石油沥青生产技术概述

石油沥青生产概述镇海炼化分公司ZRCC颜军文2012年5月主要内容概论道路沥青产品标准生产沥青原料的筛选沥青生产的工艺方法沥青产品主要名词术语沥青的用途沥青生产、消费与需求一、概论主要名词术语针入度：将一根严格规定尺寸的不锈钢针，在25℃和总荷重为100g条件下，使针垂直贯入沥青试样5s，试样被贯入的深度以0.1mm为单位，测定值为针入度。负荷=100克（针及连杆等）温度=25℃时间=5秒主要名词术语软化点：试样在规定尺寸的铜环钢球内，上置尺寸和质量的钢球，在水中或甘油介质中，以每分钟升高5℃的加热速度使沥青软化，钢球下沉达到规定距离时的温度。主要名词术语延度：将一定形状的试样放在一定温度的水中，以一定的拉伸速度拉伸至沥青丝断裂时所表现的长度。主要名词术语针入度指数(PI)：一种沥青结合料的温度感应性指标，反应针入度随温度而变化的程度，由不同温度的针入度按规定方法计算得到。按公式计算，PI={30/（1+50A）}-10，其中A为针入度--温度感应性系数，可由针入度和软化点简易求得。也可由三个以上不同温度下的针入度回归A后求得。溶解度：沥青试样在三氯乙烯中可溶解的数量，以质量百分数表示。蒸发损失：沥青在规定条件下蒸发后其质量变化的百分数。主要名词术语旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）：在规定条件下，鼓风加热旋转的沥青薄膜，并检验其加热前后特定的物性变化（蒸发损失、针入度、延度、粘度等）以判断沥青抗热和空气老化性能。主要名词术语薄膜洪箱试验(TFOT)：在规定条件下，加热沥青试样，并检验加热前后特定特性变化(蒸发损失、针入度、延度、粘度等)以判断沥青抗热和空气老化性能。脆点：在规定条件下冷却并弯曲沥青涂至出现裂纹时的温度，以℃表示。沥青的用途铺筑路面制造防水材料——沥青纸、沥青油毡、防水油膏防腐及绝缘沥青路面的优点可以提高车速。车速从30～40km/h提高至60～80km/h以上，大大提高了运输效率。降低油耗。沥青路面与砂石路面相比，可节省油料20％以上。降低运输成本20～35％。延长轮胎使用寿命。延长汽车大修里程。节省养路费及材料费20～25％。行车的平稳性及舒适性提高。“东海牌”沥青用于上海F1赛道、长江隧道、上海世博会场馆“东海牌”沥青用于东海大桥沥青生产、消费与需求1、国内沥青市场需求分析高速公路建设里程0100020003000400050006000700080009000100001996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011年预计2012年预计新增里程0100002000030000400005000060000700008000090000100000总里程新增里程总里程沥青生产、消费与需求2、国内沥青生产状况我国历年沥青产量及增长率02004006008001000120014001600199920002001200220032004200520062007万吨-10%0%10%20%30%40%50%60%70%产量(万吨)增长率沥青生产、消费与需求3、沥青进口情况我国历年进口沥青量及增长率050100150200250300350400199920002001200220032004200520062007万吨0%10%20%30%40%50%60%70%80%出口量(万吨)增长率二、沥青的产品标准分级标准交通部沥青指标中石化沥青指标分级标准目前，在世界范围内具有代表性的道路沥青的评价体系有三种，即针入度分级体系、粘度分级体系和PG分级体系。按针入度分级(P级)50-A70-A90-AAH-70AH-90主要国家：中国日本德国和欧盟按60℃粘度分级(AC)AC-10(注：P=70)AC-20(注：P=40)主要国家：美国加拿大按性能分级(PG)PG64-28PG58-22主要国家：美国针入度分类的优缺点优点：沥青的针入度反映了沥青的粘稠程度。（1）25℃的温度基本反映了沥青路面的常用温度，因此用25℃的针入度间接反映了沥青的粘度，可以反映沥青在使用温度下的性能；（2）沥青针入度测试方法简单，仪器造价低，操作方便，方法比较完善；（3）通过测定不同温度下的针入度，确定沥青的感温性。针入度分类的优缺点缺点：（1）针入度试验是经验型试验，不能像粘度那样能够直接体现沥青本身的稠度；（2）在25℃具有同样性能的沥青，在高温或低温下可能存在很大的差别，没有反映沥青在使用温度区间内的性能。通过这些规格指标，不能得到与石料拌和时的温度和路面压实温度。按粘度分类的优缺点优点：由于针入度分类存在许多缺点，在60年代时出现了粘度分级体系。以粘度分级代替针入度有两个原因：一是理性的、科学的粘度试验代替经验性的针入度试验；二是60℃更接近炎热夏季路面的最高温度，不同的粘度分级适应于不同的气候条件和施工需要。（1）粘度是物质固有的性质，而不是经验数值；（2）60℃接近于沥青路面的最高使用温度，能够更好的反映沥青的高温性能；（3）用不同温度下的粘度可以表征沥青的感温性；（4）试验方法精确度较高，规格指标重叠少。按粘度分类的优缺点缺点：（1）按60℃粘度分级，忽视了低温和常温下沥青的性能；（2）试验仪器较复杂，试验时间较长，试验条件控制严格，不宜在现场使用；（3）在同一个粘度级别中，薄膜烘箱后的粘度可能相差很大，这一分级体系没有考虑沥青拌和和施工过程中沥青的热老化。