کیفیت قیر و فناوری تولید آن درگذشته و حال-بخش هشتم
عملیات دمیدن هوا (دمیدن غیر کاتالیزوری)
مواد باقیمانده در بخش تقطیر در خلأ از برخی از منابع نفت خام میتواند بهطور مستقیم برای تولید قیر مورداستفاده قرار گیرد. در برخی از پالایشگاهها استفاده از این مسیر برای تولید قیر به علت خسارات وارده به محصولات اصلی پالایشگاه، قابلقبول نیست. برای مثال، بسیاری از این منابع خام دارای واکس و یا مقدار سولفور بالا بوده و بازده مورد انتظار برای تولید فرآوردههای اصلی را ندارد. منابع دیگری که برای تولید محصولات اصلی پالایشگاه مناسبتر هستند، مواد باقیمانده در خلأ ای تولید میکنند که برای استفاده مستقیم در تولید قیر مناسب نیستند. بهطور مثال ویسکوزیته مواد باقیمانده در خلأ این منابع ممکن است بهاندازه کافی برای تولید قیر پایین نباشد. دمیدن هوا باعث تولید قیر قابلقبول از این منابع میشود. در برخی موارد ممکن است خوراک دارای ترکیبات مازاد پالایش باشد که دمیدن هوا برای تولید قیر از آنیک راهحل باارزش برای دفع چنین خوراکهایی است. قیرهای گرید صنعتی که نقطه نرمی بالایی دارند را میتوان با استفاده از روش دمیدن هوا تولید کرد. با انتخاب خوراک مناسب برای دمیدن هوا، امکان تولید انواع گستردهای از قیرهای صنعتی با نفوذپذیریهای مختلف برای مصارف صنعتی وجود دارد.
کارهای آزمایشگاهی اولیه برای اکسیداسیون (دمیدن هوا) منابع آلیفاتیک به نام Abraham ثبتشده است. در نوع تولید پیوسته اغلب از یک یا دو منبع عمودی استفاده میشود. مواد باقیمانده مذاب وارد سیستم شده و قیر تولیدشده با همان نرخ جریان سیستم را ترک میکند. نرخ جریان، زمان تماس بین هوا و مواد باقیمانده مذاب را تعیین میکند. افزایش زمان تماس و نرخ جریان هوا باعث تولید قیر، باثبات بیشتری میشود. روش پیوسته در بهکارگیری انعطافپذیرتر و اقتصادیتر بوده و زمان کمتری برای تبدیل یک تن مواد باقیمانده به قیر را لازم دارد.
تحریک مکانیکی مخلوط هوای مایع باعث کاهش زمان موردنیاز برای دمیدن هوا به درون قیر میشود. مطالعات آزمایشگاهی در مورد اختلاط مکانیکی توسط Rescorla و همکاران گزارششده است. دمیدن هوا بهطور طبیعی حرارت زا است. مقدار حرارت آزادشده متفاوت بوده و به ماهیت شیمیایی منبع خوراک، محدوده اکسیداسیون و دمایی که در آن اکسیداسیون انجام میگیرد بستگی دارد. Grammer پیشنهاد تزریق آب به داخل فضای بخار روی قیر را برای کنترل حرارت ارائه کرده است. اثرات درجه حرارت، نرخ و سرعت دمیدن هوا، فشار و سطح مایع در مبدل، بر روی سرعت واکنش و خواص قیر دمیده در طرح آزمونه مطالعاتی توسط Chelton، Traxler و Romberg تبیین شده است.
نمودار گردشی فرآیند تولید قیرهای مرسوم از طریق دمیدن هوا در شکل شماره 1 ارائهشده است. در فرآیند تولید قیر دمیده، ترکیبات آروماتیک موجود در خوراک توسط هوا و تحت شرایط کنترلشده برای تولید هیدروکربنها با وزن مولکولی بالا (که در تولوئن محلول و در هپتان نرمال نامحلول هستند و آسفالتن نامیده میشوند) اکسید میشوند. اثر اصلی این واکنش، افزایش ویسکوزیته محلول دمیده شده میباشد. برای افزایش ویسکوزیته مقدار آسفالتن بهسرعت افزایش مییابد که این مورد به نوع خوراکی که تحت تقطیر در خلأ قرارگرفته بستگی دارد؛ بنابراین قیرهای حاصل از دمیدن هوا دارای خواص رئولوژیکی متفاوت هستند. قیر دمیده تولیدی دارای نقطه نرمی بیشتری نسبت به قیر نفوذی تولیدشده از همان منبع نفت خام است؛ بنابراین دمیدن هوا باعث جبران سطح پایین آسفالتن در برخی از منابع نفت خام شده و میتواند باعث تولید قیر مناسب برای استفاده در جادهها و یا کاربردهای صنعتی شود.
Lockwood و Patwardhan مطالعاتی را در زمینه سینتیک دمیدن هوا منتشر کردند. آنها در مرتبه اول آنالیز سینتیک واکنش دمیدن هوا را در مواردی بهجز درجه حرارت بالا و نرخ پایین دمیدن هوا، توصیف کردند.
شکل 1 فرآیند تولید قیرهای مرسوم-نمودار گردشی متداول
برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:
کیفیت قیر و فناوری تولید آن درگذشته و حال-بخش نهم
برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:
