硬质沥青生产技术报告(张玉贞)

硬质沥青的生产技术2007年2月7日2汇报提纲炼油行业的基本概念沥青的生产工艺本研究内容和研究目标沥青产品评价体系和评价方法国内外沥青标准硬沥青性质分析下步工作和建议石油沥青(asphalt)焦油沥青（tar)热解沥青(pitch)天然沥青(naturalbitumen)按来源沥青基本概念4基本概念按用途沥青道路沥青建筑沥青特种沥青重交通道路沥青GB/T15180道路沥青SH0522GB494防水防潮沥青防腐沥青电缆沥青‥‥‥5基本概念按生产工艺沥青直馏沥青氧化沥青调和沥青改性沥青乳化沥青以原油为主要原料，根据产品用途和原油的性质特点，经蒸馏、氧化、调和、改性等工艺过程，得到的符合一定技术规范的产品道路沥青的来源7直馏沥青的生产原理和控制AH-90AH-70AH-50响应分子量分布趋势与平均分子量大直馏工艺软化点沥青切割温度530度450度40度60度直馏工艺8氧化沥青的基本原理AH-90响应氧化工艺从AH-90氧化到AH-50AH-50分子量分布趋势与平均分子量大9氧化时间×××××××××3升/分钟/公斤5升/分钟/公斤7升/分钟/公斤软化点针入度氧化工艺风量影响氧化时间×××××××××250度275度300度软化点针入度氧化工艺温度影响氧化沥青的质量控制10调和沥青的基本原理沥青1响应调和工艺沥青2分子量分布趋势与平均分子量大调和产品沥青1响应调和工艺沥青2分子量分布趋势与平均分子量大调和产品11调和沥青的质量控制软沥青（v%）针入度调和工艺硬沥青（v%）环烷基沥青（v%）调和工艺延度针入度指数粘度软化点软沥青和硬沥青的调和直馏沥青和氧化沥青的调和12中海直馏沥青生产工艺流程13中海氧化道路沥青生产工艺流程14中海聚合物改性道路沥青生产工艺流程15常压塔减压塔原油常压炉减压炉常二线常三线减一线减二线减三线减四线AH-50AH-70AH-90AH-110AH-130脱酸糠醛精制白土精制加氢裂化加氢脱蜡加氢精制环烷酸产品基础油基础油典型产品结构之一：代表原料：SZ36-10RCFD16减压渣油减压塔常压塔原油常压炉减压炉常一线常二线常三线减一线减二线减三线减四线馏分型环保燃料油残碴型环保燃料油减粘碳材料馏分型环保燃料油丙烷脱沥青脱碳沥青调和组分DOA调和特种沥青沥青专用料光亮油系列产品加氢精制加氢处理DAO典型产品结构之二：代表原料：QHDORPL19-3沥青的生产选择适宜的原油是生产优质道路沥青最经济的手段我国道路沥青产品标准的进步，主要归功于稠油资源的开发标准编号标准等级制、修订情况石油工业部标准1954年制定本标准，首次发布石油工业部标准1956年确认SYB1811-1959石油沥青石油工业部标准1959年确认SYB1661-1962道路石油沥青石油工业部标准1962年修订，更名，代替SYB1811-1959SYB1661-1977道路石油沥青石油工业部标准1977年修订SYB1661-1985道路石油沥青石油工业部标准1985年修订SH0522-1992道路石油沥青石化行业标准标准编号变更，代替SYB1661-1985SH0522-1992（1998）道路石油沥青石化行业标准1998年确认SH0522-2000道路石油沥青石化行业标准对牌号和指标极限值进行调整GB/T15180--1994国家标准制定GB/T15180--2000国家标准增加蜡含量指标我国道路沥青产品标准沿革19我国不同时期的代表性沥青渣油胜利100号(1978)（直馏）单家寺稠油沥青(1986)（直馏）克拉玛依沥青(七、五）（溶剂脱沥青-调和）辽河沥青（八、五）（氧化）中海沥青（九、五）（直馏，氧化）奥里油生产的沥青（九、五）（直馏）进口原油生产的沥青（九、五）（直馏）20项目200号180号140号100号甲100号乙60号甲60号乙针入度（25℃）/10-1㎜201-300161-200121-16081-12081-12041-8041-80伸长度