Peza petrolo kaj vakurestaĵo kutimis akiri vojbitumon 50/70 uzante du malsamajn metodojn de vapordistilado je 323-362 °C kaj per oksidigo, metodo uzanta plenplenan kolonon ĉe temperaturo de 211-220 °C. La akiritaj restaĵoj uzante du metodojn vapordistilado kaj oksigenado estas konataj kiel ne-oksidita bitumo kaj oksigenita bitumo, respektive. La produktoj estis taksitaj per malsamaj normoj inkluzive de GOST 33133-2014, GOST 22245-90 kaj ASTM D5. La rezultoj montris ke la rendimento de oksigenita bitumo atingis maksimuman rapidecon de 89.59% pezo, dum tiu de ne-oksidita bitumo estas 55% pezo. La moliga punkto de oksigenita bitumo estas 49-57 °C kompare kun ne-oksidita bitumo (46-49 °C). Rimarkinde, la antaŭa moligpunkto kaj penetrebleco de 47-71 poentoj de oksidita bitumo kongruas kun normoj al 50/70 bitumo, laŭ normo. La ne-oksidita bitumo havas relative malaltan moliĝpunkton kaj pli altan penetrovaloron de 71-275, kiu rilatas al 200/300 bitumo. Kompare, la uzo de plenplena kolumno estas utila ol la vapordistilado, pro alta kapablo de la ajutoj plifortigi kontakton inter krudmaterialo kaj kunpremita aero en la reagzono kaj malpliigas la reagtempon al 4.15 h.
Enkonduko
Ĉiutagaj bezonoj, pro la tutmonda ekonomia kresko, pliigas vojtransportajn agadojn detruante la vojojn1. Tamen, la neceso plibonigi la konstruaĵon kaj rekonstruadon de novaj vojoj iĝis la ĉefdefio de bitumproduktantoj. Surbaze de la laŭpaŝa malapero de konvencia petrolo aldonita al tio, la naftoindustrioj estas alfrontitaj kun grava defio kiu estas evoluigi novajn sed malpli multekostajn teknikojn kiuj faciligas bituman produktadon por solvigi vojinfrastrukturproblemojn.
Nuntempe, netradiciaj hidrokarbidfontoj kiel ekzemple peza petrolo, natura bitumo, ardezargiloleo estis malkovritaj en multaj landoj kiel Kanado, Venezuelo, Braziljo, Rusio, Ĉadio, kaj Madagaskaro. La malkovro de ĉi tiuj rimedoj antaŭenigos la kreskon de produktado por ekvilibrigi la energian deficiton kaj tiun de bitumo en la monda merkato Per difino, peza oleo kaj natura bitumo estas karakterizitaj per alta viskozeco kaj malalta API-denseco kun tre malalta koncentriĝo de volatilo. distilaj frakcioj, kiel benzino kaj keroseno, same kiel alta kvanto de rezinoj kaj asfaltenoj.
Ĝenerale, la vojbitumo estas esence taksita per la teknologio de produktado, la relativa koncentriĝo de rezinoj, kaj asfalteno. La respektivaj komponentoj en la vojbitumo ludas specialan rolon donante sinergian agadon al la bitumo. Asfalteno estas la plej pezaj kaj respondecaj komponentoj por ne-newtoniana karaktero de bitumo, kaj ili havas rektan influon sur la moligpunkto kaj la rigideco de la bitumo. La rezinoj antaŭenigas bonan adheron de bitumo al la surfaco de la mineraloj kaj de ductileco (elasteco). Saturitoj kaj aromaĵoj respondecas pri la reologia posedaĵo de la bitumo, kiel ekzemple viskozeco.
Por renkonti la defiojn asociitajn kun la postuloj kaj postuloj de la kvalito de vojbitumo sur la merkato, la disvolviĝo de novaj efikaj teknikoj estas necesa. Inter la metodoj jam konataj estas vakua distilado de oleo, aeroksidado, kunmetaĵo de pezaj restaĵoj post vakua distilado, selektema eltiro, kaj la restaĵo de la gudro deasfaltiga procezo. Pluraj serioj da laboroj pri produktado de vojbitumo estis efektivigitaj por akiri pli bonan kvaliton de bitumo adaptebla al praktikaj postuloj kaj ankaŭ por montri la mekanismon de la reagoj kiuj povas okazi dum la oksigenado de la vakua restaĵo kaj la altgradigo de peza oleo. Abdullin et al. studis la termikan-oksidativan stabilecon de naftobitumo uzante "tro-oksidadon" de 240 ĝis 260 °C kun la oksigenadtempo de 4 ĝis 8 h. Ili raportis ke la moliga temperaturo pliiĝis de 30.5–36 °C kiel funkcio de la oksigenadtempo. La trajtoj kiel ekzemple viskozeco-temperaturo kaj la duktileco je 0 °C malpliiĝis. Hilde Soenen et al. eksperimentis la oksigenadprocezon de du malsamaj restaĵoj de la visbreaking-procezo kaj fendetprocezo uzante la laboratorian aerblovan vazon je 260 °C, kaj aerfluon de 1 l/min, sub atmosfera premo. Ili konkludis, ke la pinglopenetro de bitumo estas 187–190 poentoj kaj la moliga punkto 36.9 °C kaj 39.2 °C laŭ EN 1426 kaj EN 1427. Chaala et al. efektivigis vakuan pirolizon de aŭtaj ŝedilrestaĵoj uzante la pirolizan oleon kiel modifilon por vojbitumo, kaj ili indikis ke la pinglopenetro de bitumoj estas 113 kaj 204, la moliga punkto estis 45 °C kaj 45.8 °C kaj Fraass-punkto estis - 7. °C kaj − 8.5 °C. Ili ankaŭ konkludis, ke miksado de la vakua bitumo kaj la piroliza restaĵo povas malpliigi la penetreblecon kaj pliigi la moligan punkton pro la kompona ŝanĝo de bitumo tiam ĉi tiuj bitumoj povas konduti kiel ne-newtonaj fluidoj kun alta viskozeco. Flanke de ne-oksiditaj bitumoj, malmultaj verkoj kaj literaturo estis prezentitaj, krom Chaale et al. laŭ ĝiaj fizikkemiaj kaj reologiaj analizoj de restaĵo de vakua pirolizo, ili deklaris, ke la piroliza restaĵo estas konsiderata kiel nafta bitumo.
