1、石油沥青的分类,按来源 沥 青,石油沥青(asphalt)焦油沥青（tar)热解沥青(pitch)天然沥青(natural bitumen),一、石油沥青的分类与用途二、石油沥青的生产三、石油沥青的评价体系四、石油沥青的储存与使用,提 纲,石油沥青的分类,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,石油沥青的分类,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NB/SH/T0522,GB/T494,防水防潮沥青防腐沥青电缆沥青 ,石油沥青的种类和用途,7,国家沥青产品体系表,8,国家沥青产品体系表,9,国家沥青产品体系表,沥青类产品分类及市场
2、需求大数,一、石油沥青的分类与用途二、石油沥青的生产三、石油沥青的评价体系四、石油沥青的储存与使用,提 纲,12,30多年来,12,见解一：沥青的性质，主要取决于原油的性质；选择合适的原油，是生产沥青最经济有效的手段。见解二：改性沥青，结束了沥青质量依赖与原油性质的历史；根据沥青和聚合物的组成设计及配方设计，可以得到满足不同工程需要的沥青产品。见解三：功能沥青材料，精细加工，原料定制，功能设计，全程服务，是发挥其个性化特点的基本要求。,石油沥青的生产,化学组成特征：较高的芳香分、胶质、沥青质含量较低的蜡含量，一般有较高的硫含量物理性质特征：高粘度、高密度,适合生产沥青的原油的典型特征,重油：密
3、度大于0.934(API0小于20）稠油：50粘度大于10000 mPas,世界代表性沥青原料,15,代表性原油的性质,国内几种代表性原油,*70时的运动粘度,适宜的原油可以通过传统的工艺生产沥青, 常减压蒸馏生产直馏沥青 氧化工艺生产沥青 溶剂脱沥青调和工艺生产沥青,沥青生产流程示意图,油田储罐,泵站,轻馏分,重馏分,溶剂脱沥青,道路沥青沥青,改性沥青、乳化沥青、稀释沥青的原料,空气,氧化,原油罐,蒸馏塔,渣油,冷凝/冷却器,管式加热炉,中间馏分,原油,建筑沥青,燃油-润滑油原料-沥青型,沥青的生产,典型工艺之一,直馏沥青的生产原理和控制,AH-90,AH-70,AH-50,响应,分子量分布
4、趋势与平均分子量,小,直馏工艺：请馏分减少，重馏分相对浓缩,软化点,蒸馏切割温度,495度,450度,45度,60度,大,530度,典型工艺之二,燃料-润滑油-沥青型,沥青的生产,沥青的生产,-原料 -沥青成品 -蒸汽 -空气1-加热炉 2-氧化塔 3-循环油泵 4-气液分离罐 5-混合冷凝器 6-原料泵 7-成品泵 8-柴油循环泵 9-住水泵 10-冷却器,单塔连续氧化流程,沥青氧化生产工艺,氧化沥青的基本原理,AH-90,响应,氧化工艺从AH-90氧化到AH-50,AH-50,分子量分布趋势与平均分子量,大,小,Demex工艺流程,-原料 -脱油沥青 -脱沥青油1-抽提塔 2 ,3-加热炉
5、 4-脱油沥青分离器 5-沥青汽提塔 6-脱油沥青气提塔 7-换热器,典型工艺之三,燃料-润滑油-沥青型,沥青的生产,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,小,小,28,30多年来,28,见解一：沥青的性质，主要取决于原油的性质；选择合适的原油，是生产沥青最经济有效的手段。见解二：改性沥青，结束了沥青质量依赖与原油性质的历史；根据沥青和聚合物的组成设计及配方设计，可以得到满足不同工程需要的沥青产品。见解三：功能沥青材料，精细加工，原料定制，功能设计，全程服务，是发挥
6、其个性化特点的基本要求。,石油沥青的生产,不同加工过程沥青性质的变化趋势,性能等级,Low,HIGH,工艺优化,原油选择,传统沥青,改性沥青,基质沥青性能范围,符合PG各等级要求,特殊用途,不同的工艺过程,A,B,C,D,改性沥青的生产,改性沥青生产,重交通道路沥青生产,改性剂生产,基质沥青调制,改性剂总汇,复合改性,改性沥青的生产,影响改性沥青质量的关键因素,沥青的性质聚合物的性质机械设备工艺过程控制方法,要得到质量稳定的改性沥青，配方不具有“通用性”,SBS在不同来源的沥青中的相态,产品罐,产品罐,中间产品的生产,混合罐,稳定剂,SBS进料,基质沥青,VKP,胶体磨,产品罐,装车,循环,中
