SBS改性沥青出产系统管线阻塞的原因与战略

来源：欧宝体育网页版           发布日期：2022-06-23 20:06:04     |     浏览次数：198

　　SBS作为一种热塑性橡胶弹性体，在高温热沥青中被软化和溶胀;在胶体磨激烈剪切力的作用下，SBS被剪切成微米级颗粒而涣散在沥青中，以下是小编搜集整理的一篇相关论文范文，欢迎阅览参阅。

　　改性沥青是经过把聚合物掺入路途沥青中来改进沥青的高、低温功能，显着进步路面反抗高温车辙和低温开裂的才能，延伸路面寿数、下降噪声、进步行车舒适性和安全性，是一种技术含量和附加值较高的优质修路资料。

　　南京炼油厂有限责任公司(简称“南炼公司”)的改性沥青出产系统是以中石化金陵公司70号A级路途沥青为质料运用SBS进行改性的。整个出产系统质量安稳，能很好的满意商场质量要求。但随着系统运转时刻的添加，在制品罐进料管线中会呈现弹性橡胶体颗粒和结块(焦)等现象，甚至会构成管线阻塞，影响正常的出产操作。针对该现象，本文将对SBS改性沥青出产系统进行剖析，找出管线阻塞原因，提出处理问题的思路，进一步对出产工艺进行优化。

　　南炼公司的SBS改性沥青的质料是中石化金陵公司70号A级路途沥青，其首要技术目标如表1所示。

　　质料70号A级路途沥青作为石油基质沥青，是一种十分杂乱的烃类及其衍生物的混合物，是石油中组成及结构最为杂乱、相对分子质量最大的部分。除碳氢两种首要元素外(碳含量在83%~87%之间，氢含量在10%左右)，还有硫、氮、氧等杂原子。沥青首要组分为饱满分、芳香分、胶质和沥青质。其胶系统统结构图如图1所示。改性剂高分子资料SBS是苯乙烯(S)-丁二烯(B)-苯乙烯(S)的嵌段共聚物，归于一种橡塑共聚物。SBS分子结构分为线形和星形结构，其结构示意图如图2所示。SBS之所以能够很好的改进沥青的高低温功能，首要是运用由聚苯乙烯组成的S段，这种大共轭系统中л电子云没有轴对称性，不能内旋转，所以分子链的刚性极大，在高温下不易变形，然后进步沥青的高温功能。因为SBS中的B段是丁二烯的聚合物，其主链是由C-C单键组成，和婉性非常好，在低温下具有必定的弹性和活动性，因而能够改进沥青的低温抗裂性。出产中运用的SBS首要理化目标如表2所示。

　　运用SBS进行沥青改性首要是经过化学交联反响完结的。SBS作为一种热塑性橡胶弹性体，在高温热沥青中被软化和溶胀;在胶体磨激烈剪切力的作用下，SBS被剪切成微米级颗粒而涣散在沥青中。因为SBS的密度较小，易于在沥青中发生相别离，构成一种不安稳的网状结构。安稳必定的时刻后，再经过添加化学安稳剂，引发交联反响，将本来不安稳的网状结构转化为安稳的空间互穿网络结构，构成安稳的胶系统统，然后改进沥青的高低温功能、弹性康复和延度等物理功能。

　　南炼公司SBS改性沥青出产流程首要分为聚合物的溶胀发育、剪切涣散、反响交联和制品发育等四个进程。首要，将质料70号路途基质沥青运用导热油加热至175~190℃后送至质料中心罐，再用沥青泵运送至拌和混料罐;在拌和混料罐中，依照必定份额参加改性剂和相溶剂，混合均匀后送入磨机剪切工段进行研磨、剪切，之后运送进入改性沥青制品发育罐中，在发育罐中参加必定量的安稳剂后改性沥青持续发育，待发育完结并剖析合格后，经过沥青产品泵运送至一常压操作的制品罐贮存。出产流程示意图如图3所示。

　　在SBS改性沥青设备安稳运转一段时刻后，在出产进程中会呈现磨机电流上升，出口管线压力增高，设备出产才能下降等非正常现象。在扫除机械故障后，经过剖析判定是由从磨机出口至制品发育罐进口之间的管线阻塞构成的。这段管线首要包含从磨机出口到制品发育罐底、再沿罐壁向上延伸至制品发育罐顶、进入制品发育罐内的管线，该段管线全程选用导热油夹套伴热。该段管线管道阻塞物描摹剖析

　　为了进一步了解管线阻塞介质状况，剖析成因，找出处理阻塞问题的办法，对阻塞管线进行了机械割开、解剖剖析，并对阻塞物质进行了相关实验研讨。

　　首要，在制品发育罐进罐阀外端发现沥青中存在大小不等的絮凝状的胶体颗粒。对部分胶体进行物理剖析，发现该胶体赋有弹性，能够随意拉伸且回弹到原状，能够焚烧，而且焚烧时释放出橡胶焚烧的气味。该胶体与抽出油共混后，加热温度至100℃左右时，胶体开端溶解，持续加热拌和，待温度升高到180℃左右时，胶体的溶解率到达98%,这说明该胶体在加热状况下可溶于抽出油。从以上剖析，开始判断胶体为橡胶结合体。

