شکل 1- آسفالتن ها
- آسفالتن ها بر اثر ادامه فرآیند دمیدن،تشکیل یک قیر چسبنده را می دهند.


شکل 2- شمای یک فرآیند هوادهی
در فرآیند پالایش کنونی نقطه نفوذپذیری نسبت به نقطه نرمی رابطه معکوس دارد لذا هرچه نقطه نرمی را بالاتر ببریم نقطه نفوذ پذیری پایین تری خواهیم داشت. اما در فرایند پالایش نوین می توانیم همزمان قیری با نقطه نرمی بالاتر تولید کنیم در حالی که نقطه نفوذپذیری را در در یک سطح نگه داریم و یا حتی افزایش دهیم و در نتیجه قیر مناسبتری جهت استفاده در تولید انواع عایق رطوبتی خواهیم داشت.
در واحد هایی تولیدکننده قیر که هوادهی به صورت صحیح صورت نمی پذیرد، در اصل هیچ گونه قیری در برج پخت تولید نگردیده بلکه تنها، عملیات تغلیظ خوراک اولیه را انجام می دهند که متاسفانه محصول حاصل در برابر اشعه UV خورشید ضعیف می باشد.
قیر حاصل از این شیوه نادرست هوادهی، نقد بسیاری بدنبال داشته است و باعث مقاومت منتقدان در مقابل شیوه های نوین هوادهی در فرآیند پالایش قیر شده است در حالی که اگر این روش به صورت صحیح و نه معمول صورت گیرد مناسب ترین روش برای اصلاح قیر مورد نیاز عایق رطوبتی می باشد .
قیر مناسب جهت تولید عایق های رطوبتی پیش ساخته
می بایست با توجه به نقطه نفوذپذیری و نقطه نرمی قیر مورد استفاده در عایق های رطوبتی پیش ساخته انتخاب شود. هر چه نقطه نرمی یا دمای ذوب قیر بالاتر باشد بدلیل سازگاری با دمای هوای بالاتر قیر مناسبتری جهت تولید عایق های رطوبتی پیش ساخته خواهد بود. همینطور نقطه نفوذپذیری که تعیین کننده میزان سختی قیر است، چنانچه بالاتر باشد میزان سازگاری آن با هوای سرد و دماهای پایین بیشتر خواهد بود.
در جدول زیر قیرهای مناسب جهت استفاده در تولید عایق های رطوبتی پیش ساخته در مناطق مختلف آب و هوایی آورده شده است.
جدول5 - انتخاب قیر در شرایط آب و هوای مختلف
محل استفاده از قیر و گونی نوع آب و هوا نوع قیر درجه نفوذ قیر
داخل ساختمان و لایه زیرین بام سرد و معتدل 100-85 85 تا 100
داخل ساختمان و لایه زیرین بام گرم 70-60 60 تا 70
پوشش رویی بام سرد و معتدل 25-85R 20 تا 30
پوشش رویی بام گرم 15-90R و 10-110R 10 تا 20
همانطور که قبلا گفته شد تولید عایق های رطوبتی پیش ساخته( ایزوگام) به دو دسته کلی ایزوگام باپایه قیر پلیمری و ایزوگام با پایه قیر دمیده تقسیم بندی می شود.
برای ساخت قیر پلیمری و تولید ایزوگام از نوع پلیمری، از موادی چون قیر70/60 و افزودنی هایی چون APP ، پوشال و تالک استفاده می شود. در حالیکه ماده اولیه مورد استفاده برای ساخت قیر دمیده برای تولید ایزوگام دمیده ، نفت کوره سنگین ایران می باشد که در دکل های مخصوص پخت قیر ، %85 آن به قیر دمیده تبدیل می شود و سپس برای تولید لایه ایزوگام مورد استفاده قرار می گیرد.
روش های تولید قیر مورد استفاده در عایق های رطوبتی پیش ساخته
1- مخلوط چند قیر(قیرهای دمیده و آسفالتی) با نرم کننده هایی چون HVS (Heavy vacuum slops)
برای مشخص نمودن ترکیب قیرهای مناسب از روش تجربی و انجام آزمایشات نتایج زیر حاصل شده است. در این روش جهت تعیین مشخصات قیر از دو مشخصه اساسی قیرها یعنی نقطه نرمی و درجه نفوذ بهره گیری شد. به منظور اندازه گیری نقطه نرمی از روش آزمایش استاندارد 36 ASTM-D به روش حلقه و گلوله و برای اندازه گیری درجه نفوذ از روش آزمایش استاندارد 5 ASTM-D دستگاه نفوذسنج استفاده شد.
مواد
در این کار تحقیقاتی از مواد فهرست شده در جدو ل6 به عنوان مواد اولیه مورد اختلاط استفاده شد.
جدول 6- مواد مورد استفاده به عنوان مواد اولیه اختلاط
آزمون نمونه
برشH.V.S قیر 110/10 قیر 85/100
نقطه نرمی - 110 45
درجه نفوذ پذیری - 7 93
کشش پذیری - 5/0 100
نقطه اشتعال 248 339 327
حلالیت در تری کلراتیلن(درصد وزنی) - 91/99 99/99
گرانروی کینماتیک 19 - -

روش های کار
مطابق مراحل ذکر شده در بخ شهای زیر عملیات اختلاط در5 حالت و با درصدهای مختلف از مواد اولیه فوق انجام شد، و برای هریک از حالت های آزمایش، 5 نمونه تهیه گردید . اختلاط با استفاده از مخلوط کن آزمایشگاهی مطابق شکل 3 در شرایط دمای °C 170 و زمان اختلاط 30 دقیقه انجام گرفت و نمونه های حاصله مطابق روش های ذکر شده مطابق استانداردهای مربوطه مورد آزمایش قرارگرفته و مشخصه های نقطه نرمی و درجه نفوذ آنها تعیین گردید که نتایج مربوطه در جدول های 7 تا 11 می باشد.
اختلاط قیر دمیده 110/10 با روغن H.V.S
در این مرحله درصد های مختلف از برش H.V.S و قیر دمیده 110/10 با هم مخلوط گردیده و نتیجه آزمایش نفوذ و آزمایش نقطه نرمی درجدول 7 و نمودار 1 رسم شده است .

جدول 7- اختلاط قیر دمیده 110/10 با روغن H.V.S
درجه نفوذ پذیری نقطه نرمی روغن H.V.S قیر 110/10
(%) (%)
5/9 104 10 90
5/17 97 20 80
5/32 83 30 70
2/58 68 40 60
150 5/49 50 50





نمودار 1- اختلاط قیر دمیده 110/10 با روغن H.V.S
اختلاط قیر دمیده 110/10 با قیر 85/100
در این مرحله درصدهای مختلف از قیر 85/100 و قیر دمیده 110/10 با هم مخلوط گردیده و نتیجه آزمایش نفوذ و آزمایش نقطه نرمی درجدول 8 و نمودار 2 آورده شده است .
جدول 8- اختلاط قیر دمیده 110/10 با قیر 85/100
درجه نفوذ پذیری نقطه نرمی قیر 85/100 قیر 110/10
(%) (%)
3/7 106 10 90
4/9 99 20 80
10 5/95 30 70
2/16 80 50 50
24 68 70 30
49 58 90 10


نمودار 2- اختلاط قیر دمیده 110/10 با قیر 85/100

اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 5% روغن H.V.S
در این مرحله درصدهای مختلف از قیر 85/100 ، قیر دمیده 110/10 همراه با 5% برش H.V.S باهم مخلوط گردیده و نتیجه آزمایش نفوذ و آزمایش نقطه نرمی در جدول 9 و منحنی تغییرات آن در نمودار 3 آورده شده است .

جدول 9-اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 5% روغن H.V.S
درجه نفوذ پذیری نقطه نرمی قیر 85/100 قیر 110/10
(%) (%)
6/13 102 10 85
13 96 20 75
5/16 88 30 65
5/23 75 40 55
28 70 50 45
37 65 60 35


نمودار 3- اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 5% روغن H.V.S

اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 10% روغن H.V.S
در این مرحله درصد های مختلف از قیر 85/100، قیر دمیده 110/10 همراه با 10 % برش H.V.S با هم مخلوط گردیده و نتیجه آزمایش نفوذ و آزمایش نقطه نرمی در جدول 10 و منحنی تغییرات آن در نمودار 4 آورده شده است .
جدول 10- اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 10% روغن H.V.S
درجه نفوذ پذیری نقطه نرمی قیر 85/100 قیر 110/10
(%) (%)
5/9 104 0 90
5/15 92 10 80
5/21 85 20 70
24 76 30 60
5/28 5/68 40 50


نمودار 4- اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 10% روغن H.V.S
اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 15% روغن H.V.S

در این مرحله درصد های مختلف از قیر 85/100، قیر دمیده 110/10 همراه با 15 % برش H.V.S با هم مخلوط گردیده و نتیجه آزمایش نفوذ و آزمایش نقطه نرمی در جدول 11 و منحنی تغییرات آن در نمودار 5 آورده شده است .

