کیفیت قیر و فناوری تولید آن درگذشته و حال-بخش نهم
دمیدن کاتالیزوری هوا
هدف از دمیدن هوا افزایش سطح آسفالتن می‌باشد. این پدیده توسط سه واکنش اساسی مشخص می‌شود:
1- واکنش‌هایی که منجر به افزایش اندازه مولکول‌ها از طریق فرآیند پیوند اکسیژن می‌شود.
2- تشکیل چرخه هیدروکربن‌ها به‌وسیله دهیدروژناسیون.
3- واکنش‌هایی که منجر به کاهش اندازه مولکول‌ها از طریق دآلکیلاسیون زنجیره‌های جانبی می‌شود.
اثر خالص تمام واکنش‌های فوق، تغییر در ماهیت کلوئیدی-شیمیایی و خصوصیات رئولوژیکی قیر است. درگذشته گزارش‌شده که افزودن عوامل خارجی (کاتالیست ها) در مرحله دمیدن هوا برای تولید قیر مؤثر است. این کار با این دیدگاه انجام می‌گرفته که باعث افزایش سرعت واکنش دمیدن (واکنش در زمان چرخش) شده و منجر به تولید قیر با انعطاف‌پذیری بیش‌تر در دمای سرویس پایین و افزایش مقاومت در برابر روان شدگی در دمای سرویس بالا می‌شود.
Chlorine عاملی را برای دهیدروژناسیون و سخت‌تر شدن قیر در مقیاس آزمایشگاهی موردبررسی و مطالعه قرارداد، اما این فرآیند به‌صورت تجاری مورداستفاده قرار نگرفت. Bencowitz و Boe، روش افزودن ترکیبات پودر ریز سولفور به قیر بدون تولید زیاد هیدروژن سولفید را توسعه دادند. آن‌ها همچنین مشخصات مخلوط به‌دست‌آمده را نیز موردتحقیق و بررسی قراردادند.
فرآیند دمیدن کاتالیزوری هوا که امروزه برای تولید قیر به‌طور گسترده مورداستفاده قرار می‌گیرد توسط Hioberg ثبت و توصیف‌شده است. در این روش از P2O5 و FeCl3 به‌عنوان کاتالیزور برای تسریع نرخ اکسیداسیون استفاده می‌شود. بعدها Shearon و Hioberg، جزئیات استفاده از P2O5 به‌عنوان اصلاح‌کننده در فرآیند دمیدن هوا را شرح دادند. Illman و Sommer استفاده از مونو، دی و یا هگزا فلوروفسفریک اسید را به‌عنوان یک کمک دهنده در تولید قیر دمیده‌ای که دارای علائم نفوذپذیری بیش‌تر است را ثبت و ارائه کردند. Fink و همکاران حرارت دادن 98-80 بخش مواد باقیمانده آسفالتیک را با 2-20 بخش پترولاتوم و به دنبال آن دمیدن هوا در حضور 2-0/2 درصد وزنی فریک کلراید را پیشنهاد داده‌اند.
شیوه‌های مدرن برای تولید قیر
عملیات تولید قیر با استفاده از دمیدن هوا با توجه به استفاده از اکسیژن و مدیریت کنترل حرارت که منجر به ایجاد وقفه در فرآیند تولید می‌شود، دارای محدودیت‌های خاصی هستند. در پالایشگاه‌های معتبر طیف گسترده‌ای از قیرهای باکیفیت فرآوری و تولید می‌شوند. تمام این‌ها نتیجه توسعه انواع فرآیندهای تولید با رآکتور/تبدیل‌کننده‌های خاص و مسیر کاتالیزوری در جهت تولید قیرهای صنعتی و روسازی است.
رآکتور یک مؤلفه اصلی در فرآیند Biturox بوده که کنترل واکنش را برای دستیابی به اصلاح شیمیایی فراهم می‌کند. این فرآیند مقرون‌به‌صرفه بوده و بهبود چشمگیر در مشخصات و افزایش شاخص نفوذپذیری را نشان می‌دهد. جدول شماره 2 مقایسه‌ای از خواص عملکردی قیرهای متداول و قیرهای چندمنظوره با ترکیبات کنترل‌شده را ارائه کرده است.
فناوری تولید قیر باکیفیت بر پایه کاتالیزور که توسط شرکت نفتی کانادا تولید می‌شود، مخفیانه و سری است و اطلاعاتی از آن را منتشر نمی‌کند. اساس و بنیان این فناوری بر پایه مراحل زیر است:
1- قیر باکیفیت از طریق ترکیب کردن تولید می‌شود
2- از فرآیند پلیمریزاسیون/اکسیداسیون هوا استفاده می‌شود
3- انتشار هیدروکربن با استفاده از دستگاه‌های سوزاننده کنترل می‌شود
جدول 2 مشخصات قیرهای چندمنظوره با ترکیبات کنترل‌شده و قیرهای مرسوم
قیرهای باکیفیت از ترکیب کردن قیرهای سخت و نرم که معمولاً از یک منشأ تولیدشده‌اند تشکیل می‌شوند. قیر سخت در اصلاح‌کننده قیر کاتالیزوری تولیدشده و برای تولید قیر خاص با قیر نرم ترکیب می‌شود. مرحله ترکیب با استفاده از مخلوط‌کن خطی قابل‌برنامه‌ریزی انجام می‌گیرد. تکنولوژی قیرهای باکیفیت، پتانسیل بهبود مشتقات حاشیه‌ای باقیمانده از نفت خام به نقطه‌ای که در آن قیر با مشخصات مناسب به دست می‌آید را دارد. این پتانسیل ارزش‌افزوده، جذابیت‌های لازم را برای توجه به پالایش و افزایش سودآوری از مواد باقیمانده را فراهم می‌کند. جدول شماره 3 مقایسه‌ای از خواص عملکردی قیرهای مرسوم با قیرهای باکیفیت را ارائه کرده است.
جدول 3 مقایسه خواص عملکردی قیرهای مرسوم و قیرهای باکیفیت
برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:
برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:
