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【關(guān)鍵詞】煤瀝青;性質(zhì)機(jī)理;制備技術(shù);應(yīng)用
引言
由于煤瀝青的組合成分非常復(fù)雜,因此我們對(duì)其真正的反應(yīng)機(jī)理并不十分確定,只能根據(jù)測(cè)試的結(jié)果,相應(yīng)提出一些可能的改性機(jī)理。文章首先介紹了煤瀝青的基本性質(zhì),以及不同種類和組成成分,分析了國(guó)內(nèi)外煤瀝青改性的發(fā)展情況,并且探討了改性煤瀝青的制備方法及其應(yīng)用前景。
一、煤瀝青的性質(zhì)與組成
煤瀝青是煤焦油瀝青的簡(jiǎn)稱,它是煤焦油經(jīng)過(guò)蒸餾并提取餾分后的剩余殘留物,這種瀝青的資源比較豐富,因此價(jià)格相對(duì)更加低廉。煤焦油是在民用煤氣的生產(chǎn)過(guò)程中,煤通過(guò)高溫干餾之后的副產(chǎn)物,或者是生產(chǎn)煉鐵所使用的冶金煤的過(guò)程中得到的一種產(chǎn)物。煤瀝青是在煤焦油的加工過(guò)程中分離出來(lái)的一種副產(chǎn)品,其產(chǎn)率一般情況下能夠超過(guò)百分之五十。在常溫狀態(tài)下,煤瀝青通常是以黑色固體的狀態(tài)存在,它沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn),并且以玻璃的性狀呈現(xiàn),受熱之后會(huì)軟化,再進(jìn)一步加熱就會(huì)熔化。煤瀝青廣泛應(yīng)用于金屬冶煉行業(yè)、碳素工業(yè)、耐火材料產(chǎn)業(yè)、道路建筑行業(yè)等多種領(lǐng)域。
煤瀝青的組成成分非常復(fù)雜,是多種成分混合組成的一種共熔物,經(jīng)過(guò)科學(xué)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn),煤瀝青中含有七十多種化合物,大部分都是超過(guò)三環(huán)的多環(huán)芳烴類物質(zhì),還包含有氮、氧、硫元素在內(nèi)的雜環(huán)化合物,另外還有少量高分子碳素物質(zhì)。這些化合物中大概有一半含有甲基、苯基、亞氨基和酚羥基等成分。煉焦煤的基本性質(zhì)以及雜原子含量直接關(guān)系到瀝青的組成成分,煤焦油的蒸餾條件會(huì)影響瀝青的性質(zhì),另外煉焦的工藝也會(huì)影響到瀝青的品質(zhì)。煤瀝青與其他瀝青相比,其價(jià)格更加低廉,而且具有高流動(dòng)性和高含碳量的特點(diǎn),并且比較容易石墨化,因此煤瀝青常被用作碳材料的基本前驅(qū)體。
煤瀝青的化學(xué)組成非常復(fù)雜,因此必須利用溶劑組分分析法來(lái)分析其特征,煤瀝青能分離為若干芳香族化合物,用不同溶解力的溶劑,就可以對(duì)煤瀝青作溶劑抽提,把煤瀝青分為不同組分。
二、煤瀝青的幾種類型與改性煤瀝青的制備技術(shù)
煤瀝青分為很多不同的種類,煤瀝青產(chǎn)品可以分為高溫、中溫、低溫三個(gè)級(jí)別,其中的高溫瀝青在普通煤瀝青中屬于高級(jí)品,其與改質(zhì)瀝青非常相似,不同之處在于改質(zhì)瀝青的軟化點(diǎn)雖然與高溫瀝青差不多,但是對(duì)瀝青的組分含量以及結(jié)焦值的要求不同,高溫瀝青只對(duì)軟化點(diǎn)有一定的要求,改質(zhì)瀝青對(duì)質(zhì)量品級(jí)的要求較為苛刻,而且對(duì)煤瀝青的組成要求非常嚴(yán)格,這些苛刻的要求是針對(duì)生產(chǎn)碳材料的有關(guān)要求進(jìn)行設(shè)定的。目前我國(guó)的很多煤焦油加工企業(yè)大多數(shù)不進(jìn)行瀝青加工,其價(jià)格一般情況下都比原料焦油要低,因此煤焦油加工企業(yè)因?yàn)樾б娌患讯萑肜Ь常糠制髽I(yè)甚至甚至出現(xiàn)虧損狀況。因此對(duì)煤瀝青的深加工進(jìn)行研究、探索和創(chuàng)新,提高煤瀝青深加工產(chǎn)品附加值,可以說(shuō)是當(dāng)前煤焦油加工業(yè)面臨的一項(xiàng)非常重要的課題。