جدول 11- اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 15% روغن H.V.S
درجه نفوذ پذیری نقطه نرمی قیر 85/100 قیر 110/10
(%) (%)
16 5/92 0 90
3/21 3/84 10 80
5/22 81 20 70
4/28 74 30 60
8/29 5/69 40 50


نمودار 5- اختلاط قیر دمیده 110/10با قیر 85/100 درحضور مقدارثابت 15% روغن H.V.S

همانطور که در نمودارهای نقطه نرمی و درجه نفوذ دیده می شود نقطه نرمی در تمام حالتهای مورد آزمایش (با افزایش H.V.S) به صورت خطی کاهش می یابد. این در حالی است که در همین محدوده درجه نفوذ از حالت نمودار نمایی به خطی تبدیل می شو د. دلیل این امر را شاید بتوان با بررسی چگونگی توزیع ترکیبات آسفالتن ها در قیر بررسی کرد . همانطور که بیان شد در این تحقیق از قیر دمیده که بیشتر بستر این نوع قیرها را گروه های آسفالتنی تشکیل می دهند و بین آنها پیوندهای بین مولکولی ایجاد گردیده و نمای کلی آنها به صورت گلوله های پراکنده در بستر رزینی قیر می باشد به همراه H.V.S و قیر 85/100 که دارای ذرات آسفالتنی بسیار کمتری حتی از قیر 60/70 می باشد استفاده شده است.
با توجه به آزمایش های انجام شده و بررسی رفتارها، نیروهای بین آسفالتن ها و ارتباط آنها با نقطه نرمی و درجه نفوذ می توان به این نکته اشاره نمود که در هنگام انجام آزمو ن های مختلف نقطه نرمی و درجه نفوذ نیروهای تقریبا مشابهی با مکانیسم های مختلف اعمال می گردند که نتایج متفاوتی را حاصل می نمایند در این مقاله همانطورکه دیده شد نقطه نرمی در تمام مراحل اختلاط به صورت خطی عمل می نماید و کاملا قابل پیش بینی هستند و می توان از طریق آنها به قیری با نقطه نرمی دلخواه دست یافت.
2- ترکیبی از چند خوراک در فرآیند پالایش VB (vacuum bottom)، مازوت( نفت کوره سنگین ایران)، HVS (Heavy vacuum slops)
یکی از روش های نوین پالایش استفاده از چند خوراک و ترکیب آنها در فرآیند پالایش می باشد. هدف از این روش استفاده از محاسن هر خوراک و از بین بردن معایب آنها می باشد. همانطور که در این مقاله بیان شد در فرآیند نهایی پالایش چنانچه قیر تولید شده نقطه نرمی و نفوذپذیری بالاتری داشته باشد، قیر مناسب تری جهت تولید عایق رطوبتی پیش ساخته خواهد بود و عایق رطوبتی با استفاده چنین قیری محصولی با کیفیت دلخواه خواهد بود.
در این روش بدنبال تغییر عکس العمل خوراک VB در برابر فرآیند هوادهی هستیم چرا که در فرآیند هوادهی نقطه ذوب VB افزایش می یابد و نقطه نفوذپذیری بشدت کاهش پیدا می کند که این خصوصیت سازگار با شیره قیر مناسب در صنعت عایق رطوبتی پیش ساخته نمی باشد.
ترکیب VB با نفت کوره سنگین ایران، بدلیل پارافین های سنگین و خواص رابری(لاستیکی) به علت بالا بودن زمان هوادهی، در فرآیند پالایش می توان قیری با نقطه نرمی و نفوذپذیری بالا بدست آورد.