　　部分切开的阻塞管线的轴线剖面示意图和横切面图如图5和图6所示。由图能够看出，在管线中心存在柔软有弹性的橡胶体。在管壁四周呈粘连胶状物，敲击时有粉末状物质掉落。取样并用有机溶剂溶解，成果显现，在常温下不可溶，升温至230℃也不能溶解。

　　经过对管线中阻塞物的上述剖析，依据其他研讨者的研讨成果[1~3],能够开始确定管道阻塞是因为SBS改性沥青老化所引起的。因为曹青霞等[2]以为温度改动对沥青老化功能具有重要影响，在温度较高时分子之间发生缩合反响，导致小相对分子质量物质急剧减小，大相对分子质量物质快速添加构成沥青老化。别的，何燕等[3]发现在高温文光氧作用下，来自于基质沥青和SBS的C-C键极易与氧反响生成羧基、酮、酯等含氧组分，导致软化点添加、针入度减小，且易脱氢、缩合生成焦状物，使改性沥青焦质化、硬质化。

　　在南炼公司SBS改性沥青出产系统中，制品发育罐是一常压操作罐，在罐顶除了进料口外，还有通气口、沥青尾气收回抽出口等接口，所以储罐顶部与大气是相通的。从磨机工段来的物料由制品发育罐顶进入储罐，在改性沥青物料进出罐的进程中会使氧气进入。而且，进料管线是夹套伴热，一向处于较高的温度条件下。所以，在氧气和高温的一起作用下，管壁处改性沥青中的轻组分蒸发，芳烃、胶质进一步缩合向沥青质转化;一起改性沥青发生离析，聚合物逐步在挨近罐顶进口管线处积累，进一步发生氧化、断链和缩合反响等，然后失掉弹性，终究导致改性沥青呈现老化、硬化、结焦状况发生，然后阻塞管线、防止管线阻塞的应对办法

　　为了防止因SBS颗粒的分出而发生胶状物，可加强对磨机剪切研磨的粒度的操控。若发现SBS颗粒较大且较多时，应及时调理胶体磨的动、静磨机刀片间的空隙，在不影响磨机滚动的状况下，将空隙调小，改进剪切作用。一起，也可选用两台磨机串联，添加研磨遍数，使得SBS颗粒显着变小，然后进步SBS在基质沥青中吸附、溶解才能，构成彼此溶解的安稳胶系统统，最大程度减缓或防止SBS颗粒的分出然后发生胶状物。

　　因为改性沥青制品发育罐为常压罐，罐内沥青烟气经罐顶尾气收回管线由尾气风机抽出，后经无害化后排放。此进程中沥青烟气与空气均被风机抽出，很多空气经过储罐通气口不断进入储罐，导致改性沥青长时刻触摸氧气而简单发生老化。为改动这一现象，可经过对风机电机增设变频器完结储罐尾气出口压力与风机转速串级操控，保证罐顶保持微负压，尽量削减空气进入，一起又不会导致罐体抽瘪。所以，对罐顶的排放大气口进行改造，设置适宜耐压值的爆破片，阻隔储罐与大气相通，最大程度的削减空气进入，削减与改性沥青产品的触摸，一起又可作为防止罐体抽瘪的保护办法，减缓改性沥青的氧化老化。

　　因为SBS改性沥青的出产为间歇式出产，每批次出产完毕后，工艺管线内积存的改性沥青产品简单发生离析分层，在高温条件下易发生老化。为了改动这一现象，在每批次出产投料时先预留少数质料沥青，其他质料沥青与参加的改性剂SBS进行反响;出产完毕前将预留的那部分质料沥青独自进罐，用于冲刷改性沥青的进罐管线，保证工艺管线中不含SBS改性沥青，然后削减或防止SBS改性沥青在工艺管道中的离析，受热老化。

　　因为温度过高也会使SBS改性沥青简单老化，考虑到磨机剪切设备和发育罐温度需保持在175~180℃、而管道温度只需保持沥青正常活动温度130℃即可，所以，在出产中将磨机剪切设备和制品发育罐的导热油温度保持在190~205℃，而出产管线℃。若长时刻不出产时，则将出产管线的导热油封闭，然后最大程度防止因部分温度过高呈现沥青老化、结块的现象。

　　针对南炼化SBS改性沥青间歇式出产设备中工艺管道发生阻塞的现象，经过对阻塞物的描摹开始剖析，找到阻塞物发生的原因。在此基础上，采纳一系列办法以改进管道阻塞等问题。采纳的办法首要包含及时调整SBS改性剂的剪切研磨工艺参数进步SBS剪切作用，构成较为安稳的涣散系统;削减或防止与热氧触摸时刻;改动质料沥青的加料方法;恰当下降工艺管道伴热介质温度等办法。经过上述工艺条件的改动，有用缓解和防止了工艺管道中弹性橡胶体和焦(块)状物的构成，防止管道阻塞，保证了设备安稳长满优运转。

　　[2]曹青霞，何兆益，李庆.SBS改性沥青老化研讨现状总述[J].石油沥青，2013,27(4)：1-4.

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