Tehnologia prelucrării de petrol și gaze. Partea 1
În funcție de natura aplicației, bitumul casnic este împărțit în grupe, subgrupe și branduri prezentate în tabelul 9.1.
Bitumul este unul dintre produsele importante ale rafinării petrolului. În volume industriale, bitumul este obținut din reziduurile de distilare a uleiului. Ele constau în baze de prefectură din rășini, uleiuri și asfaltene, precum și din punct de vedere fizico-chimice din blană-crestează sisteme disperse sunt un sistem coloidal complex sau o soluție coloidală de asfaltene și Vysokomolekulyarnye asociate - rășini moleculare într-un mediu format din uleiuri și rășini cu greutate moleculară mică . Asfaltene pot forma în funcție de cantitatea de funingine uzură cu rășini și uleiuri sau un cadru rigid sau micele individuale adsorbante și păstrarea rășină. Rășinile cauzează cimentarea, proprietățile de legare a bitumului și elasticitatea acestuia. Uleiul este un mediu de diluare în care se dizolvă rășinile și se umflă asfaltenele.
Înapoi în 1924, Nellenstein a sugerat că structura coloidală a bitumului de petrol. Se crede că ele constau din trei componente: a particulelor lyophobic (asfaltene), materiale liofilici (rășini) care înconjoară particulele lyophobic și împiedică coalescența lor și în faza de ulei în Koto roiesc uspenzirovany. Un număr semnificativ de cercetători împărtășesc acest punct de vedere. Diferențele de opinii sunt dezvăluite atunci când se explică principiile construirii structurii în sine, precum și natura și tipul interacțiunii în ea. Conform unui punct de vedere mai puțin comun. bitumurile pot fi considerate asfaltene în soluție sau ca soluții maltene și asfaltene în uleiuri rășini solide și rășini moi.
Conceptul modern, cel mai complet, chimic coloidal-chimic al sistemelor dispersate în ulei (TVA) și bitum este prezentat și în Z.I. Syunyaeva et al., Care a introdus pentru prima dată conceptul unei unități structurale complexe sau a CCE.
CCE în TVA se formează datorită interacțiunii intermoleculare. Ba-ve interacțiune intermoleculară (IIM) sunt forțe Van der Waals, datorită echilibrului forțelor de atracție și repulsie .Pod factori externi dimensiuni de bază și un solvat al stratului de adsorbție-CCES poate varia. Miezul cu raza minimă formează pe suprafața sa un strat de solvat de grosime maximă și invers. La schimbarea dimensiunii nucleului și stratul de adsorbție este o redistribuire cantitativă solvat între hidrocarburi faze care are un efect semnificativ asupra proprietăților fizico-chimice ale TVA.
Elementul structural de bază al bitum de petrol este complex ac faltenovy constând din embrion - molecule de bază asociat solvat Al-faltenov și strat de adsorbție format din diverse molecule specializate lio rășină, de preferință un alcool-benzen, iar unele componente de ulei. Diametrul mediu efectiv al acestor com-plexes asfaltene a fost de 2,6 nm, rezultând stratul de adsorbție monomolecular au o grosime de 2,3 nm și dimensiunea totală a 10 nm.
Bitumurile la temperatura camerei sunt într-o stare structurată, dar la temperaturi mai înalte se topesc și devin mobile. Conform clasificării date în lucrare. sistemele dispersate în absența sau prezența interacțiunii dintre particule sunt împărțite în dispersie liberă și coerent dispersată. Unii cercetători numesc aceste stări, respectiv sol și gel. Starea de gel a particulelor dispersate sunt conectate între ele într-un singur cadru pentru mediul de dispersie imobilizat și în stare de sol, bitum dispersa particulele nu interacționează unele cu altele și ugom aranjate aleatoriu într-o dispersie continuă onnoy medie. În plus, se presupune existența unei stări intermediare de sol-gel, în care particulele dispersate care interacționează abordarea-formează un volum în unele zone care nu sunt conectate între ele clustere.
Bitumurile bituminoase sunt sisteme dispersate, bazate pe particule care sunt similare în structură cu un micelum multicomponent. Miezul particulei constă din greutate moleculară relativ ridicată și apoi în cele mai dificil asfaltine solubile și, de asemenea, în unele cazuri, din carbenele și carboizii. În jurul nucleului se găsesc asfaltine cu greutate moleculară scăzută sau asociații acestora, iar în jurul lor sunt rășini. Și la periferie sunt substanțele cele mai solubile de acest tip. Moleculele de rășină sunt legate între ele de grupuri polar (de obicei oxigen-azot și sulf).
Astfel, particulele dispersate de bitum, spre deosebire de micelurile particulelor tipice de suprafață și coloidale, nu au o interfață pronunțată cu mediul de dispersie. Uleiul vâscos (mai precis, o soluție de diferite produse de conversie a hidrocarburilor cu conținut scăzut de hidrocarburi, precum și parafina în ulei) formează un mediu de dispersie a bitumului. Concentrația de particule în acesta este ridicată, iar bitumul se referă la sisteme dispersate concentrate. Stabilizatorii sistemului de dispersie sunt rășinile care nu interferează cu formarea structurii, dar diminuează rezistența legăturii dintre particule. Deformabilitatea stratului periferic de particule și legăturile slabe dintre ele explică elasticitatea bitumului și capacitatea acestuia de a se întinde.
De mare interes este întrebarea: cum influențează structura și structura structurii rezistența la căldură a bitumurilor și a materialelor bazate pe acestea? Conținutul și corelația structurilor care determină rezistența bitumului?
Experiența în exploatarea acoperirilor asfaltice din beton indică faptul că pot apărea crăpături în betonul asfaltic sub influența temperaturilor și umidității scăzute. Pentru a crește durata de viață a suprafețelor rutiere, este necesar să se creeze amestecuri de beton asfaltice puternice.
Din moment ce bitumul rutier este utilizat întotdeauna ca agent de legare într-un amestec cu materiale minerale, este imposibil să se prevadă comportamentul bitumului în condiții de funcționare fără a se ține seama de proprietățile materialului de umplutură minerală utilizat. Natura și rezistența legăturilor care apar la interfața dintre separarea fazelor între componentele amestecului mineral bituminoasă depind de natura chimică a bitumului și a materiei minerale. Practic toate bitumurile conțin substanțe care au funcții acide suficient de pronunțate. prin urmare, buna lor adeziune la rocile carbonate poate fi explicată prin interacțiunea acido-bazică cu atomii de suprafață ai calciului și magneziului. Dar, deoarece în construcția de drumuri, de regulă, diferite materiale acide sunt folosite ca parte a amestecurilor de beton asfaltic: granițe, nisipuri fluviale, mări etc. pentru a asigura rezistența adezivă a suprafețelor rutiere este necesar să se introducă suplimentar adezivi adezivi de natură alcalină. Și până în prezent nu există o metodă radicală pentru rezolvarea acestei probleme.
Efectul compoziției bitumenelor asupra temperaturii și penetrării lor la fragilitate este mai complex, deoarece acești indicatori depind într-o mai mare măsură de proprietățile mediului dispersant.
În principiu, temperatura de fragilitate a bitumului, ca și punctul de înmuiere, crește odată cu creșterea cantității de fază dispersată (asfaltene), deoarece scheletul lor rigid devine mai fragil în același timp. Cu toate acestea, acest fenomen poate fi privit și pe de altă parte: temperatura de fragilitate crește deoarece cantitatea de mediu de dispersie scade și temperatura tranziției sale într-o stare solidă crește. Cu alte cuvinte, temperatura osului friabil caracterizează momentul în care întregul sistem își pierde plasticitatea, devenind un solid amorf.
Penetrarea, fiind în esență un parametru al vâscozității, caracterizează, de asemenea, schimbarea plasticității mediului în funcție de schimbarea cantității și compoziției sale. Pentru a crește penetrarea și a reduce temperatura de fragilitate la o temperatură de înmuiere dată, este necesar să se reducă viscozitatea și punctul de congelare a mediului de dispersie. Acest lucru se realizează în trei moduri.
Oxidarea catalitică. Cel mai adesea, clorura de fier și oxidul de fosfor sunt utilizați ca catalizatori.
Introducerea diverselor aditivi, în principal polimeri sintetici, în bitum. Această metodă a devenit foarte răspândită.
Trimiteți-le prietenilor: