硬质沥青生产技术报告张玉贞

硬质沥青的生产技术2007年2月7日汇报提纲炼油行业的基本概念沥青的生产工艺本研究内容和研究目标沥青产品评价体系和评价方法国内外沥青标准硬沥青性质分析下步工作和建议

石油沥青(asphalt)焦油沥青（tar)热解沥青(pitch)天然沥青(naturalbitumen)按来源沥青基本概念基本概念按用途沥青道路沥青建筑沥青特种沥青重交通道路沥青GB/T15180道路沥青SH0522GB494防水防潮沥青防腐沥青电缆沥青‥‥‥基本概念按生产工艺沥青直馏沥青氧化沥青调和沥青改性沥青乳化沥青

以原油为主要原料，根据产品用途和原油的性质特点，经蒸馏、氧化、调和、改性等工艺过程，得到的符合一定技术规范的产品道路沥青的来源直馏沥青的生产原理和控制AH-90AH-70AH-50响应分子量分布趋势与平均分子量大直馏工艺软化点沥青切割温度530度450度40度60度直馏工艺氧化沥青的基本原理AH-90响应氧化工艺从AH-90氧化到AH-50AH-50分子量分布趋势与平均分子量大氧化时间×××××××××3升/分钟/公斤5升/分钟/公斤7升/分钟/公斤软化点针入度氧化工艺风量影响氧化时间×××××××××250度275度300度软化点针入度氧化工艺温度影响氧化沥青的质量控制调和沥青的基本原理沥青1响应调和工艺沥青2分子量分布趋势与平均分子量大调和产品沥青1响应调和工艺沥青2分子量分布趋势与平均分子量大调和产品调和沥沥青的的质量量控制制软沥青（v%）针入度调和工艺硬沥青（v%）环烷基沥青（v%）调和工艺延度针入度指数粘度软化点软沥青青和硬硬沥青青的调调和直馏沥沥青和和氧化化沥青青的调调和中海直直馏沥沥青生生产工工艺流流程中海氧氧化道道路沥沥青生生产工工艺流流程中海聚聚合物物改性性道路路沥青青生产产工艺艺流程程常压塔减压塔原油常压炉减压炉常二线常三线减一线减二线减三线减四线AH-50AH-70AH-90AH-110AH-130脱酸糠醛精制白土精制加氢裂化加氢脱蜡加氢精制环烷酸产品基础油基础油典型产产品结结构之之一：：代表原原料：：SZ36-10RCFD减压渣油减压塔常压塔原油常压炉减压炉常一线常二线常三线减一线减二线减三线减四线馏分型环保燃料油残碴型环保燃料油减粘碳材料馏分型环保燃料油丙烷脱沥青脱碳沥青调和组分DOA调和特种沥青沥青专用料光亮油系列产品加氢精制加氢处理DAO典型产产品结结构之之二：：代表原原料：：QHDORPL19-3沥青的的生产产选择适适宜的的原油油是生产产优质质道路路沥青青最经经济的的手段段我国道道路沥沥青产产品标标准的的进步步，主要归归功于于稠油油资源源的开开发标准编号标准等级制、修订情况石油工业部标准

1954年制定本标准，首次发布石油工业部标准

1956年确认SYB1811-1959石油沥青石油工业部标准1959年确认SYB1661-1962道路石油沥青石油工业部标准1962年修订，更名，代替SYB1811-1959SYB1661-1977道路石油沥青石油工业部标准1977年修订SYB1661-1985道路石油沥青石油工业部标准1985年修订SH0522-1992道路石油沥青石化行业标准标准编号变更，代替SYB1661-1985SH0522-1992（1998）道路石油沥青石化行业标准1998年确认SH0522-2000道路石油沥青石化行业标准对牌号和指标极限值进行调整GB/T15180--1994国家标准制定GB/T15180--2000国家标准增加蜡含量指标我国道道路沥沥青产产品标标准沿沿革我国不不同时时期的的代表表性沥沥青渣油胜利100号(1978)（（直馏馏）单家寺寺稠油油沥青青(1986)（直直馏））克拉玛玛依沥沥青(七、、五））（溶溶剂脱脱沥青青-调调和））辽河沥沥青（（八、、五））（氧氧化））中海沥沥青（（九、、五））（直直馏，，氧化化）奥里油油生产产的沥沥青（（九、、五））（直直馏））进口原原油生生产的的沥青青（九九、五五）（（直馏馏）项目