改性煤瀝青的制備技術(shù)有很多種,在這里我們重點(diǎn)介紹兩種,首先介紹氧化法,氧化法主要是在特定環(huán)境中通入空氣,從而使瀝青與氧氣相結(jié)合產(chǎn)生氧化作用,利用這種方法能夠使殘化率更高,使流變性能更好,如果在其中添加硫,殘?zhí)柯蕰?huì)得到進(jìn)一步的提高。需要注意一點(diǎn),就是如果氧含量超過(guò)百分之七時(shí),就會(huì)完全抑制中間相的轉(zhuǎn)化,而獲得石墨化焦炭。如果在其中加入硫,就會(huì)導(dǎo)致瀝青產(chǎn)生過(guò)度交聯(lián),這樣瀝青的使軟化點(diǎn)就會(huì)大幅提高,硫的含量如果達(dá)到百分之十的時(shí)候,得到的碳也不能石墨化。用氧化法對(duì)瀝青進(jìn)行改質(zhì)后,瀝青的軟化點(diǎn)會(huì)更高,這種改質(zhì)生產(chǎn)工藝相對(duì)比較落后,所以很難產(chǎn)出電極用瀝青。
第二種改性煤瀝青的制備技術(shù)是熱聚合法。熱聚合法是利用焦?fàn)t煤氣對(duì)瀝青加熱爐直接進(jìn)行加熱,導(dǎo)入中溫瀝青后在加壓釜內(nèi)進(jìn)行高溫加熱,五個(gè)小時(shí)后蒸氣全部回流,不得使其跑出釜外,用閃蒸塔進(jìn)行閃蒸并快速導(dǎo)出低沸點(diǎn)物質(zhì),這種方法主要是經(jīng)過(guò)了熱處理,并且對(duì)瀝青進(jìn)行加壓處理,因此瀝青的β樹(shù)脂含量非常高,軟化點(diǎn)比較低,質(zhì)量指標(biāo)比較好。
改性煤瀝青的制備方法還有很多種,包括加壓熱聚處理法、減壓熱聚處理法和G-T法等。
三、改性瀝青的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用
改性之后的瀝青具有更好的優(yōu)點(diǎn),瀝青的高溫穩(wěn)定性能進(jìn)一步提高,具有較好的粘結(jié)力,而且抗水損害能力、低溫抗裂能力、抗反射裂縫能力等都有較大的提高,因此使用壽命更長(zhǎng)。瀝青的抗高溫性能越高,在夏季高溫對(duì)路面的作用和傷害就越小。雨水對(duì)路面的損害也非常大,在夏季的陰雨天氣中,道路上的雨水會(huì)對(duì)道路造成一定的損害,導(dǎo)致路面的承載力降低,最終使道路的表面產(chǎn)生很多坑槽或者裂縫。因此,改性瀝青的抗水能力就顯得特別重要。
改性瀝青的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾點(diǎn):第一,改性瀝青及其混合料具有較強(qiáng)的高溫穩(wěn)定性能,這就在很大程度上提高了瀝青路面的承載力;第二,改性瀝青的粘附力大大提高,瀝青與集料的粘結(jié)力增強(qiáng),這就在一定程度上提高了路面的抗水能力;第三,使用改性瀝青鋪設(shè)道路能夠延長(zhǎng)路面壽命,同時(shí)還能使路面的養(yǎng)護(hù)周期更長(zhǎng),在一定程度上減少道路維護(hù)費(fèi)用;第四,改性瀝青的應(yīng)用范圍更廣,可以用于薄層磨耗層、開(kāi)級(jí)配瀝青面層、機(jī)場(chǎng)跑道、橋面伸縮縫、重交通路面、壩體防水、防水卷材等方面。新型路面結(jié)構(gòu)對(duì)瀝青的要求越來(lái)越高,特殊條件下使用瀝青的情況也越來(lái)越多,因此促進(jìn)了對(duì)改性瀝青的研究。
四、改性瀝青材料應(yīng)用前景
目前我國(guó)絕大部分道路仍是質(zhì)量較差的中低級(jí)路面,因此今后一段時(shí)期內(nèi),我國(guó)道路建設(shè)的投入不會(huì)減少,道路等級(jí)會(huì)不斷提高。改性瀝青是優(yōu)質(zhì)瀝青中的優(yōu)質(zhì)瀝青,根據(jù)目前國(guó)外經(jīng)驗(yàn)改性瀝青的用量約占瀝青總量的10%,我國(guó)對(duì)改性瀝青的需求量會(huì)越來(lái)越多,如果達(dá)到目前工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的水平,對(duì)改性瀝青的年需求量將達(dá)到100萬(wàn)噸以上。
因改性瀝青新材料是由廢棄輪胎粉加入合成的,合理利用污染物的同時(shí)增強(qiáng)了道路的抗老化、防氧化性能,使道路的壽命延長(zhǎng)1~3倍,極大節(jié)省了道路的維修費(fèi)用。目前,我國(guó)市政道路建設(shè)處于快速發(fā)展期,改善道路使用性能,延長(zhǎng)道路使用壽命,節(jié)約道路維護(hù)成本是我國(guó)市政道路建設(shè)亟待解決的問(wèn)題之一。因此橡膠粉用于瀝青混凝土路面,不僅解決了廢舊輪胎帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題,還可為解決當(dāng)前市政道路建設(shè)存在的一些問(wèn)題找到合理的技術(shù)途徑,為使用者提供一條耐久、平整、舒適、安靜的路面環(huán)境。
