改性瀝青技術及生產(chǎn)工藝方案介紹

改性瀝青技術及生產(chǎn)工藝介紹一、前言1、瀝青傳統(tǒng)意義上的瀝青是由樹脂包裹的瀝青質(zhì)分子團組成的膠體物質(zhì)，它呈現(xiàn)出很強的油質(zhì)狀態(tài)（即石油質(zhì)）。膠體分為溶膠（主要指液態(tài)密度）和凍膠（主要指固體密度），這取決于其成分間的平衡狀態(tài)。對瀝青來說，兩種狀態(tài)的平衡取決于瀝青質(zhì)和樹脂間的相互作用，并受到外界溫度的強烈影響。事實上，瀝青溫度的升高打破了其凍膠狀態(tài)，使瀝青分子團演變成溶膠狀態(tài)。因而瀝青的一個重要特性就是常溫下呈現(xiàn)出固體或半固體，但隨溫度升高極易溶化。這一顯著的熱敏感性是瀝青的最重要的特征，也是其主要弱點。事實上，瀝青混合物應能夠在全年不同的工作條件下保持其良好的性能。顯著的熱敏感性妨礙了瀝青混合物在高溫和低溫時呈現(xiàn)出良好的性能，因而必須改進瀝青的特性以提高產(chǎn)品性能。二十多年來，國際國內(nèi)交通容量增長迅速，重型車輛在其中的比例也不斷增長。面對現(xiàn)在和將來的繁重的交通容量，使用傳統(tǒng)材料、按傳統(tǒng)方法設計的高速公路和機場跑道的瀝青路面的壽命將不斷降低。為了提高瀝青的產(chǎn)品性能，一個可行的方法就是選用某些高分子聚合體改變傳統(tǒng)瀝青的特性。2、高分子聚合物現(xiàn)有的高分子聚合體種類繁多，特性各異，一般分為塑性體和彈性體。同樣工作溫度下，其性能在很多方面都不同，特別是勁度、可變形性以及沖擊強度。圖表-1顯示了塑性體和高彈體代表性的應力應變特性。圖（一）很多高分子聚合體材料可以用來改變?yōu)r青的特性，下面我們舉例說明：1、熱塑（性）塑料（高彈體）：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（Styrene-Butatriene-Styrene，SBS）苯乙烯-丁二烯（Styrene-Butatriene，SB）苯乙烯基-丁二烯-苯乙烯（radicalStyrene-Butatriene-Styrene，Rsbs）2、熱塑（性）塑料（塑性體）乙烯-乙酸-乙烯脂（Ethylene-Vinyl-Acetate，EVA）乙烯-丙烯酸-甲酯（Ethylene-Methyl-Acrylate，EMA）聚乙烯（Polyethylene，PE）低密度聚乙烯（LowDensityPolyethylene，LDPE）高密度聚乙烯（HighDensityPolyethylene，LDPE）3、乳膠氯丁橡膠（Polychloroprene）天然橡膠（NatureRubber）4、脆性橡膠（CrumbRubber）在某些應用實例中，幾種高分子聚合體也可以一同使用來改變?yōu)r青性能（即復合改性）。目前在中國應用最多的是SBS改性瀝青。3、改性瀝青在過去公路建設的很多年中，雖然傳統(tǒng)材料性能良好，但隨著20年來交通容量的不斷增加，人類建設更安全、耐久的公路的要求日益迫切，這就使傳統(tǒng)瀝青性能上的局限性日益明顯。