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摘要:沥青的物化能力与应用能力是由它的化学构成成分来定的,精确性极高、重复能力很好的检测成果,能够对沥青的生产加工工艺予以改良与优化的引导。而沥青四组分测定法也给沥青产品的研发带来不小的作用,本文就是通过对对沥青四组分测定法的解析探究其在沥青产品研发中的运用。
关键词:沥青;四组分分析;产品研制的运用
沥青作为一类有机胶质料,经繁复的高分子碳氢化合物与金属衍生物构成的黑色固体亦或是半固体稠密状物体,大多以固体或者是半固体的状态生存在自然界中亦或是经石油中提炼而得。石油沥青指的是从原油中经过加工提炼得到的一种沥青产品,在日常的道路建造中起着至关重要的作用。沥青涵盖了烃类与非烃类(硫化物、氧化物、有机金属化合物)化合物包含在内的成千上万中不相同的化学元素,構造非常繁杂,相对分子质量极大,若是依照化合物“单体”切分是没办法完成的。
一、沥青四组分测定
1.沥青四组分测定方法
眼下中国应用的沥青四组分测定方式是JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》。详尽试验方式叙述如下:使用正庚烷把试验样品积淀出沥青质 , 经过过滤,使用正庚烷回流祛除积淀物中掺杂的溶解成分,然后使用甲苯回流溶解积淀,获得沥青质。
2.主要操作步骤
(1)用正庚烷沉淀沥青质。在已恒重过的磨口三角瓶(1#)中准确称取一定量的沥青样品(试样中沥青质小于10%时,称取1.0g±0.1g,沥青质大于10%时,称取0.5 g±0.1g,精确至0.0001g)。按60mL/g试样的比例加人分析纯的正庚烷。加热回流30min后冷却、沉降1h,用定量滤纸过滤。用30mL 60- 70℃的热正庚烷多次冲洗三角瓶中残留的沥青质,洗液经过滤后全部滤液集于另瓶(2#)中。
向1#瓶中加人60mL的甲苯,装上抽提器、冷凝器,加热回流1h,抽提至滤液无色为止。冷却后取下1#瓶,蒸馏出甲苯后放人温度为105℃±5℃、真空度为93kPa±1kPa的真空干燥箱中烘干1h,取出后放人干燥器中冷却至室温,称重后即可得到沥青质的含量。
饱和分、芳香分和胶质含量的测定。按要求装镇氧化包吸附柱,将吸附柱与超级恒温水浴相连,循环水温度为50℃±1℃。将2#瓶中的滤液浓缩至10mL,然后用30mL的正庚烷从柱子顶端加人以润湿吸附剂床层,当正庚烷全部进人吸附剂顶部后,立即将2#瓶中的浓缩液加人,取10mL正庚烷分多次冲洗有中的残留物并倒人吸附柱中。
按上述步骤依次加人下表所示的冲洗剂种类和数量
用己恒重的三角点分别接受从吸附冲洗下来的各组分冲洗液,蒸出并回收溶剂后,将三角瓶放入温度为105℃±5℃、真空度为93kPa±1kPa的真空干燥箱箱中烘干1h,取出后放人干燥器中冷却至室温,称重后即可分别得到饱和分、芳香分和胶质的含量。
3.沥青四组分试验存有的问题
许多研究表明沥青的四种组分对于沥青的路用能力及高低温能力都存有不小的联系。因为SARA法只是前提试验,随便更改吸附剂种类、氧化铝的活化要求、色谱柱的长径比、样品及吸附剂的比值、洗脱剂的剂量和试验环境等要素皆会在呈解析成果的误差,造成沥青四组分的试验数据不准确,是重复性与再现性差的关键要素,所以,会限制沥青化学组分的深化探究,因此试验成果会被任何一个因素所影响,造成试验结果误差,怎样能让试验数据的重复性及再现性可控变成我们所在乎的一个问题。
二、沥青四组分在沥青研制中的运用
四组分和沥青功能的指标的关系
在沥青的功能指标中,像表示高温功能的有软化点、60℃动力黏度等;表示低温功能的有低温延度、脆点等;表示温度敏感性、抗氧化性等指标皆和沥青四组分中的组分有很好的相关性,所以,在沥青研究时,将沥青四组分数据当做探究途径之一,会有不小的助力 。
1.优质道路沥青的四组分搭配
