مصانع إنتاج البيتومين
يعتبر البيتومين أثقل جزء من النفط الخام وأحد أكثر مكوناته تعقيدًا، وهو داكن اللون، ويوجد في أشكال صلبة أو شبه صلبة أو لزجة، ومن أصل طبيعي أو صناعي. تتكون المكونات الرئيسية للبتومين من مركبات هيدروكربونية ذات وزن جزيئي مرتفع، بما في ذلك الزيوت والراتنجات والأسفلتينات. تتمتع هذه المادة بتركيبة كيميائية معقدة للغاية وتتمتع بخصائص فيزيائية بما في ذلك مقاومة الالتصاق والرطوبة، كما أنها قابلة للذوبان في ثاني كبريتيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. في بعض البلدان، يتم استخدام كلمة الأسفلت مرادفًا لكلمة البيتومين، ولكن في إيران، يتم استخدام الأسفلت بشكل أكثر شيوعًا ليعني خليطًا من البيتومين والرمل المستخدم في بناء الطرق. ويتم إنتاج بعضها باستخدام مخلفات تقطير زيت الوقود. ويتم تصنيع أنواع أخرى باستخدام نفايات الهيدروكربون من صناعات مختلفة، بما في ذلك نفايات الهيدروكربون الحمضية الناتجة عن عملية إعادة تكرير زيوت المحركات، والمعروفة باسم الحمأة الحمضية.
1- يتم إنتاج البيتومين البترولي من خلال ثلاث عمليات: الاستخلاص المباشر، التشغيل المباشر، النفخ الهوائي، والخلط.
- عملية التشغيل المستقيم: عندما تكون خصائص قاع برج التقطير الفراغي للمصفاة مماثلة لخصائص البيتومين، يتم الحصول على عملية قطع تسمى البيتومين كمنتج نهائي.
- عملية نفخ الهواء: عندما لا يكون القطع المتبقي من برج التقطير الفراغي (VB) للمصفاة له نفس خصائص البيتومين، يتم نقل VB إلى وحدة البيتومين كمادة خام أولية ويتم إنتاجه من خلال عملية التهوية في المفاعل جنبًا إلى جنب مع تفاعلات الأكسدة وإزالة الهيدروجين والبلمرة ومن خلال التحكم في معلمات التشغيل، يتم إنتاج البيتومين من درجات مختلفة. يتم تنفيذ هذه العملية بطريقتين: عملية مستمرة وعملية دفعية.
- عملية الخلط: عملية خلط قطع مختلفة من المنتجات البترولية (بصيغة مثالية)، للوصول إلى مواصفات البيتومين القياسية.
2- أنواع البيتومين
هناك نوعان رئيسيان من البيتومين المستخدم في بناء الطرق: إذا تم الحصول عليه من منجم، فإنه يسمى البيتومين الطبيعي أو المعدني، وإذا تم الحصول عليه من تكرير النفط الخام، فإنه يسمى البيتومين البترولي. يجب استخدام البيتومين البترولي في بناء الطرق. لا يمكن استخدام البيتومين الطبيعي إلا مع البيتومين البترولي في بعض الحالات كمعدِّل للبيتومين البترولي.
3- أنواع البيتومين البترولي:
- البيتومين النقي (الاسمنت الاسفلتي):
تسمى البيتومينات التي يتم الحصول عليها مباشرة في برج التقطير الفراغي للمصفاة أو التي تخضع لفترة وجيزة لعملية التهوية بالبيتومينات النقية. ويجب أن تكون هذه البيتومينات متجانسة وخالية من الماء، ويجب ألا تتجاوز درجة تسخينها 175 درجة مئوية.
- الأسفلت المنفوخ:
يتعرض البيتومين النقي للهواء تحت الضغط ودرجة حرارة 200 إلى 300 درجة مئوية بحيث تتحد ذرات الهيدروجين في جزيئات البيتومين مع الأكسجين في الهواء، ومن خلال التسبب في تفاعلات البلمرة يتم الحصول على هيدروكربونات أثقل وزناً ذات درجة اختراق أقل ونقطة تليين أعلى من البيتومين النقي الأصلي. تعتبر هذه البيتومينات أقل حساسية للحرارة ولها درجة اختراق أقل مقارنة بالبيتومين النقي. لا يتم استخدام البيتومين المنفوخ على نطاق واسع في بناء الطرق. يتم استخدام هذه البيتومينات لملء الشقوق في الأرصفة الخرسانية وملء الوصلات في الأسطح الخرسانية.