五、結(jié)論
我國(guó)對(duì)改性瀝青的研究仍處在探索階段,承擔(dān)這一工作的多數(shù)為一些科研單位和高等院校,產(chǎn)業(yè)和研究仍然存在著脫節(jié)現(xiàn)象,這就導(dǎo)致我國(guó)的工業(yè)化的實(shí)際應(yīng)用相比國(guó)外存在一定的差距,此外我國(guó)改性瀝青的生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)滯后,缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,所以對(duì)改性瀝青反應(yīng)原理的研究,是當(dāng)前需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
煤焦油主要是指煤在氣化以及高溫干餾的作用下呈現(xiàn)黑褐色、黑色以及刺激性臭味的粘稠狀液體,煤焦油瀝青屬于碳?xì)浠衔?,主要是在煤焦油中進(jìn)行蒸餾處理而得到的,采用深加工工藝進(jìn)行處理后,促進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的附加值得到提高。最近幾年,由于我國(guó)市場(chǎng)受到內(nèi)部、外部等因素的影響,我國(guó)的焦炭產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢(shì)。本文就我國(guó)煤焦油與瀝青深加工工藝進(jìn)行全面分析,同時(shí)探討其發(fā)展趨勢(shì)。
煤焦油及瀝青深加工工藝類型
1 洗油加工工藝
煤焦油加工工藝中洗油加工工藝主要集中著氧芴、芴、苊以及甲基萘等較為重要的化合物,同時(shí)還存在著聯(lián)苯、吲哚、異喹啉以及喹啉等化合物,因?yàn)橄从图庸ぞ唧w是在焦?fàn)t煤氣吸苯的流程上使用,因此,采用化學(xué)等方式利用洗油加工工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)較低。
2 酚油加工工藝
煤焦油中酚類化合物主要是低級(jí)酚物質(zhì),具體在210~230℃以及170~210℃等餾分中進(jìn)行集中,焦油大概的總量為15%。通常情況下,提取粗酚時(shí)通過(guò)減壓精餾進(jìn)行,能夠獲得二甲酚、對(duì)甲酚、間甲酚、鄰甲酚以及苯酚等不同類型的產(chǎn)品。
3 輕油加工工藝
輕油加工工藝具體是加工苯材料,主要是通過(guò)精制粗苯的方式獲得二甲苯、甲苯以及純苯等不同類型的產(chǎn)品?,F(xiàn)今,我國(guó)精制焦化粗苯的方法主要分成酸洗法、加氫法兩種不同類型。由于酸洗法有著較多的弊端,國(guó)外較多的多家逐漸的研制出較多加氫精制的方式,在粗苯加氫的精制的工藝上較為適合,采用加氫法進(jìn)行精制的煤焦油具有較強(qiáng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力、較好的環(huán)境、較高收率以及較高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)。
4 煤焦油瀝青深加工工藝
煤焦油在進(jìn)行蒸餾后的殘?jiān)鼊t會(huì)形成瀝青,由于有著不相同的蒸餾條件,通常情況下,產(chǎn)率均為55%~65%。煤焦油瀝青的多相體系屬于相對(duì)復(fù)雜的,其有95%~97%,有著5%~7%的含氫量。因此,不同碳素材料在制取中的原料不能替代。煤焦油瀝青瀝青深加工主要的生產(chǎn)工藝如下:采用粉碎機(jī)把固態(tài)類型的煤焦油瀝青進(jìn)行粉碎處理,確保粉碎的粒狀能夠滿足相應(yīng)的要求,通過(guò)固體瀝青傳送帶在熔煉裝置中進(jìn)行轉(zhuǎn)移處理,使蒸汽在循環(huán)過(guò)程中的煤焦油瀝青能夠全面融合。通常情況下,于450℃的高溫反應(yīng)爐中采用常壓蒸餾的方式進(jìn)行熔體有著冷凝回流的情況,待反應(yīng)爐有著525℃的高溫時(shí)應(yīng)該再次將熔體進(jìn)行蒸餾處理,該加工過(guò)程出現(xiàn)輕烴揮發(fā)物會(huì)發(fā)生冷卻的情況,同時(shí)在熔煉爐中能夠起到循環(huán)使用等作用。采用通風(fēng)柱對(duì)液態(tài)物進(jìn)行通風(fēng)處理后,將液態(tài)瀝青以及瀝青固化裝置運(yùn)到存儲(chǔ)罐內(nèi),瀝青的固體顆粒狀按照1000kg每袋進(jìn)行包裝,液體瀝青則在存儲(chǔ)罐內(nèi)進(jìn)行保存,在加工時(shí)出現(xiàn)的濕氣會(huì)出現(xiàn)冷卻的情況,可以采用排氣管進(jìn)行排放處理。