200号180号140号100号甲100号乙60号甲60号乙针入度（25℃）/10-1㎜

201-300161-200121-16081-12081-12041-8041-80伸长度（25℃）/㎝不小于

10010080606040软化点（环球法）/℃不低于

253540404545溶解度，%不小于99999999999898蒸发损失，%不大于1111111蒸发后针入度比，%不小于

606060606060闪点（开口）/℃不低于180200200200200230230水分，%不大于0.20.20.20.20.2痕迹痕迹SYB1661-1977道路路沥青青质量量指标标中轻道道路用用沥青青现行行标准准项目

200号180号140号100号60号针入度（25℃）/10-1㎜

200-300150-200110-15080-11050-80延度*（25℃）/㎝不小于201001009070软化点（环球法）/℃

30～4535～4538～4842～5045～55溶解度，%不小于99.099.099.099.099.0闪点（开口）/℃不低于180200230230230蒸发损失，%不大于111

蒸发后针入度比，%不小于506060

TFOT后质量变化，%

报告报告针入度比，%

报告报告延度*（25℃）/㎝

报告报告项目

AH-130AH-110AH-90AH-70AH-50针入度（25℃）1/10㎜

121-140101-12081-10061-8041-60延度（15℃）/㎝不小于100100*100*100100软化点（环球法）/℃

38～4840～5042～5244～5445～55溶解度，%不小于9999999999闪点（开口）/℃不低于230密度（25℃）/g.㎝-3报告TFOT后质量变化，%不大于1.31.21.00.80.6针入度比，%不小于4548505558延度*（25℃）/㎝不小于7575755040延度*（15℃）/㎝报告GB/T15180-1994高高等等级道道路沥沥青质质量指指标项目

AH-130AH-110AH-90AH-70AH-50针入度（25℃）/10-1㎜

120-140100-12080-10060-8040-60延度（15℃）/㎝不小于100100*100*10080软化点（环球法）/℃

38～4840～5042～5244～5445～55溶解度，%不小于99.0闪点（开口）/℃不低于230密度（15℃或25℃）/g.㎝-3报告蜡含量，%不大于3.0TFOT后质量变化，%不大于1.31.21.00.80.6针入度比，%不小于4548505558延度*（25℃）/㎝不小于7575755040延度*（15℃）/㎝报告GB/T15180-2000高高等等级道道路沥沥青质质量指指标研究内内容和和研究究目标标硬质沥沥青的的生产产与评评价以渤海海重质质原油油为原原料，，分别别采用用直馏馏、氧氧化、、调和和三种种工艺艺制备备针入入度为为25－35的的沥青青样品品。调查欧欧洲和和澳大大利亚亚同类类沥青青的技技术要要求，，按照照欧洲洲、澳澳大利利亚、、美国国的分分级体体系对对沥青青进行行全面面的评评价。。提出硬硬沥青青技术术经济济分析析报告告，选选择能能够覆覆盖三三个国国家标标准两两种沥沥青用用于继继续研研究。。硬质沥沥青储储运技技术研研究对以上上研究究得到到的技技术可可靠、、性能能合格格、性性价比比好的的两种种沥青青进行行粘度－温温度关关系的的测定定沥青使使用过过程中中老化化规律律的研研究根据沥沥青的的粘温温性质质，考考察沥沥青在在高温温储存存和运运输过过程中中沥青青性质质的变化规规律，，提出出能够够满足足储运运过程程沥青青变化化程度度的储储运方方法。。渤海重质原油直馏、氧化、调和ST1，BW2，BL3欧洲、澳大利亚、美国等AA&B温度－粘度关系、老化规律A&BSAC设计与评价A&B（AorB)至少涵盖三个标准生产与评价储存与运输施工控制沥青生产经济技术评价报告沥青在施工和使用过程中性质变化规律实施步步骤和和应获获得的的成果果目前在在炼厂厂中，，沥青青的生生产方方法主主要有有蒸馏馏工艺艺、氧氧化工工艺、、溶剂剂脱沥沥青工工艺和和调合合工艺艺，同同时还还有针针对生生产乳乳化沥沥青和和改性性沥青青的乳乳化工工艺和和改性性工艺艺。根根据原原油的的性质质和产产品质质量的的要求求，可可以选选择某某种工工艺或或者几几种工工艺的的组合合进行行生产产。石油油沥沥青青主主要要生生产产工工艺艺等级Class320中海AH50Class600中海AH30minmaxIIIIIIminmaxIIIIII60ºC的粘度

