Principales productos del asfalto

El asfalto de petróleo es un producto del procesamiento del petróleo crudo. Es un líquido viscoso de color negro o marrón oscuro, semisólido o sólido a temperatura ambiente, que contiene principalmente hidrocarburos y derivados no hidrocarbonados solubles en cloroformo. Sus propiedades y composición varían según la fuente del petróleo crudo y el método de producción. Los principales componentes del asfalto de petróleo son el petróleo, la goma y los asfaltenos. También contiene entre un 2% y un 3% de brea y sustancias similares al carbón, y también contiene cera. Los aceites y gomas del asfalto pueden penetrar los asfaltenos. La estructura del asfalto tiene como núcleo asfalteno, que absorbe parte del coloide y el aceite para formar micelas.

Rendimiento del producto

El asfalto de petróleo es de color negro y brillante, con alta sensibilidad a la temperatura. El asfalto de petróleo se puede clasificar según el siguiente sistema:

Método de fabricación

(1) Método de destilación: el petróleo crudo se destila a presión normal para separar fracciones ligeras como gasolina, queroseno, y diesel, y luego el destilado al vacío se separa mediante destilación al vacío (presión residual 10 ~ 100 mmHg). Cuando el residuo restante cumple con las especificaciones para asfalto de carreteras, se pueden producir productos asfálticos directamente. El asfalto resultante también se denomina asfalto de primera capa y es el método principal para producir asfalto para carreteras.

(2) Método de precipitación con solvente: los solventes alcanos no polares de bajo peso molecular tienen diferentes solubilidades para varios componentes en el aceite residual al vacío. Las diferencias en la solubilidad se pueden usar para separar cada componente, lo que es perjudicial para el. propiedades del asfalto. Los componentes se eliminan del residuo de vacío para producir productos asfálticos que cumplan con las especificaciones. Este es el método de precipitación con solvente.

(3) Método de oxidación: a un cierto rango de altas temperaturas, se sopla aire al vacío de aceite residual o asfalto desengrasado para cambiar su composición y propiedades. El producto resultante se llama asfalto oxidado. Bajo la acción de altas temperaturas y soplado de aire, el residuo del vacío se vaporizará y al mismo tiempo se producirán una serie de reacciones como deshidrogenación, oxidación, polimerización y condensación. Este es un proceso de reacción integral muy complejo de interacción de múltiples componentes, no solo una reacción de oxidación. Habitualmente se llama método de oxidación y asfalto oxidado, también conocido como método de soplado de aire y asfalto de soplado de aire.

(4) Método de mezcla: El método de mezcla se refiere primero a mezclar nuevamente los cuatro componentes del asfalto compuesto del mismo petróleo crudo en la proporción requerida por los requisitos de calidad, el producto resultante se denomina asfalto sintético o reconstituido. asfalto. A medida que la tecnología ha evolucionado, las fuentes de componentes de mezcla se han ampliado. Por ejemplo, los residuos o componentes después del procesamiento primario y secundario del mismo petróleo crudo o de diferentes petróleos crudos y diversos aceites residuales industriales se pueden utilizar como componentes de mezcla, reduciendo la dependencia de la producción de asfalto de la selección de fuentes de petróleo. Con la creciente escasez de petróleo crudo adecuado para producir asfalto, la flexibilidad y la economía de los métodos de mezcla son cada vez más valoradas y utilizadas.

(5) Método de emulsificación: las tensiones superficiales del asfalto y el agua son muy diferentes y no se disolverán entre sí a temperaturas normales o altas. Cuando el asfalto se somete a acciones mecánicas como centrifugación a alta velocidad, cizallamiento y trituración, se convierte en partículas con un tamaño de partícula de 0,1 a 5 micrones y se dispersa en un medio acuoso que contiene tensioactivos (emulsionantes y estabilizadores). Debido a que el emulsionante puede adsorberse direccionalmente en la superficie de las partículas de asfalto, reduce la tensión interfacial entre el agua y el asfalto, permitiendo que las partículas de asfalto formen un sistema de dispersión estable en agua, que es una emulsión de aceite en agua. Este sistema de dispersión es de color marrón, con asfalto como fase dispersa y agua como fase continua, y tiene buena fluidez a temperatura ambiente. En cierto sentido, el asfalto emulsionado "diluye" el asfalto con agua, mejorando así la fluidez del asfalto.

