Cov roj hnyav thiab lub tshuab nqus tsev tau siv los ua kom tau txoj kev bitumen 50/70 siv ob txoj kev sib txawv ntawm chav distillation ntawm 323-362 ° C thiab los ntawm oxidation, ib txoj kev siv packed kem ntawm qhov kub ntawm 211-220 ° C. Cov khoom seem uas tau siv ob txoj hauv kev ua kom distillation thiab oxidation yog hu ua non-oxidized bitumen thiab oxidized bitumen, feem. Cov khoom raug soj ntsuam siv cov qauv sib txawv xws li GOST 33133-2014, GOST 22245-90, thiab ASTM D5. Cov txiaj ntsig tau pom tias cov txiaj ntsig ntawm oxidized bitumen mus txog qhov siab tshaj plaws ntawm 89.59% wt., thaum uas tsis yog-oxidized bitumen yog 55% wt. Lub softening point ntawm oxidized bitumen yog 49-57 ° C piv rau non-oxidized bitumen (46-49 ° C). Remarkably, lub yav dhau los softening point thiab penetrability ntawm 47-71 ntsiab lus ntawm oxidized bitumen yog raws li cov cai rau 50/70 bitumen, raws li tus qauv. Cov uas tsis yog-oxidized bitumen muaj ib tug kuj tsis tshua muaj softening point thiab tus nqi nkag siab dua ntawm 71-275, uas yog hais txog 200/300 bitumen. Piv txwv li, kev siv cov kab ke ntim tau zoo dua li cov tshuab distillation, vim muaj peev xwm ntawm cov nozzles los txhawb kev sib cuag ntawm cov khoom noj khoom haus thiab cov cua compressed hauv cheeb tsam cov tshuaj tiv thaiv thiab txo cov tshuaj tiv thaiv rau 4.15 teev.

Introduction

Cov kev xav tau niaj hnub, vim kev loj hlob ntawm kev lag luam thoob ntiaj teb, nce kev thauj mus los ua kom puas tsuaj rau txoj kev¹. Txawm li cas los xij, qhov tsim nyog los txhim kho lub tsev thiab rov tsim kho txoj kev tshiab tau dhau los ua qhov kev sib tw tseem ceeb ntawm cov neeg tsim khoom bitumen. Muab qhov maj mam ploj mus ntawm cov pa roj ntxiv rau qhov ntawd, cov kev lag luam roj av tau ntsib nrog cov kev sib tw loj uas yog los tsim cov txheej txheem tshiab tab sis tsis tshua kim uas pab txhawb kev tsim cov khoom siv bitumen txhawm rau kho cov teeb meem hauv kev tsim kho.

Niaj hnub no, cov khoom siv tsis zoo xws li cov roj hnyav, ntuj bitumen, shale roj tau pom nyob rau ntau lub tebchaws xws li Canada, Venezuela, Brasilia, Russia, Chad, thiab Madagascar. Qhov kev tshawb pom ntawm cov peev txheej no yuav txhawb kev loj hlob ntawm kev tsim khoom txhawm rau txhawm rau sib npaug ntawm lub zog tsis txaus thiab cov bitumen hauv lub ntiaj teb kev lag luam Los ntawm kev txhais, cov roj hnyav thiab ntuj bitumen yog tus cwj pwm los ntawm siab viscosity thiab qis API ntom nrog ib qho tsis tshua muaj concentration ntawm volatile. distillate feem, xws li roj av thiab kerosene, nrog rau ntau cov resins thiab asphaltenes.

Feem ntau, txoj kev bitumen yog qhov tseem ceeb ntsuas los ntawm kev siv tshuab ntawm kev tsim khoom, qhov txheeb ze ntawm cov resins, thiab asphaltene. Cov khoom sib txuas hauv txoj kev bitumen ua lub luag haujlwm tshwj xeeb muab kev ua haujlwm zoo rau cov bitumen. Asphaltene yog qhov hnyav tshaj plaws thiab lub luag haujlwm ntawm cov khoom tsis yog-newtonian ntawm bitumen, thiab lawv muaj kev cuam tshuam ncaj qha rau ntawm qhov muag muag thiab lub rigidity ntawm bitumen. Cov resins txhawb zoo adhesion ntawm bitumen rau saum npoo ntawm cov zaub mov thiab ductility (elasticity). Saturates thiab aromatics yog lub luag haujlwm rau cov cuab yeej rheological ntawm bitumen, xws li viscosity.

Yuav kom ua tau raws li cov kev cov nyom uas cuam tshuam nrog cov kev xav tau thiab cov kev xav tau ntawm txoj kev zoo ntawm txoj kev bitumen nyob rau hauv kev ua lag luam, kev tsim cov txheej txheem tshiab yog tsim nyog. Ntawm cov txheej txheem uas twb paub lawm yog lub tshuab nqus tsev distillation ntawm roj, huab cua oxidation, ib tug compound ntawm hnyav residues tom qab nqus distillation, xaiv extraction, thiab cov residue los ntawm tar deasphalting txheej txheem. Ntau qhov kev ua haujlwm ntawm kev tsim ntawm txoj kev bitumen tau ua tiav kom tau txais qhov zoo dua ntawm bitumen hloov mus rau cov kev xav tau zoo nrog rau taw qhia cov txheej txheem ntawm cov tshuaj tiv thaiv uas tuaj yeem tshwm sim thaum lub sijhawm oxidation ntawm lub tshuab nqus tsev thiab kev kho dua tshiab. hnyav roj. Abdullin et al. kawm txog thermal-oxidative stability ntawm roj av bitumen siv "over-oxidation" los ntawm 240 mus rau 260 ° C nrog lub sij hawm oxidation ntawm 4 mus rau 8 h. Lawv tau tshaj tawm tias qhov kub ntawm qhov muag tau nce ntawm 30.5-36 ° C raws li kev ua haujlwm ntawm lub sijhawm oxidation. Cov khoom xws li viscosity-kub thiab ductility ntawm 0 ° C tau txo. Hilde Soenen et al. sim cov txheej txheem oxidation ntawm ob qhov sib txawv ntawm cov txheej txheem visbreaking thiab cov txheej txheem tawg siv lub tshuab nqus cua ntawm 260 ° C, thiab airflow ntawm 1 l / min, nyob rau hauv atmospheric siab. Lawv txiav txim siab qhov koob nkag ntawm bitumen yog 187-190 ntsiab lus thiab qhov muag muag ntawm 36.9 ° C thiab 39.2 ° C raws li EN 1426 thiab EN 1427. Chaala et al. nqa tawm lub tshuab nqus tsev pyrolysis ntawm tsheb shredder residues siv cov roj pyrolytic raws li kev hloov kho rau txoj kev bitumen, thiab lawv tau qhia tias rab koob nkag ntawm bitumens yog 113 thiab 204, qhov muag muag yog 45 ° C thiab 45.8 ° C thiab Fraass point yog − 7. + 8.5 ° C thiab - XNUMX ° C. Lawv kuj tau txiav txim siab tias, sib tov lub nqus tsev bitumen thiab cov pyrolytic residue tuaj yeem txo qhov kev nkag mus thiab nce qhov muag muag vim qhov kev hloov pauv ntawm cov bitumen ces cov bitumen tuaj yeem coj tus cwj pwm tsis yog-Newtonian kua nrog siab viscosity. Ntawm sab ntawm cov tsis-oxidized bitumens, ob peb tej hauj lwm thiab cov ntaub ntawv tau nthuav tawm, tshwj tsis yog Chaale li al. Raws li nws cov physicochemical thiab rheological tsom xam ntawm residue los ntawm lub tshuab nqus tsev pyrolysis, lawv tshaj tawm hais tias cov pyrolytic residue yog suav tias yog. roj av bitumen.