7、间罐,基质沥青,原料罐,MILLING POLYMER:(HOPPER LOADED),BLENDING ADDITIVES:,稀释罐,中间罐,混合罐,产品罐,CONTINUOUS INLINESIEFER MILL,RECYCLE,HEAT EXCHANGER4763 ft2,15 Hp1750 RpmGEAR PUMP,10 Hp1745 RpmGEAR PUMP,3 MIXERS60,000 gal,7500 gal,1000 gal,GEAR PUMP(NO DATA),20 Hp1750 RpmGEAR PUMP,Finished Product2 MIXERS/TANK,QIN,Q
8、IN,QIN,QIN,QIN,沥青质含量过高 = 相分离加入环烷烃相容剂加入化学交联剂 芳烃含量过低= SBS分散困难加入烃类相容剂,SBS/沥青相容性,改性沥青生产控制,改性沥青生产控制,聚合物加入量,针入度随聚合物加入量的变化,软化点随聚合物加量的变化, G*(kPa),改性沥青生产控制,粘度随聚合物加入量的变化,粘度, ,聚合物加入量,A,B,C,改性沥青生产控制,40,30多年来,40,见解一：沥青的性质，主要取决于原油的性质；选择合适的原油，是生产沥青最经济有效的手段。见解二：改性沥青，结束了沥青质量依赖与原油性质的历史；根据沥青和聚合物的组成设计及配方设计，可以得到满足不同工程需要
9、的沥青产品。见解三：功能沥青材料，精细加工，原料定制，功能设计，全程服务，是发挥其个性化特点的基本要求。,石油沥青的生产,沥青类产品分类及市场需求大数,沥青的质量控制,性能质量控制生产产品前 原料的选择 生产工艺的确定指标质量控制 生产过程中 生产过程中工艺参数的可靠性 和精确度,沥青的质量控制,一、石油沥青的分类与用途二、石油沥青的生产三、石油沥青的评价体系四、石油沥青的储存与使用,提 纲,石油沥青得到评价,评价体系：技术指标体系指标数值 标准是生产力水平和用户需要的平衡和统一,道路沥青的评价体系,施工 高温 中温 低温性能 性能 性能 性能,拌和温度 路面最低 160 设计温度,沥青的老化
10、,技术指标体系：表征沥青的使用性能,针入度分级体系 用25沥青的针入度划分牌号，25为接近年平均气温，针入度给出了年平均气温下沥青的稠度。粘度分级体系 用60粘度划分牌号，60一般为最高的路面温度。PG分级体系在PG分级体系中，用路面最高设计温度下的动态剪切模量表征沥青的高温性能，用最低路面设计温度下的劲度和劲度随变形的变化速率表征沥青的低温性能，用疲劳温度下的动态剪切模量表征沥青的抗疲劳性能，用旋转薄膜烘箱试验和压力老化罐试验分别表征沥青的短期老化和长期老化性能。,石油沥青评价体系,软化点,低温延度,抗车辙 疲 劳 低温开裂,薄膜烘箱老化前后,针 入 度 分 级,道路沥青的分级体系,AH-7
11、0，60-80A-100，80-120,按针入度分级的国家（现行标准） 中国，美国，日本，欧盟，澳大利亚， 印度，奥地利等,道路沥青的分级体系,之扎： 针入度 （Pen）,定义：用标准针在一定的荷重(100g)、时间(5Sec)及温度(25)条件下垂直穿入石油沥青的深度，其单位为1/10mm。性能：表示石油沥青在年平均温度下的硬度,针入度分级体系主要技术指标,之拉：延度 (Duc),定义：用规定的试件在一定温度下以一定速度拉伸沥青至断裂时的长度，单位为厘米。没有特殊说明，拉伸速度为5cm/min。性能：沥青在应力作用下的稠性和流动性沥青拉伸到断裂前的伸展能力,针入度分级体系主要技术指标,之落：
12、软化点(S.P),定义：试样在测定条件下，因受热下落25.4mm时的温度，单位为 。性能：石油沥青受热后由固态转变成具有一定流动能力时的温度。,针入度分级体系主要技术指标,AH70,重交通道路沥青,针入度中间值,以针入度为基准,针入度分级体系,软化点 TFOT 前后,提出抗车辙技术要求,针入度分级体系,针入度TFOT前后,提出抗疲劳技术要求,针入度分级体系,25 4 ,TFOT前后延度 7 ， 10， 13 ，15 脆点,提出抗低温开裂技术要求,针入度分级体系,蓝字-中国,针入度分级体系 高温性能：软化点 低温性能：延度 抗老化性能：薄膜烘箱试验,针入度分级体系,GB/T15180-2010
13、重交通道路沥青,NB/SH0522-2010道路沥青,A级道路石油沥青（交通部）,粘 度 分 级（AC）,针入度 延 度 25 25,施工性能 抗车辙 疲 劳,薄膜烘箱前后,薄膜烘箱前,道路沥青的分级体系,135 ,60 ,AC-20，200 20,以粘度为基准,AC-20 AR-4000,粘度分级,粘度值,道路沥青的分级体系,25 针入度，延度,60 粘度,提出抗车辙技术要求,（一）分级指标1. 针入度测定法沥青的针入度测定是以标准针在一定的荷重、时间和温度条件下垂直穿入沥青试样的深度来表示，单位为1/10mm。除非另行规定，标准针、针连杆及附加砝码的质量和为100g0.1g，温度为25，时
14、间为5s。2. 60粘度测定法国际上常用沥青粘度测定方法有ASTM D2171真空毛细管粘度测定法和ASTM D4402旋转粘度法。中国等效采用ASTM D2171制定了行业标准真空毛细管粘度测定法SH/T 0509测定沥青60粘度。（二）高温稳定性指标：软化点、60粘度软化点的测定方法有多种，我国等效采用ASTM D36制定的沥青软化点测定法GB/T4507。本方法是将规定尺寸为9.53mm和重量3.50.05g的钢球放置在规定尺寸金属环内的试样上，在加热介质中以恒定的速度50.5加热，随温度的升高，沥青试样逐渐软化，当软化到一定程度时，在球的重力作用下，试样从环上下落，至规定距离时加热介质
15、的温度即为沥青的软化点。（三）低温抗裂性能指标：延度、脆点1. 延度测定法沥青延度是在规定的拉伸速度和温度下，拉伸标准试件的两端到断裂时的长度。中国采用ASTMD113沥青延度测定法制定了国家标准沥青延度测定法GB/T 4508，非经特殊说明，试验温度为150.5，拉伸速率为50.25cm/min。2脆点测定法沥青脆点的测定是涂有试样的钢片在规定条件和连续递减的温度下被弯曲，沥青膜出现裂纹时的温度。脆点测定方法见GB/T 4510。（四）抗老化性能指标 沥青的耐老化性指标是通过沥青薄膜试验（TFOT）或旋转薄膜试验（RTFOT）前后沥青常规性质的变化，如质量损失、针入度比、粘度比、软化点、脆点
16、和延度的变化进行表征。中国等效采用ASTM D1754石油沥青薄膜烘箱试验法制定了国家标准石油沥青薄膜烘箱试验法GB/T 5304。（五）施工及安全指标沥青的施工性能是用135的粘度进行表征，测定方法见行业标准石油沥青运动粘度测定法SH/T 0654。沥青的安全指标使用闪点来表征，测定方法为GB/T 267。（六）综合指标综合指标包括蜡含量、组分、密度、溶解度、灰分和针入度指数等。,评价方法,性 能 分 级（PG）,车辙,施工,疲劳开裂,低温开裂,（RV）,（DSR）,（DSR）,（BBR）,（DT）,RTFO 老化,PAV老化,流变特性为基准（PG分级）,135,最高路面设计温度,最低路面设
17、计温度,PG64-22PG70-22,PG 46 PG 52 PG 58 PG 64 PG 70 PG 76 PG 82,(Rotational Viscosity) RV,90 90 100 100 100 (110) 100 (110) 110 (110),(Flash Point) FP,46 52 58 64 70 76 82,46 52 58 64 70 76 82,(ROLLING THIN FILM OVEN) RTFO Mass Loss 1.00 %,(Direct Tension) DT,(Bending Beam Rheometer) BBR Physical Harde