Pa.s2603804064574095007007093290724135ºC的粘度mm2/sminMin0.40.650.490.570.440.600.850.6561.370.668针入度25ºC100g,5s0.1mm4046484920262633闪点

ºC250320331302250332323310溶解度99.099.9699.9699.9799.099.9899.9699.97TFOT60ºC的粘度占老化前沥青

％300177270145300203216140项目技术要求工艺I工艺II工艺III针入度20－40262633软化点ºC大于5555.762.850.8延度10ºC大于10006延度15ºC大于5057大于100延度25ºC5669大于150粘度60ºC大于200406457409粘度135ºCmm2/s0.4-0.60.490.570.44PG分级PG70－16PG82-16PG70-16项目技术要求工艺I（深拔）工艺II工艺III针入度40－60534854软化点ºC大于4950.357.050.4延度10ºC大于15142511.5烘后514.67.1成本增加030050中海海AH-50持持续续改改进进沥青青评评价价体体系系和和评评价价方方法法一、、石石油油沥沥青青评评价价体体系系目前前，，世世界界各各国国对对道道路路石石油油沥沥青青产产品品牌牌号的的划划分分主主要要有有三三种种方方法法，，即即按按针针入入度度分级级、、粘粘度度分分级级和和PG性性能能分分级级。。针入入度度分分级级体体系系中中，，沥沥青青针针入入度度试试验验是是测定定沥沥青青稠稠度度的的标标准准方方法法。。粘度度分分级级体体系系是是根根据据沥沥青青或或薄薄膜膜烘烘箱箱后后的沥沥青青在在60℃℃时时的的粘粘度度值值确确定定沥沥青青的的使使用环环境境和和使使用用条条件件的的。。PG分分级级体体系系的的是是美美国国联联邦邦公公路路局局历历经经5年的的研研究究所所进进行行的的美美国国战战略略公公路路计计划划（简简称称SHRP））中中有有关关沥沥青青分分级级体体系系的的研研究成成果果。。二、、石石油油沥沥青青评评价价方方法法在习习惯惯上上，，人人们们把把长长期期延延续续的的针针入入度度分分级级和和粘粘度度分分级级的的产产品品标标准准体体系系中中所所涉涉及及的分析方方法称为为传统评评价方法法或常规规分析方方法，而而把近期期开发的的性能分分级标准准体系SUPERPAVE中所涉及及的分析析方法称称为SHRP方法。（一）常常规评价价方法分级指标标：针入入度和60℃粘粘度高温稳定定性指标标：软化化点、60℃粘粘度低温抗裂裂性能指指标：延延度、脆脆点耐老化性性能指标标：沥青薄膜膜试验（（TFOT）或或旋转薄薄膜试验（RTFOT）前后后沥青常常规性质质的变化化施工及安安全指标标：135℃的的粘度和和闪点综合指标标：蜡含含量、组组分、密密度、溶溶解度、、灰分和和针入度度指数等等改性沥青青特殊指指标：弹弹性恢复复、离析析、粘韧韧性等Superpave性能分级级（二）SHRP评价方方法高温指标标动态剪切切流变仪仪对原样样沥青及及薄膜加加热后残残留沥青青试样分分别进行行两次动动态剪切切试验，，以G*/sinδ作为为指标，，试样在在高温设设计温度度下进行行，剪切切频率为为10rad/s，必必须满足足：①原样沥沥青的G*/sinδδ不得小小于1.0kPa；②②RTFOT后残留留沥青的的G*/sinδ不得得小于2.2kPa低温指标标弯曲梁流流变仪(BBR)对经经RTFOT及及PAV试验的的残留沥沥青进行行低温弯弯曲试验验，测定定低温弯弯曲蠕变变劲度模量量S和蠕蠕变曲线线斜率m为指标标，要求求劲度不不大于300MPa，，m不小小于0.3。如如果BBR劲度度值在300～600MPa内，，同时m值满足足要求，，则需要要进行直直接拉伸伸试验（（DTT），测测量沥青青的得拉拉伸应变，，要求不不小于1％。抗疲劳指指标采用动态态剪切流流变仪对对RTFOT/PAV残留沥沥青测定定，要求求G*sinδδ不大于于5000kPa。抗老化指指标采用旋转转薄膜烘烘箱试验验后沥青青的质量量损失指指标反映映抗短期期老化能能力，要要求不超超过1％％；抗长长期老化性能能是利用用旋转薄薄膜烘箱箱和压力力老化（（PAV）后的的残留沥沥青的物物理老化化指数h进行表表征。式中1、、24表表示沥青青在试验验温度下下在压力力老化罐罐中存放放的时间间，S为蠕变变60s时的进进度，m为60s加载载时间的的蠕变曲曲线斜率率。国内外道道路沥青青标准项目

AH-130AH-110AH-90AH-70AH-50针入度（25℃）/10-1㎜

120-140100-12080-10060-8040-60延度（15℃）/㎝不小于100100*100*10080软化点（环球法）/℃

38～4840～5042～5244～5445～55溶解度，%不小于99.0闪点（开口）/℃不低于230密度（15℃或25℃）/g.㎝-3报告蜡含量，%不大于3.0TFOT后质量变化，%不大于1.31.21.00.80.6针入度比，%不小于4548505558延度*（25℃）/㎝不小于7575755040延度*（15℃）/㎝报告GB/T15180-2000高高等级道道路沥青青质量指指标欧洲标准准化委员员会标准准CEN英国沥青青标准BS中海沥青青产品性性质中海油气气开发利利用公司司以渤海海重质原原油为原原料，分分别采用用直馏、、氧化、调调和三种种工艺，，通过不不断摸索索和优化化工艺，，分别制制备了三种25℃针入入度范围围在25－35的硬质质沥青样样品。并并广泛调调查欧洲、北美美、澳大大利亚同同类产品品的技术术要求，，分别按按照欧洲洲、北美、澳大大利亚等等有代表表性的国国家的标标准对三三种沥青青进行了了全面的评价和和对比，，同我国国交通部部的道路路沥青施施工规范范进行了了比较。。通过对比比发现，，中海沥沥青的产产品性能能指标同同国外的的沥青标标准相比比，基本本能够覆覆盖欧洲洲（CEN）、、美国（AASHTO、、PG））、澳大大利亚和和英国（（BS））等同级级别的硬硬质沥青青标准，，除个别别样品的的60℃℃粘度略高于于美国AASHTO和和澳大利利亚标准准外，其其他性能能指标均均在国外外标准的的范围内内，部分分指标还还要优于国外外标准。。说明中中海沥青青产品已已满足至至少覆盖盖三个国国家和地地区硬质质沥青标标准的目目标，达达到了科研合合同中对对硬质沥沥青质量量的要求求。硬质沥青青高低温温性能难难以兼备备中海沥青青同交通通部道路路沥青标标准相比比较时，，当硬质质沥青的的软化点点和粘度度等高温温性能满满足要求求时，沥青产品品10和和15℃℃的延度度数值较较低。开发硬质质沥青是是为了提提高路面面抗车辙辙能力，，提高路路面寿命命与减薄薄路面厚厚度，补补强路面面结构。。硬质沥青对对高温性性能的要要求是主主要的，，沥青应应具备高高粘度，，高抗剪剪切性能能，这就就必然会会使低温温性能受到一些些影响。。鉴于AH-30沥青国国内外都都没有大大规模的的生产应应用和深深入研究究过，所所能借鉴鉴的经验验有限，，根据沥沥青生产经验验，考虑虑其应用用地区并并不涉及及高寒区区，并不不主张过过度强调调低温延延度对硬硬质沥青青产品性性能的限制，可可根据试试验路