- الأسفلت السائل:
1- يتم إنتاج البيتومين البترولي من خلال ثلاث عمليات: الاستخلاص المباشر، التشغيل المباشر، النفخ الهوائي، والخلط.
- عملية التشغيل المستقيم: عندما تكون خصائص قاع برج التقطير الفراغي للمصفاة مماثلة لخصائص البيتومين، يتم الحصول على عملية قطع تسمى البيتومين كمنتج نهائي.
- عملية نفخ الهواء: عندما لا يكون القطع المتبقي من برج التقطير الفراغي (VB) للمصفاة له نفس خصائص البيتومين، يتم نقل VB إلى وحدة البيتومين كمادة خام أولية ويتم إنتاجه من خلال عملية التهوية في المفاعل جنبًا إلى جنب مع تفاعلات الأكسدة وإزالة الهيدروجين والبلمرة ومن خلال التحكم في معلمات التشغيل، يتم إنتاج البيتومين من درجات مختلفة. يتم تنفيذ هذه العملية بطريقتين: عملية مستمرة وعملية دفعية.
- عملية الخلط: عملية خلط قطع مختلفة من المنتجات البترولية (بصيغة مثالية)، للوصول إلى مواصفات البيتومين القياسية.
2- أنواع البيتومين
هناك نوعان رئيسيان من البيتومين المستخدم في بناء الطرق: إذا تم الحصول عليه من منجم، فإنه يسمى البيتومين الطبيعي أو المعدني، وإذا تم الحصول عليه من تكرير النفط الخام، فإنه يسمى البيتومين البترولي. يجب استخدام البيتومين البترولي في بناء الطرق. لا يمكن استخدام البيتومين الطبيعي إلا مع البيتومين البترولي في بعض الحالات كمعدِّل للبيتومين البترولي.
3- أنواع البيتومين البترولي:
- البيتومين النقي (الاسمنت الاسفلتي):
تسمى البيتومينات التي يتم الحصول عليها مباشرة في برج التقطير الفراغي للمصفاة أو التي تخضع لفترة وجيزة لعملية التهوية بالبيتومينات النقية. ويجب أن تكون هذه البيتومينات متجانسة وخالية من الماء، ويجب ألا تتجاوز درجة تسخينها 175 درجة مئوية.
- الأسفلت المنفوخ:
يتعرض البيتومين النقي للهواء تحت الضغط ودرجة حرارة 200 إلى 300 درجة مئوية بحيث تتحد ذرات الهيدروجين في جزيئات البيتومين مع الأكسجين في الهواء، ومن خلال التسبب في تفاعلات البلمرة يتم الحصول على هيدروكربونات أثقل وزناً ذات درجة اختراق أقل ونقطة تليين أعلى من البيتومين النقي الأصلي. تعتبر هذه البيتومينات أقل حساسية للحرارة ولها درجة اختراق أقل مقارنة بالبيتومين النقي. لا يتم استخدام البيتومين المنفوخ على نطاق واسع في بناء الطرق. يتم استخدام هذه البيتومينات لملء الشقوق في الأرصفة الخرسانية وملء الوصلات في الأسطح الخرسانية.
- الأسفلت السائل:
يتم الحصول على البيتومين القابل للذوبان أو البيتومين المعاد تدويره عن طريق إذابة البيتومين النقي في المذيبات أو الزيوت البترولية. يستخدم البيتومين القابل للذوبان في بناء الطرق لطلاء الأسطح أو الاختراق أو الإسفلت السطحي أو الإسفلت البارد المصنع أو الإسفلت المختلط في الموقع. تنقسم هذه الأنواع من البيتومين إلى ثلاث مجموعات: البيتومين سريع التصلب، والبيتومين بطيء التصلب، والبيتومين طويل التصلب، وذلك حسب سرعة التصلب ونوع المذيب.