با بررسی و مقایسه میزان نفت کوره تولیدی در کشورهای ایران و آمریکا نتایج زیر بدست آمد:
میزان نفت کوره تولیدی نسبت به خوراک پالایشگاهها در پالایشگاههای کشور بر اساس اطلاعات مندرج در ترازنامه انرژی به در حدود 35درصد می باشد که در جدول زیر نشان داده شده است:

جدول 17- نفت کوره تولیدی در پالایشگاه های ایرانی (واحد: میلیون بشکه)
جمع کل 1387 1386 1385 1384 1383 1382 1381-1377 شرح
6400.48 605.23 600.45 601.97 583.15 574.99 566.87 2867.82 خوراک پالایشگاه ها
2218.27 199.31 188.17 196.37 196.16 193.18 198.76 1046.29 تولید نفت کوره
34.66 32.93 31.34 32.62 33.64 33.60 35.06 36.48 نسبت نفت کوره به خوراک پالایشگاه
منبع: ترازنامه انرژی

این در مقایسه با کشوری مانند آمریکا با نفت کوره تولیدی در حدود 5 درصد تولیدات پالایشگاهی که در جدول زیر نشان داده شده است:




جدول 18- نفت کوره تولیدی در پالایشگاه های آمریکا(میلیون بشکه)
سال 2006-1981 2007 2008 2009 2010 2011 جمع کل
Net Production of Crude Oil
خالص تولیدات از نفت خام در پالایشگاهه 150027 6568 6641 6527 6735 4518 181016
Residual Fuel Oil
خالص تولید نفت کوره 7810 246 227 218 213 134 8848
نسبت تولید نفت کوره به نفت خام 5.21 3.74 3.42 3.35 3.17 2.97 4.89

Net Production of Crude Oil and Petroleum Products Crude Oil:
Net Production of Residual Fuel Oil Residual Fuel Oil:
http://www.eia.gov/dnav/pet/pet_pnp_refp_dc_nus_mbbl_m.htm
refrence:

همانطور که ملاحظه می فرمایید تولید نفت کوره به کل تولیدات پالایشگاهها در کشور آمریکا در طی سالهای اخیر روند کاهشی را نشان می دهد.
نتیجه ای که از مقایسه نفت کوره تولیدی توسط پالایشگاه های ایران و آمریکا می توان گرفت این است که بدلیل ضعف پالایشگاههای ایران هنوز بسیاری مواد با ارزش در نفت کوره ایران موجود است که توان استحصال آن را ندارند. لذا نفت کوره سنگین ایران تنها در جایگاه سوخت نمی باشد و می تواند خوراک بسیاری خوبی برای واحدهای پالایش قیر باشد.
لازم به تذکر است که نفت کوره یا مازوت جزء پس ماندهای پالایشگاه می باشد لذا تولیدکنندگان قیر دمیده با استفاده از روش های نوین هوادهی از یک ماده کم ارزش، محصولی قابل مصرف، با کیفیت بالا تولید کرده اند. یادآوری این نکته ضروری است که هیچ گاه قیر تولید شده توسط پالایشگاههای داخلی، بدلیل خصوصیات این قیرها، به تنهایی قیر مناسبی جهت استفاده در صنعت عایق های رطوبتی پیش ساخته نمی باشند.
باتوجه به مطالبی که گفته شد، قیرهای دمیده 85/25 و 90/15 و 110/10 در تمام شرایط آب و هوایی به دلیل خصوصیات این قیرها گزینه بهتری برای استفاده در تولید عایق های رطوبتی پیش ساخته با دوام تر در مقابل سرما و گرما می باشند. که خوراک اصلی واحدهای تولید قیر دمیده همان نفت کوره سنگین ایران می باشد.
لازم به ذکر است نفت کوره در بازار دارای دو نرخ می باشد یکی نفت کوره ای که به عنوان سوخت در اختیار واحدهای تولید ی قرار می گیرد و دیگری نفت کوره ای که به عنوان خوراک تولید قیر به واحدهای تولید داده می شود. که دارای اختلاف قیمت بسیار بالایی می باشد و باعث خارج شدن نفت کوره ارزان تر از چرخه سوخت و مصرف به عنوان خوراک در واحدهای تولید قیر می شود. چرا که در شرایط کنونی نفت کوره به عنوان خوراک با قیمت بالاتری نسبت به نفت کوره سوختی عرضه می شود. در صورتیکه برای حمایت از تولیدکنندگان قیر، می بایست نفتکوره به عنوان مواد اولیه در نظر گرفته شود و دارای قیمتی مناسب و پایین تری نسبت به نفتکوره سوختی باشد. جای تأسف است با وجود اینکه نفت کوره سنگین ایران هنوز دارای مواد باارزش بسیاری جهت استحصال می باشد، به عنوان سوخت مصرف شود.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: