گروه فیدار

انواع گروه‌های عامل دار موجود در قیر و ساختار آن ها

انواع گروه‌های عامل دار موجود در قیر و ساختار آن ها

انواع گروه‌های عامل دار موجود در قیر و ساختار آن ها

انواع گروه‌های عامل دار موجود در قیر و ساختار آن ها

ویژگی‌های شیمیایی قیر بر پایه جدایش آن‌ها به چهار دسته از ترکیبات آسفالتن ها، اشباع‌ها ، حلقوی‌ها و رزین‌ها می‌باشد. مثال‌هایی از ساختارهای معمول این اجزاء در شکل شماره 9 ارائه‌شده است.

آسفالتن ها: دارای مواد جامد بی‌شکلی است که علاوه بر کربن و هیدروژن دارای مقداری نیتروژن، سولفور و اکسیژن نیز هست. عناصر کمیابی مانند نیکل و وانادیوم نیز در آن حضور دارند. آسفالتن ها معمولاً به‌عنوان مواد آروماتیک با قطبیت زیاد و وزن مولکولی بالا در نظر گرفته‌شده که 31-5 درصد از جرم قیر را تشکیل می‌دهند.

اشباع‌ها: عمدتاً شامل زنجیره‌های هیدروکربن‌های آلیفاتیک شاخه‌ای و مستقیم هستند که همراه با نفتن های آلکالی و برخی از آروماتیک‌های آلکالی در قیر حضور دارند. محدوده وزن مولکولی‌شان تقریباً شبیه به حلقوی‌ها بوده و ترکیبشان شامل اشباع‌های واکسی و غیر واکسی است. این جزء حدود 20-5 درصد جرم قیر را تشکیل می‌دهند.

حلقوی‌ها (آروماتیک‌ها/نفتن آروماتیک‌ها): ترکیباتی هستند که کم‌ترین وزن مولکولی را در قیر داشته، مایع ویسکوز بی‌رنگ بوده و 60-30 درصد جرم قیر را تشکیل می‌دهند.

رزین‌ها (آروماتیک‌های قطبی): جامد و یا شبه جامد تیره‌رنگ بوده، جزء بسیار چسبنده با وزن مولکولی نسبتاً بالا است که در مالتن ها حضور دارد. عامل متفرق کننده برای آسفالتن ها است. نسبت رزین‌ها به آسفالتن ها بر درجه و مقدار رفتار رئولوژیک قیر، حاکم است. رزین‌های جداشده از قیر دارای وزن مولکولی 2000-800 بوده و این ترکیبات 55-15 درصد از جرم قیر را تشکیل می‌دهند.

تقطیر در خلاء به‌صورت انتخابی هیدروکربن‌ها با وزن مولکولی کم و نوسانات بالا را دفع کرده و درنتیجه غلظت ترکیبات با وزن مولکولی زیاد در قیر افزایش می‌یابد. در طول فرآیند دمیدن هوا، ترکیبات حلقوی تبدیل به رزین‌ها شده که آن‌ها نیز به‌نوبه خود به آسفالتن ها تبدیل می‌شوند. با افزایش مقدار آسفالتن ها، سختی قیر افزایش می‌یابد. قیرهای اکسیده معمولاً مقدار بیشینه آسفالتن را نسبت به گریدهای غیر اکسیده دارند.

تنبلی نسبی قیر آن را به ماده‌ای مناسب برای ساخت مواد بادوام جهت استفاده در صنایع آسفالت و روسازی جاده و ضد آب‌کردن تبدیل کرده است. در شرایط محیطی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن در طول زمان سرویس به‌آرامی تغییر می‌کند. در حقیقت به دلیل تشکیل آسفالتن های اضافی براثر اکسیداسیون، قیر در طول زمان سرویس به‌آرامی سخت می‌شود.

مثال‌هایی از انواع و ساختارهای گروه‌های عاملی در قیر

شکل 9    مثال‌هایی از انواع و ساختارهای گروه‌های عاملی در قیر

هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای در قیر

هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAH) به دلیل ارتباط آن‌ها با اثرات بهداشتی و سلامتی قابل‌توجه می‌باشند. PAH ها زیرمجموعه‌ای از یک گروه گسترده‌تر ترکیبات آروماتیک چند حلقه‌ای (PAC) هستند که ممکن است شامل اتم‌های دیگر مانند سولفور، اکسیژن و نیتروژن نیز باشند.

نفت خام دارای سطح کمی از هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای است که این مواد تا حدودی نیز در قیر در سطح ppm حضور دارند. بیشینه درجه حرارت درگیر در تولید قیر در حدود بیش از 385 درجه سانتی گراد است که این دما برای آغاز تشکیل چشم‌گیر هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای کافی نیست زیرا تجزیه براثر درجه حرارت و یا احتراق معمولاً در دمای بالای 500 درجه سانتی گراد رخ می‌دهد. فرآیند پالایشی اصلی استفاده‌شده برای تولید قیر، تقطیر در خلاء و حذف اکثریت هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای است. همچنین همان‌طور که قبلاً نیز به آن اشاره شد، اکسیداسیون نشان‌دهنده کاهش غلظت کلی هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای در قیر است.

مقدار و سطح برخی از هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای اندازه‌گیری شده در قیرهای مختلف در جدول شماره 3 نشان داده‌شده است.

مقدار هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای در قیر

جدول 3    مقدار هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای در قیر

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

انتشار آلاینده‌های قیر

Share

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Share