煤焦油及瀝青深加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)分析
我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展中煤焦油化工占據(jù)著非常重要的位置,在高碳原料以及多環(huán)芳烴材料的提供上面有無(wú)法取代的位置。目前,我國(guó)煤焦油有著較為豐富的資源,每年生產(chǎn)的產(chǎn)量高于270噸,雖然獲得較為快速的發(fā)展,但還是在環(huán)境、加工深度、技術(shù)以及加工點(diǎn)方面有著一定的弊端。所以,根據(jù)市場(chǎng)的具體需求,通過(guò)新工藝、新技術(shù)等將較為貴重的化工產(chǎn)品從煤焦油產(chǎn)物中進(jìn)行提取,不但能夠促進(jìn)綜合利用資源得到實(shí)現(xiàn),還在一定程度上使產(chǎn)品的附加值得到提高,獲得相對(duì)明顯的社會(huì)、環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)等效益。另外,在高密度、高強(qiáng)以及C/C復(fù)合材料等制備時(shí)需要通過(guò)浸漬進(jìn)行處理,通常情況下,我國(guó)較多廠家在使用浸漬劑時(shí)可以通過(guò)使用煤焦油改制瀝青以及煤焦油瀝青,由于這種類型的瀝青材料有著較低的產(chǎn)碳量,所以,在浸漬處理上的難度較大,尤其是在對(duì)航空公司高性能材料的制備中。某煤化公司通過(guò)化學(xué)純升華硫以及理性作為主要原材料,對(duì)高產(chǎn)碳瀝青進(jìn)行制備,主要采取蒸餾對(duì)煤瀝青進(jìn)行凈化,將QI組分進(jìn)行一次性清除,將煤瀝青采用硫化法進(jìn)行調(diào)制,最后多獲得的瀝青有著較好的熱穩(wěn)定性、較高的產(chǎn)碳率、較好的流動(dòng)性以及較小的芳香度等,用來(lái)做浸漬瀝青有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)。
結(jié)束語(yǔ)
滿懷高興的心情,我們來(lái)到了心中的夢(mèng)境~~青島。
第一站,我們來(lái)到了棧橋,這里舒適的環(huán)境使游客們賞心悅目。遠(yuǎn)眺,碧藍(lán)色的大海泛起一叢叢白色浪潮,一群群海鷗在海面上追逐嬉戲,他們與海面交相輝映,構(gòu)成了一副楚楚動(dòng)人的動(dòng)態(tài)畫(huà)。有了海鷗的點(diǎn)綴,海面上增添幾分神韻,讓游客們心曠神怡。
第二站,我們來(lái)到沙灘上,一陣陣暖風(fēng)吹過(guò)我的臉頰,滋潤(rùn)著我的心田,望著這蔚藍(lán)色的大海,不僅使我陷入了遐想:2008年北京奧運(yùn)會(huì)的帆船比賽就是在眼前這片蔚藍(lán)色的大海上舉行的,他更為這片蔚藍(lán)色的大海增添了一道亮麗的風(fēng)景線。
我癡癡的望著著誘人的,奇妙的,大海,忘記了周圍的一切,這時(shí),姐姐對(duì)我說(shuō):“還愣著干嘛,快換上泳衣,來(lái)洗個(gè)涼水澡吧”!“ 可是,水很涼”我慢慢吞吞地說(shuō)。但我終究擺脫不了大海對(duì)我的誘惑,我還是跟隨姐姐進(jìn)入了海中。歡樂(lè)之中,讓我忘記了海是涼的,只覺(jué)得心田是暖的。
最后,我們來(lái)到了海底世界這里的海洋生物數(shù)不盡數(shù),各種各樣的動(dòng)物們變幻莫測(cè),這里有魚(yú)、蝦、海豹、海獅······我們乘坐著海底隧道觀看了鯊魚(yú)群,景象十分壯觀,為海洋增添了一層神秘面紗,而我們就失去揭開(kāi)這層神秘面紗的人。
早晨,我從睡夢(mèng)中醒來(lái),便看見(jiàn)清江被幾團(tuán)白霧籠罩著。一只小船從水面劃過(guò),波紋就一圈一圈的蕩漾開(kāi)去。小鳥(niǎo)站在樹(shù)枝上叫著,使清江顯得更加生氣勃勃。船聲也在為小鳥(niǎo)伴奏,就連岸邊的大石頭,也笑出了聲???!它們笑的多開(kāi)心呀!
