perustuu tiivistysreaktioihin korotetuissa lämpötiloissa ilman läsnä ollessa, mikä johtaa asfalteenien pitoisuuden nousuun, bitumin ja hartsien pehmenemislämpötilan nousuun, kaupallisen tuotteen tarttuvuuden ja elastisten ominaisuuksien parantamiseen. Bitumin tuotannossa käytetyt välineet ovat putkimaisia \u200b\u200breaktoreita tai hapettavia kolonneja. Saatuaan rakennusbitumin, ensimmäiset ovat parempia, tie - toiset.

3. Sekoittamalla erilaisia \u200b\u200bhapetettuja ja jäännösbitumeita, samoin kuin öljyjäännöksiä ja tisleitä, saadaan yhdistettyä bitumia toisistaan. Jäännösbitumit ovat pehmeitä sulavia tuotteita, hapettuneet bitumit ovat joustavia ja lämpöstabiileja. Krakattujen jäännösten hapetuksella saadut bitumi sisältävät suuren määrän karbeeneja ja karbidia, jotka häiritsevät bitumin tasaisuutta ja heikentävät niiden sementointiominaisuuksia. Jäännösbituumenia tuotetaan polttoöljystä, jossa on korkea asfalttihartsimaisten aineiden pitoisuus tyhjötislauksella tämän tislauksen loppuosaa. Muista, että polttoöljy on jäännös öljyn ilmakehän tislauksesta.

Hapettuneen bitumin laajin tuotanto.

Öljybitumin tuotanto onyksi öljynjalostuksen lämpöprosesseista. Lämpöprosessien pääparametrit, jotka vaikuttavat saatujen tuotteiden valikoimaan, materiaalitasapainoon ja laatuun, ovat raaka-aineiden laatu, paine, lämpötila ja termolyysin kesto (lämpöprosessi).

Bitumin ominaisuudet riippuu tuotantomenetelmistä, raaka-aineiden laadusta (puhdistetun öljyn laatu), samoin kuin termolyysiprosessin parametrit - lämpötila , paine, kesto.

Holy Island bitumi:

tunkeutuminen - tunkeutumissyvyys vakioneulan bitumiin tietyissä olosuhteissa.

Pehmenemispiste määritetty menetelmällä "rengas pallo" (KiSh).

Venymä (taipuisuus) - karakterisoitu etäisyydellä, jolla sen näyte voidaan vetää tietyissä olosuhteissa lankaan ennen murtumista.

Haurauslämpötila - tämä on lämpötila, jossa teräslevylle kerrostettu bitumikalvo antaa halkeaman levyn taivutuksen aikana (-2 - -30 ° C). Mitä matalampi tämä lämpötila, sitä korkeampi on bitumin laatu.

viskositeetti bitumi - kuvaa niiden konsistenssia erilaisissa levityslämpötiloissa.

Tarttuvuus (tarttuminen) arvioidaan soran tai soran hiukkasten pinnan bitumipeittoasteella näytteen käsittelyn jälkeen kiehuvassa vedessä. Bitumin tarttuvuuskyky riippuu sen kemiallisesta koostumuksesta: parafiinin läsnä ollessa se vähenee, joten sen pitoisuus on rajoitettu (enintään 5%).

^ Bitumityypit .

Öljybitumi on kiinteä, viskoplastinen tai nestemäinen öljynjalostustuote. Bitumin kemiallisen koostumuksen perusteella - suurimolekyylipainoisten hiilivetyjen ja niiden typen, hapen ja rikin ei-metallisten johdannaisten monimutkaiset seokset, liukenevat täysin hiilidisulfidiin. Bitumin tutkimiseksi ne jaetaan päähiilivetyryhmiin (ominaisuuksiltaan samankaltaiset) - öljyt, hartsit, asfalteenit, asfalteenihapot ja niiden anhydridit.

Öljyt - syklisten hiilivetyjen (pääasiassa nafteenisarjojen) seos, vaaleankeltainen, tiheys alle 1 ja molekyylipaino 300 ... 500; korkea öljypitoisuus bitumissa antaa heille liikkuvuuden, juoksevuuden. Öljymäärä bitumissa vaihtelee välillä 45 ... 60%.

Hartsit ovat viskoplastisia aineita, joiden väri on tummanruskea ja joiden tiheys on noin 1 ja molekyylipaino jopa 1000. Hartseilla on monimutkaisempi hiilivetykoostumus kuin öljyillä. Ne koostuvat pääasiassa neutraaleista happiheterosyklisistä yhdisteistä ja antavat bitumille suuremman taipuisuuden ja kimmoisuuden. Hartsipitoisuus on 15, 30%.

Asfalteenit ja niiden modifikaatiot (karbeenit ja karbidit) ovat kiinteitä, sulamattomia aineita, joiden tiheys on hiukan yli 1 ja molekyylipaino vähintään 1000 ... 5000. Tämä ryhmä hiilivetyjä on olennainen osa bitumia. Asfalteenien lisääntynyt pitoisuus bitumissa määrää sen korkean viskositeetin ja lämpötilan stabiilisuuden. Asfalteenien kokonaispitoisuus erilaisissa bitumeissa on 5 ... 30% tai enemmän.

^ Karbeeneja ja karbideja on bitumissa suhteellisen pieninä määrinä (1 ... 2%) ja ne lisäävät bitumin haurautta.

Asfalttihapot ja niiden anhydridit ovat ruskehtavan värisiä aineita, jotka ovat hartsimaisia \u200b\u200bja joiden tiheys on enemmän kuin 1. Ne kuuluvat polynafteenihappojen ryhmään ja voivat olla paitsi viskoosisia, myös kiinteitä. Asfalttihapot ovat pinta-aktiivinen osa bitumia ja edistävät sen tarttumista mineraalitäyteaineiden pintaan. Niiden pitoisuus öljybitumissa on noin 1%.