這實際上暴露出傳統(tǒng)瀝青本質(zhì)上的局限性：溫度敏感性（高溫下易軟化，低溫下易碎裂）；較低的機械性能和彈力性能；易老化表面狀況表現(xiàn)為：車轍、龜裂、松散由于傳統(tǒng)瀝青的這些特定缺陷，同時從經(jīng)濟上考慮，公路工程人員，高速公路和機場建設的有關部門都希望采用更好的瀝青材料。傳統(tǒng)瀝青的缺陷可通過采用特殊設備，添加高分子聚合體來加以消除。改性瀝青的使用在歐洲已經(jīng)有了30年的歷史，在中國正大力普及。它不僅提高了道路的質(zhì)量，同時帶來了下列好處：改進了瀝青的高溫及低溫性能改進了瀝青的彈塑性，包括：提高了抗疲勞強度；提高了凝聚性和膠合性；提高了抗衰老性和抗氧化性。4、改性瀝青的生產(chǎn)現(xiàn)在生產(chǎn)高分子聚合物改性瀝青的技術流程已相當成熟，并經(jīng)過在大量工程項目中實際應用的驗5、50噸改性瀝青儲存罐一個；6、瀝青及改性瀝青實驗及檢驗儀器一套；7、電力：380V，三相，300KW以上，最好500KW。四、改性瀝青生產(chǎn)方案方案一：采用進口基質(zhì)瀝青進行改性目前國內(nèi)進口的基質(zhì)瀝青有韓國SK、臺灣CPC（中華瀝青）、美國的殼牌、泰國泰普克、日本嘉德士及埃索等品牌。總的來說，以上進口基質(zhì)瀝青都是采用中東原油提煉生產(chǎn)，含蠟量底，生產(chǎn)設備先進，產(chǎn)品質(zhì)量相對較穩(wěn)定。我們基本都采用以上品牌瀝青做過改性瀝青生產(chǎn)或?qū)嶒?，用上面的生產(chǎn)工藝都能達到國家交通部頒發(fā)的改性瀝青標準，改性劑選用的是燕山石化或岳陽石化的SBS，其型號根據(jù)瀝青品牌及標號不同而有不同選用，含量3~5%左右。通過我們生產(chǎn)技術加工的改性瀝青三大指標為：基質(zhì)瀝青5℃針入度軟化點90#35~40CM65~75>8070#35~40CM50~55>80由此可見，用進口基質(zhì)瀝青生產(chǎn)的改性瀝青指標遠遠超過國家相應標準。方案二：采用國產(chǎn)基質(zhì)瀝青進行改性國內(nèi)現(xiàn)有的瀝青生產(chǎn)廠家也不少，主要歸屬于中石化、中石油和中海油三大公司，其中規(guī)模大和質(zhì)量好的廠家有茂名石化、北方盤錦、大連西太平洋、克拉瑪依煉廠、山東檳州煉廠、泰州煉廠等，其中由于當?shù)爻霎a(chǎn)環(huán)烷基原油的關系，克拉瑪依的“翼龍牌”瀝青和盤錦的“歡喜嶺牌”瀝青是國產(chǎn)瀝青中最好的，大連西太平洋、茂名石化等煉廠采用中東進口原油，其瀝青質(zhì)量也很好。除了克拉瑪依煉廠的瀝青外，其它國產(chǎn)瀝青用于改性都沒有問題，完全可以達到國家標準?？死斠罒拸S由于其原油關系，用于改性效果反而不好，我們在2002年做過實驗，并在改性瀝青設備上進行試生產(chǎn)，結果不理想。據(jù)說2003年克拉瑪依煉廠為適應改性需要，特地調(diào)整了其生產(chǎn)流程，使其瀝青改性的效果有較大的提高，但我們沒有再試過。由于克拉瑪依煉廠離我們距離太遠，運輸困難，費用昂貴，內(nèi)地極少能用。我們2002年在哈爾濱國際機場和天津國際機場跑道改性瀝青改造項目中都選用的國產(chǎn)“歡喜嶺牌”瀝青，改性劑采用的也是燕山石化和岳陽石化的SBS，改性后的性能指標及效果都非常好，可以說比進口的改性瀝青還要好。