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          南美重油生產供西藏SBR改性瀝青技術研究
          [2018/8/15]

           

          引言

          西藏地區有著特殊的自然條件,高海拔、高寒、空氣稀薄、氧氣含量少、氣壓低、晝夜溫差大、日照時間長、紫外線強烈、氣候類型復雜、施工周期短,這些特點給西藏公路的修筑技術和筑路材料的性能提出了特殊要求。對于西藏地區首選的改性瀝青筑路材料是SBR改性瀝青。SBR改性瀝青所用的主要改性劑是丁苯橡膠,英文名SBR,是Styrene(苯乙烯)Butadiene(丁二烯)Rubber(橡膠)首字母的縮寫。SBR改性瀝青具有兩大特點。

          其一、具有非常好的低溫抗裂性能,原樣瀝青的延度(5)能夠達到100cm,經老化實驗后殘留物的延度(5)同樣能夠達到100cm,這是其他瀝青所不能達到的。其二、具有較好的粘韌性以及韌性,能夠有效應對由于溫差較大所造成的瀝青收縮裂縫和抵抗車轍問題,是很好的筑路選擇材料。SBR改性瀝青因其具有良好的路用使用性能,能夠適應西藏等條件相對惡劣的地方使用。但并不是簡單的用基質瀝青添加SBR改性劑就能夠生產出合格的SBR改性瀝青,對基質瀝青的性能、SBR改性劑的適應性以及各項添加劑的比例都有要求。為此,我們有必要對SBR改性瀝青做出一系列的分析和研究。

           

          一、原料性質分析

          南美MR-16BSK屬于環烷基原油,是生產道路石油瀝青的優質原料,兩種原油的性質見表1。

           

          從表1數據可以看出,MR-16BSK兩種原油具有密度大、膠質、瀝青質含量高、蠟含量低等特點,是生產基質瀝青的優質原料。經MR-16BSK經常減壓蒸餾工藝混煉生產即可得到不同牌號的道路瀝青產品,流程簡單,成本較低,且質量優異。兩種原油混煉得到的基質瀝青數據見表2。

           

          二、SBR改性劑的選擇

          選擇不同廠家生產的3SBR改性劑。首先摸擬裝置進行小試實驗,在完全相同的實驗條件下,每次更換1SBR改性劑,分別是GS-BSBR改性劑為第1組,XY-ASBR改性劑為第2組,DS-ASBR改性劑為第3組。然后將3組樣品進行檢驗分析。得到分析結果見表3。

           

          從表3可以看出,第1組試樣得到的分析結果全部合格,且質量數據較交通部JTGF40-2004SBR改性瀝青-A產品標準有較高的富余量,推薦選擇第一組所用的GS-B型號SBR改性劑進行后續實驗和試生產。

          三、基質瀝青原料的優化

          以南美MR-16BSK經蒸餾工藝混煉生產得到的不同牌號的直餾瀝青做為基質瀝青,將其加熱到170度,并添加一定量的橡膠油,隨即加入一定比例的GS-BSBR改性劑,剪切速度4000r/min,剪切30分鐘,控制溫度170度。然后,攪拌發育,攪拌速度300r/min,攪拌1個小時,控溫170度。得到的試樣分析數據見表4。

           

          從表4中的數據分析對比可以看出,用MR-16BSK混煉生產得到的90號、110號瀝青改性后均能得到合格的SBR改性瀝青產品。但用90號瀝青作為基質瀝青原料,需要添加較高比例的相容劑油,才能滿足SBR改性瀝青針入度大于100的特殊要求,而用110號瀝青作為基質瀝青原料,可使相容劑油的添加比例減少到一半。從理論上分析,高針入度的基質瀝青殘留一部分的高芳香烴組分,能夠代替一部分橡膠油。因此,采用較高針入度的基質瀝青將促進成本的降低,更具經濟性。

          四、工業試生產方案

          將南美MR-16BSK原油混煉生產的高針入度指標的110號瀝青引入反應釜中,分別加入一定量的橡膠油和一定比例的GS-BSBR改性劑,加熱至適宜的溫度并進行攪拌,通過膠體磨高速剪切,然后用膠體輸送泵將其打入成品罐,攪拌發育2個小時,最終得到符合交通部JTGF40-2004標準的SBRII-A、SBRII-B等產品。

          五、包裝儲存及運輸條件的優化

          SBR改性瀝青長期高溫儲存運輸,將造成SBR改性瀝青質量的嚴重衰減變質,且因其粘度大,不適合油槽車長距離運輸。特別是針對高寒高海拔的西藏地區來講,特殊的環境會加速瀝青的老化。為了解決這一難題,我們考慮到了SBR改性瀝青的特殊性能,即在常溫儲存情況下,SBR改性瀝青的性能穩定,產品指標幾乎不變,而且能夠長期儲存。為此,在產品產出后立即采用軟包裝的形式進行包裝儲存,降至常溫形成固體后,分批次運往西藏。最終滿足了從東部生產到西部使用的運輸條件。

           

          從表5出廠指標和入庫指標兩組數據來看,經軟包裝長距離運輸后,SBR改性瀝青產品的指標變化不大。由此可見,降低SBR改性瀝青的儲存溫度,可以抑制SBR改性瀝青的老化或衰減,從而有效確保SBR改性瀝青長距離運輸后產品質量的合格穩定。

          六、結論

          1)南美MR-16BSK原油,因蠟含量低、密度大、膠質和瀝青質含量較高,通過常減壓工藝得到的直餾瀝青,能夠生產出滿足交通部JTGF40-2004SBR改性瀝青-A標準要求的SBR改性瀝青產品。

          2)通過實驗室篩選,可以優選出適宜的SBR改性劑。

          3)通過提高基質瀝青的針入度指標,可以適當降低相容劑油的添加比例,從而降低SBR改性瀝青的生產成本。

          4)常溫軟包裝的儲存運輸方式,有效抑制了SBR改性瀝青產品的老化和指標衰減問題,確保了長距離運輸后SBR改性瀝青產品質量的合格穩定。

           (文章來自:《中國石油石化》)

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