(6) Asfalto modificado: Se han producido muchos cambios en las autopistas y carreteras modernas: el flujo de tráfico y la frecuencia de conducción han aumentado considerablemente, las cargas por eje de los camiones han seguido aumentando y los carriles separados y la conducción en un solo sentido han aumentado. se ha implementado ampliamente, lo que requiere mejoras adicionales: las propiedades antiflujo del pavimento, es decir, la capacidad de resistir el surco a altas temperaturas mejoran la flexibilidad y la elasticidad, es decir, la capacidad de resistir el agrietamiento a bajas temperaturas mejoran la resistencia al desgaste; y prolongar la vida útil. Los paneles de techo pretensados ​​de gran luz se utilizan ampliamente en los edificios modernos. Se requiere que los materiales impermeables para techos se adapten a grandes desplazamientos, sean más capaces de soportar condiciones climáticas adversas de altas y bajas temperaturas, tengan buena durabilidad, sean autoadhesivos, faciliten la construcción y reducir la carga de trabajo de mantenimiento. Estos cambios en el entorno de uso plantean graves desafíos al rendimiento del asfalto de petróleo. Para cumplir con los estrictos requisitos anteriores, la gente ha comenzado a prestar atención a la modificación del asfalto de petróleo. Después de décadas de investigación y desarrollo, ha surgido una amplia variedad de asfaltos modificados para carreteras, membranas impermeables y revestimientos, que muestran ciertos efectos prácticos de ingeniería. Sin embargo, dado que el precio de los materiales modificados suele ser de 2 a 7 veces mayor que el del asfalto de petróleo ordinario, los usuarios aún no han comprendido plenamente las propiedades técnicas de los materiales y la producción de asfalto modificado ha crecido lentamente. Este asfalto modificado para carreteras se utiliza principalmente en ocasiones especiales, como pistas de aeropuertos, cubiertas de puentes impermeables, estacionamientos, campos deportivos, aceras de tráfico pesado, intersecciones y curvas de carreteras. En Europa, el asfalto modificado se utiliza en el mantenimiento y refuerzo de redes de carreteras, lo que ha promovido en gran medida la aplicación generalizada del asfalto modificado para carreteras. Las membranas y revestimientos impermeabilizantes de asfalto modificado se utilizan principalmente para la impermeabilización de edificios de alta gama. Con el avance de la ciencia y la tecnología y el desarrollo de la construcción económica, se promoverá aún más el desarrollo de variedades y la tecnología de producción de asfalto modificado. El tipo y proceso de preparación del asfalto modificado depende del tipo y cantidad de modificador así como de la composición y desempeño del asfalto base (asfalto original). Dado que existen muchos tipos y formas de modificadores, con el fin de formar un material uniforme con asfalto de petróleo para aplicaciones de ingeniería, se han evaluado varios tipos de modificadores a lo largo de los años y se han desarrollado las fórmulas y métodos de preparación correspondientes. Sin embargo, actualmente la mayoría de los. Los asfaltos modificados que se han utilizado en ingeniería son tecnologías patentadas y productos patentados.

Aplicaciones principales

Se utilizan principalmente como materiales de infraestructura, materias primas y combustibles. Las aplicaciones incluyen transporte (carreteras, ferrocarriles, aviación, etc.), construcción, agricultura, proyectos de conservación de agua, industria. (Industrias extractivas, manufactureras), ingeniería civil y otros sectores.

Embalaje y almacenamiento

Es posible que sea necesario almacenar el betún en tanques de almacenamiento durante la producción y el uso. Si se trata adecuadamente, el asfalto puede calentarse repetidamente y mantenerse a temperaturas más altas durante períodos prolongados sin dañar gravemente sus propiedades. Sin embargo, si se expone al oxígeno, la luz o el calor excesivo, el asfalto se endurecerá. La señal más obvia es que el punto de reblandecimiento del asfalto aumenta, la penetración disminuye y la ductilidad empeora, lo que afecta el rendimiento del asfalto.

Emisión de calor

El betún se almacena en un gran tanque de almacenamiento. Cuando se utiliza para la exportación, el asfalto en el tanque de almacenamiento debe calentarse para mejorar la fluidez del asfalto y poder exportarlo sin problemas y rápidamente. La fuente de calor necesaria para la producción de calefacción suele ser el aceite térmico. Según el Centro de Promoción de Tecnología Petroquímica, el método de calentamiento tradicional tiene las siguientes desventajas:

1. El proceso de calentamiento no es económico. Cuando solo es necesario verter una pequeña cantidad de asfalto, se debe calentar todo el asfalto de todo el tanque y la cantidad de asfalto calentado es varias veces ese tiempo, lo que inutiliza una gran cantidad de aceite térmico.

2. La temperatura del asfalto en cada parte del tanque de almacenamiento está desequilibrada. El asfalto cercano al calentador tiene una temperatura más alta, mientras que el asfalto alejado del calentador tiene una temperatura más baja, lo que afecta seriamente la fluidez del aceite.

3. Afecta a la calidad del asfalto. El asfalto se calienta repetidamente en el tanque para producir una gran cantidad de productos de descomposición fina, lo que tiene un cierto impacto en la calidad del color del asfalto y aumenta los costos de posprocesamiento.

Tecnología de calentamiento local: después de que el aceite de transferencia de calor ingresa al "calentador rápido local", el asfalto en el tanque de asfalto se calienta localmente tanto asfalto como sea necesario. Caliente repetidamente todo el tanque, lo que ahorra energía y también acelera la producción de asfalto. La deformación por flujo del pavimento asfáltico es el fenómeno de daño al pavimento asfáltico más común en el mundo. Según las estadísticas, alrededor del 80% de las estadísticas de mantenimiento de pavimentos se deben a surcos. A través de la práctica de la ingeniería, se ha descubierto que el asfalto modificado con asfalto de roca tiene grandes ventajas en la estabilidad a altas temperaturas y puede resolver las enfermedades de rodadura y en etapa inicial del pavimento de asfalto de alta calidad causadas por el tráfico pesado y el sobrepeso y la sobrecarga.

La roca asfáltica es un material asfáltico producido por la acción combinada de calor, presión, oxidación, catalizadores y bacterias después de cientos de millones de años de deposición y cambio de petróleo. Comúnmente utilizado como modificador de asfalto base. Las propiedades físicas de la roca asfáltica son cercanas a las del "carbón".

Los recursos minerales naturales de roca asfáltica comprobados de mi país se distribuyen principalmente en Xinjiang, Qinghai y Qingchuan, Sichuan. La mina de asfalto de roca Qingchuan está ubicada en el área de la montaña Longmen en el norte de Sichuan, China, conocida como la Tierra de la Abundancia. Las reservas probadas preliminares son de más de 3 millones de toneladas y las reservas prospectivas son de 100.000 toneladas. Los expertos lo elogian como "un yacimiento de mineral de asfalto natural poco común en China e incluso en el mundo", y sus reservas ocupan el primer lugar en el país. La roca asfáltica natural en el norte de Sichuan se compone principalmente de asfalteno con un peso molecular de hasta 10.000. Su composición química es 81,7% de carbono, 7,5% de hidrógeno, 2,3% de oxígeno, 1,95% de nitrógeno, 4,4% de azufre, 1,1% de aluminio y 0,10. silicio. Entre ellos, el contenido de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre es relativamente alto. Casi todas las macromoléculas de asfaltenos contienen grupos funcionales polares de los elementos anteriores, lo que provoca una fuerte adsorción en la superficie de la roca. 2065438+El 25 de mayo de 2004, el ejército chino realizó su primer vuelo de prueba en la pista de aviones de combate de tercera generación en la autopista Zhengmin. El experto militar de Yangzi Evening News, Sun, explicó que las pistas de aterrizaje tienen requisitos muy estrictos para el despegue y aterrizaje de aviones, que son diferentes de los estándares para la pavimentación general de carreteras. Uno de los puntos clave es el "material" de esta carretera. Se coloca una capa de hormigón asfáltico modificado especial en la parte superior de la autopista Zhengmin. El periodista se enteró ayer en una entrevista en la Universidad del Sureste que este "súper asfalto" con una temperatura alta de 300°C y una temperatura baja de -30°C fue desarrollado conjuntamente por la Universidad del Sureste y la Compañía de Desarrollo de Ciencia y Tecnología Jurong Ningwu.

Asfalto "Super"

Es resistente a altas temperaturas de 300°C, resistente a ácidos y álcalis y elástico.

“La autopista Zhengmin (de Zhengzhou a Quanmin) es un importante canal de comunicación en la red de carreteras de la provincia de Henan. Toda la línea adopta estándares técnicos de autopista de dos vías y cuatro carriles. En 2008, se inició la autopista Zhengmin. La construcción está a cargo de Zhang Zhanjun, becario postdoctoral de la Universidad del Sureste. El 'superasfalto' nacional utilizado para tender esta carretera fue desarrollado y fabricado en Jiangsu". El investigador Zhu Jianshe, asistente del presidente de la Universidad del Sureste, dijo a los periodistas que este asfalto se llama "asfalto epoxi".

A diferencia del asfalto ordinario, el asfalto epoxi agrega resina epoxi al asfalto. La resina epoxi reacciona con el agente de curado para hacer que el asfalto tenga mayor resistencia y tenacidad y se deforme a temperaturas altas y bajas. Este material parece sencillo, basta con mezclar asfalto y resina epoxi en una determinada proporción. Sin embargo, conseguir la proporción adecuada de materiales puede resultar complicado. La investigación se lleva a cabo casi en el vacío. "Al igual que los tipos de sangre humana, las transfusiones de sangre también deben ser compatibles. El asfalto y la resina epoxi son obviamente incompatibles, lo cual es la dificultad.

¿Qué tan asombroso es este asfalto epoxi desarrollado independientemente por Jiangsu Forced? Zhu Jianshe dijo que en el laboratorio repetido, la temperatura alta del asfalto epoxi doméstico es de 300 grados Celsius, y la temperatura baja es de -30 grados Celsius "La temperatura del gas expulsado cuando el avión despega y aterriza alcanza los 1000 grados Celsius, y el asfalto ordinario. puede "derretirse" instantáneamente. "Este tipo de asfalto también es resistente a la corrosión. "Hemos hecho experimentos y empapado asfalto epoxi en ácido, álcali y sal durante más de un mes, y casi no hubo cambios después de sacarlo. "Otra característica de este asfalto es su dureza. "En el pasado, la mayoría de nuestras carreteras eran rígidas, lo que dificultaba la conducción de los coches, hacía mucho ruido y provocaba un grave desgaste de las ruedas y de la superficie de la carretera. El asfalto nuevo tiene un cierto grado de elasticidad, lo que proporciona una fuerza de amortiguación para que los aviones pesados ​​despeguen y aterricen, y el avión no es propenso a desgastarse. "Otro punto clave es que este material es muy absorbente y puede penetrar el agua acumulada provocada por la lluvia y la nieve.

El camino hacia la investigación y el desarrollo

El asfalto estadounidense pavimentado en el segundo puente sobre el río Yangtsé cuesta la mitad del precio del asfalto nacional.

Pero antes de 2006, Estados Unidos monopolizó la tecnología de fabricación de este asfalto respetuoso con el medio ambiente, resistente a altas y bajas temperaturas y a la presión, y la tecnología fue bloqueada. En 2001, un equipo dirigido por el profesor Huang Wei, académico de la Academia de Ingeniería de China, utilizó "asfalto epoxi" de los Estados Unidos al colocar el segundo puente sobre el río Yangtze. Si se utiliza pavimento de asfalto común, la plataforma del puente se agrietará y resbalará fácilmente durante las estaciones con grandes diferencias de temperatura, y caerá en un ciclo de "reparaciones y reparaciones repetidas". "Pero el precio del asfalto epoxi en los Estados Unidos es sorprendentemente alto, más de 70.000 yuanes por tonelada. Cuando se completó el segundo puente, el profesor Huang Wei dijo que China debe desarrollar sus propios materiales de pavimentación de asfalto epoxi y un conjunto completo de tecnologías, que son las tecnologías centrales de los principales proyectos nacionales. ¡Deben estar en manos de nuestro pueblo chino!"

En 2001, la Universidad del Sureste estableció el "Grupo de proyectos de aplicaciones de ingeniería y equipos de fabricación de nuevos asfaltos epoxi", con el profesor. Huang Wei como líder del equipo y Zhu Jianshe como principal responsable fueron elegidos para la cooperación entre la industria, la universidad y la investigación. "Profesores de la Escuela de Transporte, Escuela de Química e Ingeniería Química, Escuela de Automatización de la Universidad del Sureste y técnicos de Ningwu Technology trabajaron juntos durante más de 6 años para finalmente dominar el método de fabricación de este asfalto especial". Estados Unidos tiene más de 70.000 toneladas y nosotros El precio es sólo la mitad, más de 30.000.

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