优质的道路沥青要有合理的四组分搭配,从沥青四组分的性质和作用来看,一般饱和分占10%-20%,芳香分占30%-40%,胶质占20%-40%,沥青质占6%-15%较为合适。
2.加工要求变化后沥青四组分的改变形式
实验室都会选用深拔及氧化两种加工方式研发石油沥青产品,采用深拔加工方式时,沥青质含量基本不变,通过加入其它生产助剂,改变产品的组分,从而达到生产要求;采用氧化加工方式成时,随着沥青针入度降低,沥青的组分会发生明显的变化,从而达到生产要求。
3.四组分在沥青原料选取时的运用
在选取品质好的道路沥青原料时,四组分数据提供了良好的指导,可以自原油评价中渣油的四组分数据开始,选取渣油四组分数据和优质道路沥青的四组分比值联系相近的,通过展开实验室试验,选取生产优质沥青的纯油种原料或者是混合油种原料的配比。
4.沥青四组分对SBS的相容性的影响
沥青四组分对沥青的影响主要是改性沥青中能够溶胀聚合物的组分含量,对于SBS改性沥青体系,SBS与沥青质、胶质的相容性差,与饱和分、芳香分相容性好,特别是芳香分多,相容性更好;沥青质多,相容性更差。
三、总结
1.沥青四组分不当成是沥青的品质指标,可是沥青四组分的改变的形式,对沥青新产品的研发,拥有积极的意义。
2.解析沥青的四组分,明白生产要求变化后四组分改变程度及形式,当成选取沥青生产与储存的工艺参数,拥有引导的意义。
3.经过测验渣油的四组分,对于开拓优质道路沥青原料流程中,起着一定指导意义。
4.沥青四组分对改性沥青选择基质沥青和生产助剂有一定指导意义。
参考文献:
[1]交通运输部公路科学研究院主编.公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011).北京:人民交通出版社,2011
[2]齐文瑞,王军.薄层色谱在渣油族组成分析中的应用.宁夏石油化工,2004,(3):29-32.
[3]柴志杰,任满年.沥青生产与应用技术问答.北京:中国石化出版社,2015.
[4]张德勤,范耀华,师洪俊.石油沥青的生产与应用.北京:中国石化出版社,2001.
(作者单位:佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司)
关键词:沥青;四组分分析;产品研制的运用
沥青作为一类有机胶质料,经繁复的高分子碳氢化合物与金属衍生物构成的黑色固体亦或是半固体稠密状物体,大多以固体或者是半固体的状态生存在自然界中亦或是经石油中提炼而得。石油沥青指的是从原油中经过加工提炼得到的一种沥青产品,在日常的道路建造中起着至关重要的作用。沥青涵盖了烃类与非烃类(硫化物、氧化物、有机金属化合物)化合物包含在内的成千上万中不相同的化学元素,構造非常繁杂,相对分子质量极大,若是依照化合物“单体”切分是没办法完成的。
一、沥青四组分测定
1.沥青四组分测定方法
眼下中国应用的沥青四组分测定方式是JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》。详尽试验方式叙述如下:使用正庚烷把试验样品积淀出沥青质 , 经过过滤,使用正庚烷回流祛除积淀物中掺杂的溶解成分,然后使用甲苯回流溶解积淀,获得沥青质。
2.主要操作步骤
(1)用正庚烷沉淀沥青质。在已恒重过的磨口三角瓶(1#)中准确称取一定量的沥青样品(试样中沥青质小于10%时,称取1.0g±0.1g,沥青质大于10%时,称取0.5 g±0.1g,精确至0.0001g)。按60mL/g试样的比例加人分析纯的正庚烷。加热回流30min后冷却、沉降1h,用定量滤纸过滤。用30mL 60- 70℃的热正庚烷多次冲洗三角瓶中残留的沥青质,洗液经过滤后全部滤液集于另瓶(2#)中。
向1#瓶中加人60mL的甲苯,装上抽提器、冷凝器,加热回流1h,抽提至滤液无色为止。冷却后取下1#瓶,蒸馏出甲苯后放人温度为105℃±5℃、真空度为93kPa±1kPa的真空干燥箱中烘干1h,取出后放人干燥器中冷却至室温,称重后即可得到沥青质的含量。