（25℃）/㎝不小于10010080606040软化点（环球法）/℃不低于253540404545溶解度，%不小于99999999999898蒸发损失，%不大于1111111蒸发后针入度比，%不小于606060606060闪点（开口）/℃不低于180200200200200230230水分，%不大于0.20.20.20.20.2痕迹痕迹SYB1661-1977道路沥青质量指标21中轻道路用沥青现行标准项目200号180号140号100号60号针入度（25℃）/10-1㎜200-300150-200110-15080-11050-80延度*（25℃）/㎝不小于201001009070软化点（环球法）/℃30～4535～4538～4842～5045～55溶解度，%不小于99.099.099.099.099.0闪点（开口）/℃不低于180200230230230蒸发损失，%不大于111蒸发后针入度比，%不小于506060TFOT后质量变化，%报告报告针入度比，%报告报告延度*（25℃）/㎝报告报告22项目AH-130AH-110AH-90AH-70AH-50针入度（25℃）1/10㎜121-140101-12081-10061-8041-60延度（15℃）/㎝不小于100100*100*100100软化点（环球法）/℃38～4840～5042～5244～5445～55溶解度，%不小于9999999999闪点（开口）/℃不低于230密度（25℃）/g.㎝-3报告TFOT后质量变化，%不大于1.31.21.00.80.6针入度比，%不小于4548505558延度*（25℃）/㎝不小于7575755040延度*（15℃）/㎝报告GB/T15180-1994高等级道路沥青质量指标23项目AH-130AH-110AH-90AH-70AH-50针入度（25℃）/10-1㎜120-140100-12080-10060-8040-60延度（15℃）/㎝不小于100100*100*10080软化点（环球法）/℃38～4840～5042～5244～5445～55溶解度，%不小于99.0闪点（开口）/℃不低于230密度（15℃或25℃）/g.㎝-3报告蜡含量，%不大于3.0TFOT后质量变化，%不大于1.31.21.00.80.6针入度比，%不小于4548505558延度*（25℃）/㎝不小于7575755040延度*（15℃）/㎝报告GB/T15180-2000高等级道路沥青质量指标24研究内容和研究目标硬质沥青的生产与评价以渤海重质原油为原料，分别采用直馏、氧化、调和三种工艺制备针入度为25－35的沥青样品。调查欧洲和澳大利亚同类沥青的技术要求，按照欧洲、澳大利亚、美国的分级体系对沥青进行全面的评价。提出硬沥青技术经济分析报告，选择能够覆盖三个国家标准两种沥青用于继续研究。硬质沥青储运技术研究对以上研究得到的技术可靠、性能合格、性价比好的两种沥青进行粘度－温度关系的测定沥青使用过程中老化规律的研究根据沥青的粘温性质，考察沥青在高温储存和运输过程中沥青性质的变化规律，提出能够满足储运过程沥青变化程度的储运方法。25渤海重质原油直馏、氧化、调和ST1，BW2，BL3欧洲、澳大利亚、美国等AA&B温度－粘度关系、老化规律A&BSAC设计与评价A&B（AorB)至少涵盖三个标准生产与评价储存与运输施工控制沥青生产经济技术评价报告沥青在施工和使用过程中性质变化规律实施步骤和应获得的成果26目前在炼厂中，沥青的生产方法主要有蒸馏工艺、氧化工艺、溶剂脱沥青工艺和调合工艺，同时还有针对生产乳化沥青和改性沥青的乳化工艺和改性工艺。根据原油的性质和产品质量的要求，可以选择某种工艺或者几种工艺的组合进行生产。石油沥青主要生产工艺27等级Class320中海AH50Class600中海AH30minmaxIIIIIIminmaxIIIIII60ºC的粘度Pa.s2603804064574095007007093290724135ºC的粘度mm2/sminMin0.40.650.490.570.440.600.850.6561.370.668针入度25ºC100g,5s0.1mm4046484920262633闪点ºC250320331302250332323310溶解度99.099.9699.9699.9799.099.9899.9699.97TFOT60ºC的粘度占老化前沥青％30017727014530020321614028项目技术要求工艺I工艺II工艺III针入度20－40262633软化点ºC大于5555.762.850.8延度10ºC大于10006延度15ºC大于5057大于100延度25ºC5669大于150粘度60ºC大于200406457409粘度135ºCmm2/s0.4-0.60.490.570.44PG分级PG70－16PG82-16PG70-1629项目技术要求工艺I（深拔）工艺II工艺III针入度40－60534854软化点ºC大于4950.357.050.4延度10ºC大于15142511.5烘后514.67.1成本增加030050中海AH-50持续改进30沥青评价体系和评价方法一、石油沥青评价体系目前，世界各国对道路石油沥青产品牌号的划分主要有三种方法，即按针入度分级、粘度分级和PG性能分级。针入度分级体系中，沥青针入度试验是测定沥青稠度的标准方法。粘度分级体系是根据沥青或薄膜烘箱后的沥青在60℃时的粘度值确定沥青的使用环境和使用条件的。PG分级体系的是美国联邦公路局历经5年的研究所进行的美国战略公路计划（简称SHRP）中有关沥青分级体系的研究成果。31二、石油沥青评价方法在习惯上，人们把长期延续的针入度分级和粘度分级的产品标准体系中所涉及的分析方法称为传统评价方法或常规分析方法，而把近期开发的性能分级标准体系SUPERPAVE中所涉及的分析方法称为SHRP方法。（一）常规评价方法分级指标：针入度和60℃粘度高温稳定性指标：软化点、60℃粘度低温抗裂性能指标：延度、脆点耐老化性能指标：沥青薄膜试验（TFOT）或旋转薄膜试验（RTFOT）前后沥青常规性质的变化施工及安全指标：135℃的粘度和闪点综合指标：蜡含量、组分、密度、溶解度、灰分和针入度指数等改性沥青特殊指标：弹性恢复、离析、粘韧性等32Superpave性能分级（二）SHRP评价方法高温指标动态剪切流变仪对原样沥青及薄膜加热后残留沥青试样分别进行两次动态剪切试验，以G*/sinδ作为指标，试样在高温设计温度下进行，剪切频率为10rad/s，必须满足：①原样沥青的G*/sinδ不得小于1.0kPa；②RTFOT后残留沥青的G*/sinδ不得小于2.2kPa低温指标弯曲梁流变仪(BBR)对经RTFOT及PAV试验的残留沥青进行低温弯曲试验，测定低温弯曲蠕变劲度模量S和蠕变曲线斜率m为指标，要求劲度不大于300MPa，m不小于0.3。如果BBR劲度值在300～600MPa内，同时m值满足要求，则需要进行直接拉伸试验（DTT），测量沥青的得拉伸应变，要求不小于1％。抗疲劳指标采用动态剪切流变仪对RTFOT/PAV残留沥青测定，要求G*sinδ不大于5000kPa。抗老化指标采用旋转薄膜烘箱试验后沥青的质量损失指标反映抗短期老化能力，要求不超过1％；抗长期老化性能是利用旋转薄膜烘箱和压力老化（PAV）后的残留沥青的物理老化指数h进行表征。241124mmSSh式中1、24表示沥青在试验温度下在压力老化罐中存放的时间，S为蠕变60s时的进度，m为60s加载时间的蠕变曲线斜率。33国内外道路沥青标准项目AH-130AH-110AH-90AH-70AH-50针入度（25℃）/10-1㎜120-140100-12080-10060-8040-60延度（15℃）/㎝不小于100100*100*10080软化点（环球法）/℃38～4840～5042～5244～5445～55溶解度，%不小于99.0闪点（开口）/℃