En la supre menciitaj studoj, verkintoj proponis malsamajn metodojn por produkti vojan bitumon konsiderante ĉiujn parametrojn kiel temperaturon, aerfluon, premon, tempon kaj krudmaterialojn krom por plibonigi ekipaĵprezentojn inkluzive de kolono kaj akcesoraĵo, por redukti la koston de produktado.. Due, neniu komparo estis farita pri la akiritaj produktoj per malsamaj metodoj en la menciitaj verkoj. Tamen, ĉi tiu laboro temigas uzadon de speciale plenplena oksidiĝa kolumno por pliigi la kontaktan surfacon inter la krudmaterialo kaj la injektita kunpremita aero por redukti la produktadkoston, sekvitan per komparo de la oksigenita kun ne-oksidita bitumo akirita per la vapordistilado.. Por taksado la agado de akiritaj produktoj diversaj metodoj kiel penetrado de la kudrilo en la bitumon por determini la markon kaj rigidecon de la bitumo per la penetrometro estas esencaj. Krome, la mildiga temperaturo mezurita per la pilko kaj ringo-metodo por determini la maksimuman bitumon funkciantan temperaturon, ductilidad estas determinita per ductilometer fiksita je 0 °C, fragileco temperaturo estas akirita per la Fraass metodo la reologiaj mezuradoj (viskozeco kaj adhero kapablo de bitumo) same kiel determini la konsiston de la bitumo per analizo de SARA (saturitoj, aromatoj, rezinoj kaj asfaltenoj).
Rezultoj kaj diskutoj
Vapordistiladprocezo (produktado de ne-oksidita bitumo)
tabloj 1 kaj 2 montru la rezultojn de la akiritaj produktoj post vapordistilado de peza oleo. La rezultoj malkaŝas, ke la pliiĝo de temperaturo de la fundo (302–340 °C ± 2 °C) kaj supro (150–201 °C ± 1 °C) de la kolono malpliigas la rendimenton de bitumo de 55% ± 0.3 ĝis 47. % ± 0.2 respektive. Aliflanke, ĉi tiu altiĝo de temperaturoj malpliigas la penetron de bitumo de 275 ĝis 71 ekzempleroj. Malkresko en bitumrendimento okazis pro reagoj kiel vaporiĝo kaj kondensado de altaj molekulaj komponentoj (rezinoj kaj asfaltenoj). La rendimento de bitumo kaj ĝiaj trajtoj estas plejparte antaŭenigitaj de la malsupra temperaturo de la kolono kaj determinita de la temperaturo de la supervarmigita akvovaporo. Rimarkinde, kiam la temperaturo ĉe la malsupra parto de la kolono estas ĉirkaŭ 300 °C, la fundo kolektita produkto (ne-oksidita bitumo) ŝajnas esti tiel viskoza plasto dum kun kreskanta temperaturo ĝis 340 °C kaj pli, la ne-oksidita. bitumrestaĵo prezentas malaltan penetradon ĝis 71 ekzempleroj. Tiel, varii la malsupran temperaturon de la kolono helpas akiri la postulatan bituman restaĵon kun malsama penetro. Tial, devus esti menciite ke la atendataj bitumaj trajtoj dependas plejparte de la temperaturo de la malsupra parto de kolono, prefere super 300 °C. La temperaturo restas ŝlosila faktoro por la procezo de vapordistilado de peza oleo por la produktado de la ne-oksidita bitumo. Paralele, la malpezaj hidrokarbidoj (sintezaj oleoj) estas la rezulta kondensado de la vaporo de malpezaj hidrokarbidoj; ili estis akiritaj flanke de la kolono. La rezulto montris, ke la rendimento de la malpeza sinteza oleo I pliiĝis en specimenoj 1 kaj 2 de 34 ĝis 37% kaj malpliiĝis al 23% en specimeno 3. La sinteza oleo II eksponente pliiĝis de 11 ĝis 14% kaj ĝis 30% respektive en specimenoj 1, 2 kaj 3, kun pliiĝo de temperaturo. Ĉi tio klarigas kial la indico de malpezaj frakcioj en la peza oleo estas malpli ol la mezaj frakcioj. La supra temperaturo de la kolono permesas kontroli la kvanton de la supraj produktoj dum la malsupra temperaturo de la kolono certigas la kontrolon de la kvanto kaj kvalito de la ne-oksidita bitumo.