饱和分、芳香分和胶质含量的测定。按要求装镇氧化包吸附柱,将吸附柱与超级恒温水浴相连,循环水温度为50℃±1℃。将2#瓶中的滤液浓缩至10mL,然后用30mL的正庚烷从柱子顶端加人以润湿吸附剂床层,当正庚烷全部进人吸附剂顶部后,立即将2#瓶中的浓缩液加人,取10mL正庚烷分多次冲洗有中的残留物并倒人吸附柱中。
按上述步骤依次加人下表所示的冲洗剂种类和数量
用己恒重的三角点分别接受从吸附冲洗下来的各组分冲洗液,蒸出并回收溶剂后,将三角瓶放入温度为105℃±5℃、真空度为93kPa±1kPa的真空干燥箱箱中烘干1h,取出后放人干燥器中冷却至室温,称重后即可分别得到饱和分、芳香分和胶质的含量。
3.沥青四组分试验存有的问题
许多研究表明沥青的四种组分对于沥青的路用能力及高低温能力都存有不小的联系。因为SARA法只是前提试验,随便更改吸附剂种类、氧化铝的活化要求、色谱柱的长径比、样品及吸附剂的比值、洗脱剂的剂量和试验环境等要素皆会在呈解析成果的误差,造成沥青四组分的试验数据不准确,是重复性与再现性差的关键要素,所以,会限制沥青化学组分的深化探究,因此试验成果会被任何一个因素所影响,造成试验结果误差,怎样能让试验数据的重复性及再现性可控变成我们所在乎的一个问题。
二、沥青四组分在沥青研制中的运用
四组分和沥青功能的指标的关系
在沥青的功能指标中,像表示高温功能的有软化点、60℃动力黏度等;表示低温功能的有低温延度、脆点等;表示温度敏感性、抗氧化性等指标皆和沥青四组分中的组分有很好的相关性,所以,在沥青研究时,将沥青四组分数据当做探究途径之一,会有不小的助力 。
1.优质道路沥青的四组分搭配
优质的道路沥青要有合理的四组分搭配,从沥青四组分的性质和作用来看,一般饱和分占10%-20%,芳香分占30%-40%,胶质占20%-40%,沥青质占6%-15%较为合适。
2.加工要求变化后沥青四组分的改变形式
实验室都会选用深拔及氧化两种加工方式研发石油沥青产品,采用深拔加工方式时,沥青质含量基本不变,通过加入其它生产助剂,改变产品的组分,从而达到生产要求;采用氧化加工方式成时,随着沥青针入度降低,沥青的组分会发生明显的变化,从而达到生产要求。
3.四组分在沥青原料选取时的运用
在选取品质好的道路沥青原料时,四组分数据提供了良好的指导,可以自原油评价中渣油的四组分数据开始,选取渣油四组分数据和优质道路沥青的四组分比值联系相近的,通过展开实验室试验,选取生产优质沥青的纯油种原料或者是混合油种原料的配比。
4.沥青四组分对SBS的相容性的影响
沥青四组分对沥青的影响主要是改性沥青中能够溶胀聚合物的组分含量,对于SBS改性沥青体系,SBS与沥青质、胶质的相容性差,与饱和分、芳香分相容性好,特别是芳香分多,相容性更好;沥青质多,相容性更差。
三、总结
1.沥青四组分不当成是沥青的品质指标,可是沥青四组分的改变的形式,对沥青新产品的研发,拥有积极的意义。
2.解析沥青的四组分,明白生产要求变化后四组分改变程度及形式,当成选取沥青生产与储存的工艺参数,拥有引导的意义。
3.经过测验渣油的四组分,对于开拓优质道路沥青原料流程中,起着一定指导意义。
4.沥青四组分对改性沥青选择基质沥青和生产助剂有一定指导意义。
参考文献:
[1]交通运输部公路科学研究院主编.公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011).北京:人民交通出版社,2011
[2]齐文瑞,王军.薄层色谱在渣油族组成分析中的应用.宁夏石油化工,2004,(3):29-32.
[3]柴志杰,任满年.沥青生产与应用技术问答.北京:中国石化出版社,2015.
[4]张德勤,范耀华,师洪俊.石油沥青的生产与应用.北京:中国石化出版社,2001.
(作者单位:佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司)