[石油沥青
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石油沥青
摘要：石油沥青是原油馏分之一，常温下呈黑色的无定型固体。性质特殊，生产工艺复杂，用途广泛。市场需求大。是不可多得的宝贵资源。
目录
第1节 石油沥青性质..............................1
第2节 石油沥青生产..............................2
第3 节 常用石油沥青的用途........................6
第4节 石油沥青市场展望..........................7
姓名： 戚本杨
班级序号： 30
学号： 201100961
班级： 储运11101班
院系： 石油工程学院
日期： 2013 -11-13
（一）石油沥青性质
石油沥青约占石油产品总量的3%，。具有很好的粘结性, 绝缘性和不渗水性，并能抵抗多种化学药物的侵蚀， 石油沥青是石油中最重，组成结构最复杂的组分，除乳化沥青外，常温下沥青是黑色无定型固体，具有脆性，断面有光泽。
具有以下性质：
一、黏滞性（黏性）： 石油沥青的黏滞性是反映材料内部阻碍其相对流动的一种特性，是划分沥青牌号的主要性能指标。
沥青的黏滞性与其组分及所处的温度有关。当地沥青质含量较高、又有适量的树脂、且油分含量较少时，黏滞性较大。在一定的温度范围内，当温度升高，黏滞性随之降低，反之则增大。建筑工程中多采用针入度来表示石油沥青的黏滞性，其数值越小，表明黏度越大，沥青越硬。针入度是以250C时100g重的标准针经5s沉入沥青试样中的深度表示，每深1/10 mm， 定为1度。
二、塑性：塑性是指石油沥青受外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后形状性质，它是石油沥青的主要性能之一。石油沥青的塑性用延度表示。延度越大，塑性越好，柔性和抗断裂性越好。延度是将沥青试样制成∞字形标准试件，在25t水中以5cm/min的速度拉伸，直至试件断裂时的伸长值，以“cm”为单位。
三、温度稳定性 ： 温度稳定性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能，是沥青的重要指标之一。在工程中使用的沥青，要求有较好的温度稳定性，否则容易发生沥青材料夏季流淌或冬季变脆甚至开裂等现象，使防水层失效。
通常用软化点来表示石油沥青的温度稳定性，即沥青受热由固态转变为具有一定流动态时的温度。软化点越高，表明沥青的耐热性越好，即温度稳定性越好。
沥青的软化点不能太低，不然夏季易融化发软；但也不能太高，否则不易施工，品质太硬，冬季易发生脆裂现象。
四：大气稳定性 。大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化性能： 在阳光、空气和热的综合作用下，沥青各组分会不断递变。低分子化合物将逐步转变成高分子物质，即油分和树脂逐渐减少，而地沥青质逐渐增多。实验发现，树脂转变为地沥青质比油分变为树脂的速度快很多（约50%）。因此，使石油沥青随着时间的进展而流动性和塑性逐渐减小，硬脆性逐渐增大， 直至脆裂。这个过程称为石油沥青的“老化”。
所以，大气稳定性可以抗“老化”性能来说明。
石油沥青的大气稳定性常以蒸发损失和蒸发后针入度比来评定。
此外，为评定沥青的品质和保证施工安全，还应当了解石油沥青的溶解度、闪点和燃点。
溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率，它表示石油沥青中有效物质的含量，即纯净程度。那些不溶解的物质会降低沥青的性能（如粘性等） ，应把 物视为有害物质（如沥青碳或似碳物）而加以限制。闪点和燃点的高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能性的大小，它关系到运输、贮存和加热使用等方面的安全。例如建筑石油沥青闪点约2300C ，在熬制时一般温度为l85~ 2000C为安全起见，沥青还应与火焰隔离。
（二）石油沥青生产
石油沥青的生产方法主要有蒸馏法、溶剂法、氧化法、调合法以及这四种工艺之间的组合。
一、蒸馏法：在炼油厂内采用塔式蒸馏法将原油各馏分经汽化、冷凝,而使之按沸点范围分为汽油、煤油、柴油和蜡油等轻质产品馏分从分馏塔顶部和侧线分别抽出,与此同时,原油中所含高沸点组分经浓缩而得到石油沥青。常减压装置的减压塔底渣油符合某种道路沥青规格的即称之为直馏沥青,否则即称为减压渣油。因此,生产优质沥青的关键在于选择合适的原油。众所周知,用蒸馏法直接得到的沥青大部分都是用于铺筑道路的沥青,它是道路沥青生产中加工最简便、生产成本最低的一种方法,沥青总产量中的70%～80%都是用蒸馏法生产的。
蒸馏法生产石油沥青是通过减压蒸馏实现的,对于重质原油,其密度越大,减压要求的真空度就越大。为了实现高真空,设计采用大塔径、三级抽真空、低速转油线,压力降较小的大通量规整填料等;在操作上根据加工原油的性质不同采用在减压塔底和炉管注入蒸汽(湿式)或不注汽(干式)的操作方式,提高减压塔的拨出深度,增加减压渣油的稠度,生产出符合规格要求的重交通道路沥青。
二、溶剂法 ：溶剂法脱沥青主要是指炼油厂中广泛使用的丙烷脱沥青工艺。
溶剂法是利用溶剂对渣油各组分的不同溶解能力,从渣油中分离出富含饱和烃和芳烃的脱沥青油,同时得到含胶质和沥青质的浓缩物。前者的残炭值低、重金属含量小,可以作为催化裂化或润滑油生产的原料;后者或直接或通过调合、氧化等方法,可以生产出各种规格的道路沥青和建筑沥青。近期研究表明,溶剂脱沥青的脱蜡效果也较明显,对沙特中质原油减压渣油,经丁烷脱 沥青后,蜡含量由原料的2183%(质)降至1124%(质)。目前溶剂法已成为中国生产重交通道路沥 青的主要手段之一。
中国目前使用的溶剂主要是丙烷、丁烷,也有少数用戊烷的。溶剂的溶解能力是随相对分子质量的增大而增大,但选择性却相应变差。溶剂脱沥青装置用于制取润滑油料时,多以丙烷为溶剂,同时得到抽余沥青。由于受溶剂的溶解能力和操作条件的限制,丙烷脱沥青软化点不高、针入度偏大,质量达不到道路沥青规格的要求。用于生产催化裂化或加氢裂化原料时,以丁烷或戊烷为溶剂,既可提高抽出油收率,也相应提高了沥青的软化点。
三、氧化法 ：氧化法是将软化点低、针入度及温度敏感性大的减压渣油或溶剂脱油沥青或它们的调合物,在一定温度条件下通入空气,使其组成发生变化,软化点升高,针入度及温度敏感度减小,以达到沥青规格指标和使用性能要求。通过改变原料组成和通空气氧化的条件即调整氧化深度,可以生产道路沥青、建筑沥青及其他专用沥青。渣油的氧化过程是在温度和空气中氧的作用下发生的。渣油通过氧化的结果,除组成上发生变化,饱和烃、芳烃和胶质减少,而沥青质相应增多外,在胶体分散体系的结构上,由于沥青质的增加,分散相相对增多,芳烃和胶质减少,分散介质的溶解能力不足,或由于氧化使分子聚集而形成网络结构,使沥青由溶胶型逐步向溶胶-凝胶型和凝胶型转化。反映在理化性质上是其软化点升高,针入度降低,正庚烷不溶物增加,流动性也大为减小。
四、调合法 ：调合法生产沥青是指按沥青质量或胶体结构的要求调整构成沥青组分之间的比例,得到能够满足使用要求的产品。使用的原料组分既可以是采用同一种原油而由不同加工方法所得的中间产品,也可以是不同原油加工所得的中间产品,因而使生产受油源约束的程度降低,扩大了原料来源,增加了生产灵活性,更有利于提高沥青的质 量
巧妇难为无米之炊。沥青的生产还离不开三大要素的选择：
一： 基质的选择 SBS改性沥青是在基质沥青中掺加少量的热塑性橡胶，通 过一定的工艺加工而成。因此，要生产符合规范要求的改性沥 青，如何选择基质沥青就成为关键。通常选择基质沥青一般从以 下三方面考虑：1）要考虑基质沥青与改性剂SBS的伍配性 石油沥青是由原油经过常温减压蒸馏、溶剂脱沥青和吹气 氧化等工艺方法生产的。石油沥青的组成和性质差异，归根到底 是由原油的组成和性质差异。2）选用合适的基质沥青标号 改性沥青等级是按25℃针入度区分的，因此根据工程设计 中要求的改性沥青等级来选择合适的机制沥青标号。
二: 稳定剂的选用 沥青生产方式有现场加工和成品生产两种工艺。现场 生产加工一般是 3 改性沥青设备与拌和楼配合使用，生产出的改性沥青在储存罐中稍作保温存放即 输入拌和楼。这种工艺一般不需加入稳定剂，只要保温搅拌即 可。而生产成品改性沥青需要存储、运输，放置时间长。由于沥 青中含有较多的极性化合物，SBS则属于非极性化合物，SBS 的粘度大，易集中在上部，而沥青则沉在下部，即产生离析现 象。这种不稳定性对生产成品SBS改性沥青的存储是不利的， 尤其在长途运输时更不容易解决。加入稳定剂可以降低沥青相 与SBS之间的界面能，SBS相的分散，阻止SBS相的凝聚，强化 相间的粘和。同样， 稳定剂的选用也需根据沥青的型号而选择， 在生产前必须进行实验，选用合适的稳定剂。
三：设备的选用 。
