بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش قیرهای پلیمری از اختلاط دو پلیمر با دو پسمانده نفتی و قطرانی بدست آورده شدند. در عدم حضور پلیمر یا پلیمرها، اختلاط قطران با پسمانده خلاﺀ باعث کاهش درجه نفوذ و افزایش نقطه نرمی شمیشود که هردو اثرات مفیدی هستند. در عین حال، حضور قطران در پسمانده خلاﺀ باعث کاهش دمای فراس میشود که این نیز از اثرات ویژه این آمیخته قیری هیبدرید یا دو پایه میباشد. نتایج اولیه بدست آمده نشاندهنده کیفیت مطلوب قیرهای پلیمری حاصله میباشند. اختلاط این نوع قیر با یک یا مخلوطی از پلیمرهای پلیاتیلن و RنS باعث نزدیکی خواص قیر پلیمری بدست آمده به مشخصات قیر ۰۶/۰۷ میشود.
کلمات کلیدی: قیر پلیمری، پسمانده خلاﺀ، قطران، پلیاتیلن، لBح
مقدمه
قیرمادهای است که از تقطیر دوگانه نفت خام سنگین در فشار معمولی و تحت خلاﺀ بدست میآید. در صورت سبک بودن نفت خام اولیه پسمانده ستون تقطیر در خلاﺀ به نام جBبضعپصصپت عأأطهه خوانده شده و دارای درجه نفوذ بسیار بالایی میباشد. این ماده دارای قوام لازم و کافی جهت استفاده بعنوان یک ماده قیری در کاربردهای مختلف نمیباشد. علت این امر وجود درصد بالای مواد سبک و درصد بسیار پایین مواد آسفالتنی میباشد. از اینرو، از طریق تقطیر مجدد توسط تجهیزات و ستونهای جدید نصب شده در پالایشگاهها یا از طریق فرایند هوادهی این پسمانده به قیر تبدیل میشود.
در روش اول از درصد مواد اشباع کاسته میشود در حالیکه در روش دوم در اثر عملیات هوادهی درصد مواد اشباع افزوده میشود که باعث افزایش درصد مواد واکسی و در نتیجه عدم مطابقت با برخی استانداردها شده و شکنندگی در دمای پایین را افزایش میدهد. بهرحال، به دلیل سهلالوصول و ارزانتر بودن روش هوادهی اغلب در تبدیل پسمانده خلاﺀ نفتهای سبک به قیرهای نفوذی بکاربرده میشود. در طی فرایند هوادهی تنها واکنشی که صورت میگیرد عمل هیدروﮊنگیری از ترکیبات نیمهاشباع و بالابردن نسبت دَه در این نوع هیدروکربنها میباشد. این کار باعث بالارفتن درصد آسفالتن در قیر میشود. افزایش درصد مواد پلیآروماتیک باعث بهبود خواص و قوام قیر و در نهایت خواص مناسب کاربردهای مختلف مانند راهسازی و عایق رطوبتی میشود.
از طرفی به دلیل افزایش بار ترافیک چندین دهه است که کار بر روی قیرهای اصلاح شده خصوصاﹰ قیرهای پلیمری جهت افزایش کارآیی آنها در راهسازی مطرح شده است. امروزه عملیات تهیه قیرهای اصلاح شده خصوصاﹰ به سمت اصلاح قیر با پلیمرها شتاب فزایندهای گرفته است و هر روز کاربردهای وسیعتری در راهسازی پیدا میکند. از طرفی این عملیات بسیار هزینهبر بوده و امروزه پالایشگاهها سعی بر تولید قیر پلیمری بصورت مستقیم دارند و تولید قیرهای اصلاح شده در دنیای غرب به عهده تولیدکنندگان قیر میباشد نه مسئلهای بر عهده مصرف کنندگان آن. با توجه به نکات گفته شده منطقی است تا سعی شود از هزینههای تولید قیر پلیمری در هر مرحلهای از تولید کاسته شود.
از آنجاکه در تولید قیرهای پلیمری علاوه بر قیر و پلیمر از برشهای نفتی برای انحلال بهتر پلیمر در قیر استفاده میشود و اینکه این برشهای نفتی از برشهای بالادستی Bب بدست میآیند منطقی بنظر میرسد به این موضوع اندیشیده شود که فرایند هوادهی Bب حذف شده و بدون افزایش روغن پلیمر به آن اضافه شود. این ایده در کارهای قبلی گزارش شدهاند ]١.[ از طرفی هنوز مشکل دیگری وجود دارد و آن کمبود مولکولهای آسفالتنی در اینگونه قیرهای پلیمری است. قبلاﹰ سعی در رفع این نقیصه بوده است ]١و٢.[ از طرف دیگر مواد دیگری از پالایش قطران بدست میآیند که شباهت بسیار زیادی به آسفالتنها دارند. افزایش این مواد به مخلوط Bب و پلیمر باعث تولید آمیخته قیر پلیمری با خواص مناسب میشود.در این مقاله اصلاح پسمانده خلاﺀ با پلیمرهای لBح ، پلیاتیلن و قطران جلاطصطژض ذغالسنگ گزارش شده و خواص قیرهای حاصله نیز گزارش میشوند. علت استفاده از این دو پلیمر به تجارب قبلی انجام شده در این زمینه برمیگردد ]١-٧[ح
بخش تجربی
مواد
پسمانده خلاﺀ از پالایشگاه تهران و قطران از پالایشگاه قطران اصفهان با مشخصات جدول ١ مورد استفاده قرار گرفتند. پلیمرهای استفاده شده عبارتند از کوپلیمر اتفاقی استایرن-بوتادین ١٧١٢ و پلیاتیلن سبک تتلًع هردو از پتروشیمی بندر امام خمینی. خواص این پلیمرها در مراجع ٥-٧ آورده شده است.
روشهای کار
باقیمانده خلاﺀ، قطران و پلیمرها به ترتیب در یک مخلوطکن ویژه طراحی شده مانند آنچه قبلا در مراجع نشان داده شده است با یکدیگر مخلوط شدند ]٥-٧.[ خواص قیرهای حاصله طبق استانداردهای ملی ایران با شمارههای ٢٩٥٠، ٢٩٥١ و ٣٨٦٧ اندازهگیری شدند. درجه کارآیی هر آمیخته قیری طبق روابط زیر محاسبه شدند ]٩ و١٠.[
نتایج و بحث
در ابتداﺀ تصور میشد که ساختمان شیمیایی قطران درصد بالایی از مواد غیراشباع و نیمه اشباع باشد که افزایش درصد پایینی از روغن اشباع کژپئک عأأطهه yههکد درصد ترکیب اجزاﺀ قطران را به قیر نزدیک نماید. افزایش ٥% از این روغن تنها باعث کاهش نقطه نرمی قطران از ٧٥ به ٧٣ شد و محصول بسیار شکننده بود. این نوع فرمولاسیون نیاز به مطالعه دقیقتری جهت بهینهسازی دارد که در آینده انجام خواهد شد. از اینرو، تصمیم گرفته شد از پسمانده خلاﺀ بجای روغن استفاده شود. درصدهای ١٠ تا ٤٣% به Bب اضافه شد - جدول ۲ - . آمیخته خ دوفازی شد و بسیار شکننده بود. این مانند آن است که یک ماده قیری حاوی ٤٣% آسفالتن باشد. نتیجه میگیریم که آمیختههای ساخته شده باید در حدود قیرهای معمولی حاوی مواد قطرانی - مشابه آسفالتن - باشند.