18、ning,28,-34 -40 -46 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -46 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -40 -10 -16 -22 -28 -34 -10 -16 -22 -28 -34,Avg 7-day Max, oC,1-day Min, oC,(PRESSURE AGING VESSEL) PAV,ORIGINAL, 2.20 kPa,S 0.300,Report Value,F. Strain 1.00 %,20 Hours, 2.07 MPa,10 7 4 2
19、5 22 19 16 13 10 7 25 22 19 16 13 31 28 25 22 19 16 34 31 28 25 22 19 37 34 31 28 25 40 37 34 31,(Dynamic Shear Rheometer) DSR G* sin d,( Bending Beam Rheometer) BBR “S” Stiffness & “m”- value,-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12
20、-18 -24 0 -6 -12 -18 -24,-24 -30 -36 0 -6 -12 -18 -24 -30 -36 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 -30 0 -6 -12 -18 -24 0 -6 -12 -18 -24,(Dynamic Shear Rheometer) DSR G*/sin d,(Dynamic Shear Rheometer) DSR G*/sin d, 230 oC,CEC,RWM, 1.00 kPa, 92 C时，需要改性才能达到。,For Performance Graded
21、 Asphalt,Useful Temperature Index (UTI),UTI,改性,AC,PG70-28的UTI为98,重交通道路沥青GB/T15180-2010,* 25延度达不到100时， 15延度达到时，也认为是合格的。,NB/SH/T0522-2010 道路石油沥青,建筑石油沥青GB/T494-2010,用途,重交通道路沥青 本标准所属产品适用于修筑高速公路、一级公路和城市快速路、主干路等重交通道路，也适用于其他各等级公路、城市道路、机场道面等，以及作为乳化沥青、稀释沥青和改性沥青的原料。道路沥青 本标准所属产品适用于中、低等级道路及城市道路非主干道的沥青路面，也可以作为乳化
22、沥青和稀释沥青的原料。建筑沥青 本标准所属用于建筑屋面和地下防水的胶结料，制造涂料、油毡和防腐材料等。,聚合物改性道路沥青 SH/T0734,热拌沥青再生剂（SH/ T 0819-2010）,热拌沥青再生剂（SH/ T 0819-2010）,液体石油沥青 JTG F40,一、石油沥青的分类与用途二、石油沥青的生产工艺三、石油沥青的评价体系四、石油沥青的储存与使用,提 纲,沥青的储存,短期储存 ( 3 天以内)150 - 170C 长期储存10天之内，降至130C以下10天以上，降至110C以下,推荐的储存温度,直馏沥青的储存与泵送,氧化沥青的储存与泵送,卫生保健与环境保护,沥青使用潜在危险,皮
23、肤烧伤 有害气体吸入：硫化氢、添加剂等。皮肤灼伤的急救 立即浸入流动的冷水中至少10分钟，或者至少冷却为止。冷却的沥青不会上回皮肤，会起到消毒保护作用，数天时间灼伤愈合后会自动脱落。如果要去掉冷却的沥青，用大量热的医用石蜡清洗，随后用肥皂和水冲洗。,综上所述：,见解一：沥青的性质，主要取决于原油的性质；稠油资源的开发促进了沥青产品的质量升级。见解二：改性沥青，结束了沥青质量依赖与原油性质的历史；根据沥青和聚合物的组成设计及配方设计，可以得到满足不同工程需要的沥青产品。见解三：功能沥青材料，精细加工，原料定制，功能设计，全程服务，是发挥其个性化特点的基本要求。,反应能力、服务能力,其它影响因素,施工,气候和载荷,材料,其它影响因素,石油沥青的种类和用途,现学现卖的关键词,产、学、研-官、产、学、研-经、产、学-研 2007年中国科协年会，科技部部长说的买、卖-金融衍生工具、买、卖 -金融衍生工具、加工、买、卖 2013年沥青期货高级培训要效益、增效益、保效益,不妥之处请批评指正,