交通部A级沥青指标指标130110907050针入度(25℃)，dmm120~140100~12080~10060~8040~60适用的气候分区2-12-23-21-11-21-32-22-31-31-42-22-32-41-4针入度指数PI，不小于-1.5~+1.0软化点（R&B）,不小于，℃40434544464549动力粘度(60℃),不小于，Pa.s60120160140180160200延度（10℃），不小于，cm50404530203020201525201515延度（15℃），不小于，cm10080含蜡量(蒸馏法),不大于，%2.2闪点，不小于，℃230245260溶解度，%99.5密度(15℃)，g/cm3实测记录TFOT(或RTFOT)后质量变化，不大于，%±0.8针入度比，不小于，%5455576163延度（10℃）,不小于，cm1210864交通部B级沥青指标指标130110907050针入度(25℃)，dmm120~140100~12080~10060~8040~60适用的气候分区2-12-23-21-11-21-32-22-31-31-42-22-32-41-4针入度指数PI，不小于-1.8~+1.0软化点（R&B）,不小于，℃39424342444346延度（10℃），不小于，cm30303020152015151020151010延度（15℃），不小于，cm10080含蜡量(蒸馏法),不大于，%3.0闪点，不小于，℃230245260溶解度，%99.5密度(15℃)，g/cm3实测记录TFOT(或RTFOT)后质量变化，不大于，%±0.8针入度比，不小于，%5052545860延度（10℃）,不小于，cm108642交通部C级沥青指标指标130110907050针入度(25℃)，dmm120~140100~12080~10060~8040~60软化点（R&B）,不小于，℃3741424345延度（15℃），不小于，cm8060504030含蜡量(蒸馏法),不大于，%4.5闪点，不小于，℃230245260溶解度，%99.5密度(15℃)，g/cm3实测记录TFOT(或RTFOT)后质量变化，不大于，%±0.8针入度比，不小于，%4548505458延度（15℃）,不小于，cm3530201510中石化沥青指标项目质量指标试验方法AH-130AH-110AH-90AH-70AH-50针入度(25℃,100g,5s)1/10mm120~140100~12080~10060~8040~60GB/T4509延度(15℃),cm不小于10010010010080GB/T4508软化点,℃38~4840~5042~5244~5445~55GB/T4507溶解度,％不小于99.099.099.099.099.0GB/T11148闪点（开口）,℃不低于230GB/T267密度(15℃或25℃),kg/m3报告GB/T8928蜡含量,%不大于3.03.03.03.03.0SH/T0425薄膜烘箱试验(163℃,5h)GB/T5304质量变化,%不大于1.31.21.00.80.6GB/T5304针入度比,%不小于4548505558GB/T4509延度(25℃),cm不小于7575755040GB/T4508延度(15℃),cm报告GB/T4508一一三、生产沥青原料的筛选原油的分类适合生产石油沥青的原油类别优质沥青原料的选择科威特、沙中油、伊轻油评价情况不同油种沥青质量对比一一石蜡基：大庆、中原、阿曼中间基：胜利、辽河、鲁宁管输、新疆混合（沙中、沙轻、科威特、伊朗、也门马希拉）环烷-中间基：孤岛环烷基：欢喜岭、渤海SZ36-1、新疆九区1、原油的分类1)环烷基原油：工艺——适合用蒸馏法。性能——含蜡量少、延度高、与石料的结合力强、感温性、高低温性能和抗老化性能好。是生产重交沥青的首选原油。2)中间基原油：工艺——适合用蒸馏-溶剂脱沥青-调合以及蒸馏-调合的方法。性能——含有一定数量的蜡、沥青收率高低不同、延度较小等。比较适合生产重交沥青的原油。2、适合生产石油沥青的原油类别原油中原胜利鲁宁管输辽河欢喜岭新疆稠油渤海SZ36-1API比重度34.824.926.14.315.6密度（20℃）,g/cm30.8450.9010.8940.9040.9620.9410.959凝点，℃33282621(倾点)-19-20-2蜡含量，m%19.714.615.39.91.51.42.78胶质，m%9.519.016.013.737.918.721.44沥青质，m%0＜1001.50.491.95残炭，m%3.86.45.54.87.517.048.9硫，m%0.520.800.800.180.24-0.34原油类别石蜡中间中间中间环烷环烷环烷主要国产原油的基本性质主要进口原油的基本性质原油沙轻沙中科威特伊朗阿曼API比重度33.83130.1432.7534.6密度（20℃）,g/cm30.85590.86640.87130.85230.852凝点，℃-28-31-15-9-3蜡含量，m%3.913.53.586.841.6胶质，m%5.629.111.818.517.07沥青质，m%1.3723.750.920.94残炭，m%4.096.17.324.414.36硫，m%1.82.642.681.611.36原油类别中间基中间基中间基中间基石蜡基3、优质沥青原料的选择经验方法预测：（A+R）/W＜0.5——不适合生产沥青（A+R）/W=0.5～1.5——可生产普通道路沥青（A+R）/W＞1.5——可生产重交通道路沥青A-沥青质R-胶质W-蜡一一3、优质沥青原料的选择渣油四组份理想的搭配：饱和分6-15%芳香分32-60%胶质19-39%沥青质6-15%将原油在实沸点蒸馏装置上进行常压和减压蒸馏，可得到不同的窄馏分以及釜底残渣（减压渣油）。并计算收率、测试各馏分的性质，由渣油的针入度、软化点、延度、蜡含量、组成等数据可初步判断原油生产沥青的适宜性；必要时也可采用其它方法进一步加以评价，比如氧化、溶剂脱沥青等手段。通过实验室评价来选择：3、优质沥青原料的选择一一4、科威特、沙中油、伊轻油评价情况原油评价项目沙中油科威特油伊轻油API度3130.1432.75密度kg/cm320℃866.4871.3852.3凝固点℃-31-15-9粘度mm2/s50℃9.7510.25残炭%6.