中午,火紅的太陽(yáng)照到水面上,使水面像蓋上了一層金紗,金光閃閃,美麗極了。孩子們?cè)谒镒紧~(yú)、摸蝦。還在水里打仗,把浪花濺得老高??粗麄兡切ξ臉幼?,你也會(huì)忍不住去和他們一起玩。
晚上,調(diào)皮的星星和月亮在玩耍時(shí),一不小心掉進(jìn)了水里。小魚(yú)們看見(jiàn)了,把月亮和星星當(dāng)作了香噴噴的餅干,剛準(zhǔn)備上去咬一口,咦,餅干去哪了呀?哦,原來(lái)餅干長(zhǎng)翅膀飛到天上去了!小魚(yú)們張著嘴,真希望一天,餅干能掉下來(lái)。
深夜了,人們睡得香香的,做著美好的夢(mèng)。只有媽媽那雙溫柔的雙手輕輕撫摸著它的寶寶——
清江。
歷史的輪回轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)凄涼的夜,垓下,四面楚歌。清明的雨,絲絲縷縷,淅淅瀝瀝,那是否是沉思者的眼淚?
清明的雨將桃花綻放得異常的鬧,那是否是沉思者的笑顏?躲在風(fēng)中笑?
清明節(jié),清明的風(fēng),帶來(lái)枝頭的點(diǎn)點(diǎn)新綠,攜來(lái)初綻繁花的陣陣芬芳,送來(lái)陽(yáng)春的和煦與嫵媚,更引起了我們對(duì)我往昔的追憶同,對(duì)死去的靈魂的緬懷,對(duì)未來(lái)的憧憬。
虞姬:清明的幽魂
葉影憧憧,風(fēng)從楊樹(shù)下穿過(guò),皎潔的月光映在了霸王的臉上。虞姬第一次從他那里看出了擔(dān)憂。劉邦正一步步奪走他的一切,戰(zhàn)無(wú)不勝的霸王竟也不得不面對(duì)兵敗如山倒的現(xiàn)實(shí)。虞姬明白,項(xiàng)王擔(dān)心的正是自己,她走投無(wú)路,悲哀地嘶鳴,虞姬奪下寶劍,揮向自己的脖勁,鮮血噴灑,嘴角露出的卻是幸福的笑,“將軍,保重!”氣若游絲的呼喊。
黛玉:心碎的靈魂
焚稿斷癡情,淚灑相思地。寶玉和寶釵的事本來(lái)就是黛玉多年來(lái)的心病,如今寶玉也“拋棄”了她,怎么不使她心碎呢?“狠心”這兩個(gè)字又代表什么?黛玉口吐鮮血,讓人悲傷。你這樣地死去,值得嗎?
綠珠:清明的孤魂
綠珠,這個(gè)名字天下皆知,只因她的絕色傾城。趙王司馬化向石崇要婢女,獨(dú)要綠珠。石崇回絕,刀兵便包圍了金谷園。石崇輕笑:“我為卿獲罪。”綠珠落淚:“愿死君前!”說(shuō)完,便從高臺(tái)縱身躍下,身后,是石崇飛濺的鮮血。
她們都是為心愛(ài)之人而死,卻無(wú)遺跡可尋。只有用這清明的點(diǎn)點(diǎn)燈燒來(lái)憑吊這美麗的靈魂。