本來機場用改性瀝青的要求比高速公路的指標還要高，能在我國民航機場上普遍使用國產(chǎn)瀝青，其用于高速公路從技術上講是肯定沒有問題的。從技術上看，上面的生產(chǎn)工藝流程同樣適用于采用國產(chǎn)瀝青改性。改性劑除了以上二家國內(nèi)的外，還有許多進口的，如韓國LG、三星、芬蘭“芬納”、臺灣“臺塑”及英國、法國等SBS，其種類繁多，價格不菲，但也有一些質(zhì)量非常好的。隨著國際原油價格的不斷變化，價格因素在各個項目中起到了越來越大的作用，因此，改性瀝青出了在技術、質(zhì)量上有保證外，價格將會在市場上起到?jīng)Q定性的作用。選用先進的生產(chǎn)技術，合適的基質(zhì)瀝青、改性劑，生產(chǎn)出合格的改性瀝青是我們的技術特點和優(yōu)勢。五、生產(chǎn)工藝流程及特點1、改性劑針對曲靖地區(qū)地理氣候相對寒冷的特點，我們將采用復合改性技術，該生產(chǎn)技術去年在硯-平高速上也進行了應用，效果非常好。本復合改性方案為：——主改性劑SBS選用岳陽石化4303（道改Ⅱ號改進型），含量3~3.2%；——輔助改性劑SBR，經(jīng)過我們預先改性處理，含量1.5~2‰；——助劑，專門為本技術配方研制，含量1.5~2‰。以上具體含量要在曲靖工地生產(chǎn)現(xiàn)場通過對加工后的改性瀝青指標的檢測來調(diào)整實際含量，其是以最佳的性能指標來決定的。SBS是目前廣泛使用的、能基本適應各種地區(qū)氣候環(huán)境條件的通用改性劑，其特點是能提供良好的高低穩(wěn)性能，特別是高溫性能突出，能大大提高瀝青的軟化點，防止路面高溫時的軟化擁包、車轍等損壞，并與瀝青有很好相溶性和穩(wěn)定性。SBR則具有突出的延展性和彈性恢復，有著非常好的低溫性能，對冬季防止路面開裂等問題有非常好的效果；由于SBS和SBR的相溶性不同，因此需要專門的助劑來促使其發(fā)生反應，更好地分散、溶和，并使其被打亂的高分子結構重新結合，形成織構態(tài)，這樣就大大提高了瀝青的各項性能。其反應溫度在170℃由此可見，采用此復合改性技術，可以同時提高高溫和低溫的性能，更適合云南溫差大的氣候特點，保證路面的質(zhì)量和耐久性。2、工藝流程A、將基質(zhì)瀝青從儲罐或脫桶器中打入瀝青升溫罐中，升溫至170℃B、將升溫后的基質(zhì)瀝青和改性劑按設計比例分別通過改性瀝青設備上的計量泵和改性劑輸送系統(tǒng)加入到改性瀝青設備的攪拌罐1中，邊加料邊攪拌，進行溶漲，至預先設定的數(shù)量。這樣攪拌罐1中就形成瀝青和改性劑的混合料；C、打開并關閉改性設備控制柜面板上相應的瀝青閥門開關（手動模式需人工設置，自動模式不用），啟動膠體磨和變頻調(diào)速泵，將攪拌罐1中的瀝青混合料通過膠體磨磨一遍打入到攪拌罐2中，全部磨完停機；D、再將攪拌罐2中磨過一遍的瀝青混合料通過變頻調(diào)速泵和膠體磨磨一遍打入到攪拌罐1中，如此反復共磨3~6遍，即可得到加工好的改性瀝青。磨的遍數(shù)是根據(jù)每磨一遍后，通過對磨后的改性瀝青指標進行檢驗，以達到要求的遍數(shù)來決定的；E、將加工好的改性瀝青泵到帶有攪拌器的改性瀝青儲存罐中，在儲存的時候進行后期發(fā)育，即成為合格的改性瀝青，一般后期發(fā)育需要1~2個