SBS改性沥青生产设备选择的依据是成套设备的设计生产 能力，而设计生产能力首先要确定成套设备中主导设备的设计生 产能力，然后以此为基础来匹配其他设备的生产能力。对于SBS 改性沥青成套设备来说，研磨机是其核心设备，而各溶胀反应釜 则是它的主导设备。以上两项的基本参数确定以后，其他设备应 以此为依据进行匹配。我公司引进法国埃尔蒙特改性沥青生产设 备，其研磨机为德国SIEFER生产的TRIGONAL胶体磨，三个 最大容积为4.5T的反应釜，生产能力为10-12T/h。
需要指出的是，研磨机是整个工艺流程中最关键的设备，其 工作原理是由电机驱动，依靠两个齿形面的相对运动（其中一个高速旋转，一个静止），使通过二齿面极度小间隙SBS混合料受 到强大的剪切力、摩擦力、离心力、涡流等综合复杂力的作用， 使大颗粒混合料经研磨变成小粒度，当混合料达到一定的细度 时，SBS与沥青之间便形成连续相的网状结构。目前用于SBS改 性沥青生产的研磨机和高速剪切磨机。无论哪种类型，要确保混 合料的研磨质量，磨盘之间的间隙必须调准确。间隙过大，SBS 混合料粒径不够小，SBS与沥青混合不充分不均匀，从而影响质 量；间隙过小（1mm以下），这种强力的摩擦力会使SBS改性沥青 的温度上升，有可能使沥青老化。此外，齿面间隙的大小还会 影响研磨机进出口压差、电能消耗等其他因素。
目前,我国沥青生产企业主要是中国石化、中国石油、中海油、地方炼油厂、改性沥青生产企业五大部分组成。近几年来随着国内对基础建设的投入加大,我国对沥青的需求始终维持在12000～14000kt。1 2008年国内沥青生产情况 目前国内沥青生产厂家约60余家,2008年中国沥青总产量约为8480kt,中石油和中石化两大集团的总产量约为4900kt,占全国沥青总产量的5718%;中海油的产量约为1570kt,占全国沥青总产量的1815%;地方炼厂的产量约为2010kt,占总产量的2317%。2008年1至12月国内沥青表观消费量为11690kt,较2007年同比下降9%。
随着社会的发展， 各种改性沥青产品多样化、功能化将是未来发展的趋势。而普通道路沥青所占比例将逐步降低。目前为适应我国公路等级的提高及采购方式的变化,中石油、中石化的主要生产厂家已停止或即将停止生产普通道路沥青,采用生产重交沥青以提高市场竞争力。
（三）、常见石油沥青用途
石油沥青 广泛用于铺路、建筑、水利、电器、防腐、塑料、油漆等方面。
一、 氧化沥青料： 在常温下为黑色固体，加热至70℃便为黑色液体， 主要用作氧化沥青的原料， 采用天然原油经常减压蒸馏所得的减压残油，经丙烷脱 沥青生产高粘度润滑油或催化裂化原料。
二、 蓄电池沥青： 温变适应性、气密性及耐酸性好， 主要用作各利蓄电池绝缘封口胶的主料，减压重油在一定条件下氧化而制得
三、 碱性石油沥青 ：耐电性能好，导电度低，均较好。且有一定的低温性能。
主要用作电器绝缘材料
四、建筑石油沥青: 含胶质、沥青质多，含炭青质、游离碳和机械杂质少， 溶解度高，溶解度高，粘附性好，抗水防潮、不易脆。
用于屋顶沥青防层、油毡纸防水层结合材料及建筑工程用地下防水的胶结材料、生产建筑。
还有 用于修建各种结构类 型的一种冷施工路面的新产品— 阳离子乳化沥青 用作各种电缆外护层涂料的 。用作增强抛光胶的附着力，提高抛光件的光亮度的光学沥青 适用于铺筑道路，也可用于屋面防水及制造油毡纸和绝缘材料的道路沥青 。用于电缆防潮防腐，或用本沥青包在电缆外部，能 上能下节省钢管，电气绝缘填充材料的专用石油沥青
（四）石油沥青市场展望
2009年,国家为拉动内需大力支持交通基 础设施建设,根据2005年《国家高速公路网规划》,我国将用30a时间建成815×104 km国家高速公路网。截止2008年底,国家高速公路网已达6103×104 km,还需建设214×104 km。2006年至2008年我国新建高速公路的里程数分 别为4460,8200,6433km;2009年高速公路计划修建6600km且计划新改建农村公路30×104 km。按照1km高速公路平均消费沥青1900t[2]计算,可以预见我国未来5a内的道路沥青 需求量至少稳定在10000kt/a,
另外，建筑等行业对沥青的需求也将保持在1650kt/a。
2009年,由于燃料油消费税的提高,导致 国内炼油厂燃料油吨油成本增加812元/t,这将促使炼油厂转产沥青产品。据统计,2009年1～3月国内石油沥青产量约为3500kt,较2008年 同期3170kt的产量增加了1014%。
综合以上因素考虑,2009年国内沥青的价格将随着石油沥青产量的大幅增加和国际原油价格的降低,预计2009年国内石油沥青价格为2800～4000元/t区间。
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