Hauv cov kev tshawb fawb saum toj no, cov kws sau ntawv tau npaj cov kev sib txawv ntawm kev tsim txoj kev bitumen coj mus rau hauv tus account tag nrho cov tsis xws li qhov kub thiab txias, airflow, siab, lub sij hawm, thiab cov khoom siv raw tshwj tsis yog los txhim kho cov cuab yeej ua tau zoo nrog rau sab thiab cov khoom siv, kom txo tau tus nqi ntawm kev tsim khoom.. Qhov thib ob, tsis muaj kev sib piv tau ua tiav ntawm cov khoom tau los ntawm ntau txoj hauv kev hauv cov haujlwm tau hais. Txawm li cas los xij, txoj haujlwm no tsom mus rau kev siv cov khoom tshwj xeeb oxidation kem txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txo cov nqi tsim khoom, ua raws li kev sib piv ntawm cov oxidized uas tsis yog-oxidized bitumen tau los ntawm chav distillation.. Rau kev ntsuam xyuas kev ua tau zoo ntawm cov khoom tau txais ntau txoj kev xws li kev nkag mus ntawm rab koob rau hauv bitumen los txiav txim qhov cim thiab rigidity ntawm bitumen los ntawm penetrometer yog qhov tseem ceeb. Tsis tas li ntawd, qhov softening kub ntsuas los ntawm lub pob thiab lub nplhaib txoj kev txiav txim siab qhov siab tshaj plaws bitumen kev khiav hauj lwm kub, ductility yog txiav txim los ntawm ib tug ductilometer teem ntawm 0 ° C, brittleness kub yog tau los ntawm Fraass txoj kev ntsuas rheological (viscosity thiab adhesion muaj peev xwm ntawm. bitumen) nrog rau kev txiav txim siab qhov sib xyaw ntawm bitumen los ntawm SARA (saturates, aromatics, resins, thiab asphaltenes) tsom xam.

Cov txiaj ntsig thiab kev sib tham

Steam distillation txheej txheem (tsim ntawm non-oxidized bitumen)

ntxhuav 1 thiab 2 qhia cov txiaj ntsig ntawm cov khoom tau txais tom qab chav distillation ntawm cov roj hnyav. Cov txiaj ntsig tau qhia tias qhov nce ntawm qhov kub ntawm hauv qab (302-340 ° C ± 2 ° C) thiab sab saum toj (150-201 ° C ± 1 ° C) ntawm kem txo cov txiaj ntsig ntawm bitumen los ntawm 55% ± 0.3 txog 47. % ± 0.2 raws. Ntawm qhov tod tes, qhov nce hauv qhov kub thiab txias txo qhov nkag ntawm bitumen los ntawm 275 mus rau 71 units. Kev txo qis hauv bitumen yield tshwm sim vim muaj kev cuam tshuam raws li evaporation thiab condensation ntawm siab molecular Cheebtsam (resins thiab asphaltenes). Cov txiaj ntsig ntawm bitumen thiab nws cov khoom yog feem ntau txhawb los ntawm qhov kub hauv qab ntawm kab thiab txiav txim siab los ntawm qhov kub ntawm cov dej superheated chav. Qhov zoo tshaj plaws, thaum qhov kub ntawm sab hauv qab ntawm kem yog nyob ib ncig ntawm 300 ° C, cov khoom siv hauv qab (tsis yog oxidized bitumen) zoo li cov yas yas thaum muaj qhov kub nce mus txog 340 ° C thiab ntau dua, cov khoom tsis yog oxidized. bitumen residue nthuav tawm qis nkag mus txog 71 units. Yog li, qhov sib txawv ntawm qhov kub hauv qab ntawm kem pab kom tau txais qhov yuav tsum tau muaj cov khoom seem bitumen nrog sib txawv nkag. Yog li, nws yuav tsum tau hais tias qhov kev cia siab ntawm cov khoom siv bitumen feem ntau nyob ntawm qhov kub ntawm sab hauv qab ntawm kab, nyiam dua 300 ° C. Qhov kub tseem yog qhov tseem ceeb rau cov txheej txheem ntawm chav distillation ntawm cov roj hnyav rau kev tsim cov khoom tsis-oxidized bitumen. Parallelly, lub teeb hydrocarbons (synthetic roj) yog qhov tshwm sim condensation ntawm chav ntawm lub teeb hydrocarbons; lawv tau txais los ntawm sab ntawm kab. Cov txiaj ntsig tau pom tias cov txiaj ntsig ntawm lub teeb hluavtaws roj kuv tau nce hauv cov qauv 1 thiab 2 los ntawm 34 mus rau 37% thiab txo mus rau 23% hauv cov qauv 3. Cov roj hluavtaws II exponentially nce ntawm 11 mus rau 14% thiab nce mus rau 30% raws li hauv kuaj 1, 2, thiab 3, nrog rau qhov kub thiab txias. Qhov no piav qhia yog vim li cas tus nqi ntawm lub teeb feem hauv cov roj hnyav yog tsawg dua qhov nruab nrab feem. Qhov kub ntawm sab saum toj tso cai rau kev tswj tus nqi ntawm cov khoom sab saum toj thaum lub hauv qab kub ntawm kem kom tswj tau cov nyiaj thiab qhov zoo ntawm cov khoom tsis-oxidized bitumen.