瀝青的主要產品

石油瀝青

石油瀝青是原油加工過程的一種產品，在常溫下是黑色或黑褐色的粘稠的液體、半固體或固體，主要含有可溶于氯仿的烴類及非烴類衍生物，其性質和組成隨原油來源和生產方法的不同而變化。石油瀝青的主要組分是油分、樹脂和地瀝青質。還含2%~3%的瀝青碳和似碳物，還含有蠟。瀝青中的油分和樹脂能浸潤瀝青質。瀝青的結構以地瀝青質為核心，吸附部分樹脂和油分，構成膠團。

產品性能

石油瀝青色黑而有光澤，具有較高的感溫性。對石油瀝青可以按以下體系加以分類：

生產方法

（1）蒸餾法：是將原油經常壓蒸餾分出汽油、煤油、柴油等輕質餾分，再經減壓蒸餾（殘壓10~100mmHg）分出減壓餾分油，余下的殘渣符合道路瀝青規(guī)格時就可以直接生產出瀝青產品，所得瀝青也稱直餾瀝青，是生產道路瀝青的主要方法。

（2）溶劑沉淀法：非極性的低分子烷烴溶劑對減壓渣油中的各組分具有不同的溶解度，利用溶解度的差異可以實現(xiàn)組分分離，因而可以從減壓渣油中除去對瀝青性質不利的組分，生產出符合規(guī)格要求的瀝青產品，這就是溶劑沉淀法。

（3）氧化法：是在一定范圍的高溫下向減壓渣油或脫油瀝青吹入空氣，使其組成和性能發(fā)生變化，所得的產品稱為氧化瀝青。減壓渣油在高溫和吹空氣的作用下會產生汽化蒸發(fā)，同時會發(fā)生脫氫、氧化、聚合縮合等一系列反應。這是一個多組分相互影響的十分復雜的綜合反應過程，而不僅僅是發(fā)生氧化反應，但習慣上稱為氧化法和氧化瀝青，也有稱為空氣吹制法和空氣吹制瀝青。

（4）調合法：調合法生產瀝青最初指由同一原油構成瀝青的4組分按質量要求所需的比例重新調合，所得的產品稱為合成瀝青或重構瀝青。隨著工藝技術的發(fā)展，調合組分的來源得到擴大。例如可以從同一原油或不同原油的一、二次加工的殘渣或組分以及各種工業(yè)廢油等作為調合組分，這就降低了瀝青生產中對油源選擇的依賴性。隨著適宜制造瀝青的原油日益短缺，調合法顯示出的靈活性和經濟性正在日益受到重視和普遍應用。

（5）乳化法：瀝青和水的表面張力差別很大，在常溫或高溫下都不會互相混溶。但是當瀝青經高速離心、剪切、重擊等機械作用，使其成為粒徑0.1~5微米的微粒，并分散到含有表面活性劑（乳化劑——穩(wěn)定劑）的水介質中，由于乳化劑能定向吸附在瀝青微粒表面，因而降低了水與瀝青的界面張力，使瀝青微粒能在水中形成穩(wěn)定的分散體系，這就是水包油的乳狀液。這種分散體系呈茶褐色，瀝青為分散相，水為連續(xù)相，常溫下具有良好流動性。從某種意義上說乳化瀝青是用水來“稀釋”瀝青，因而改善了瀝青的流動性。

（6）改性瀝青：現(xiàn)代公路和道路發(fā)生許多變化：交通流量和行駛頻度急劇增長，貨運車的軸重不斷增加，普遍實行分車道單向行駛，要求進一步提高路面抗流動性，即高溫下抗車轍的能力；提高柔性和彈性，即低溫下抗開裂的能力；提高耐磨耗能力和延長使用壽命。現(xiàn)代建筑物普遍采用大跨度預應力屋面板，要求屋面防水材料適應大位移，更耐受嚴酷的高低溫氣候條件，耐久性更好，有自粘性，方便施工，減少維修工作量。使用環(huán)境發(fā)生的這些變化對石油瀝青的性能提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。對石油瀝青改性，使其適應上述苛刻使用要求，引起了人們的重視。經過數(shù)十年研究開發(fā)，已出現(xiàn)品種繁多的改性道路瀝青、防水卷材和涂料，表現(xiàn)出一定的工程實用效果。但鑒于改性后的材料價格通常比普通石油瀝青高2~7倍，用戶對材料工程性能尚未能充分把握，改性瀝青產量增長緩慢。改性道路瀝青主要用于機場跑道、防水橋面、停車場、運動場、重交通路面、交叉路口和路面轉彎處等特殊場合的鋪裝應用。歐洲將改性瀝青應用到公路網(wǎng)的養(yǎng)護和補強，較大地推動了改性道路瀝青的普遍應用。改性瀝青防水卷材和涂料主要用于高檔建筑物的防水工程。隨著科學技術進步和經濟建設事業(yè)的發(fā)展，將進一步推動改性瀝青的品種開發(fā)和生產技術的發(fā)展。改性瀝青的品種和制備技術取決于改性劑的類型、加入量和基質瀝青（即原料瀝青）的組成和性質。由于改性劑品種繁多，形態(tài)各異，為了使其與石油瀝青形成均勻的可供工程實用的材料，多年來評價了各種類型改性劑，并開發(fā)出相應的配方和制備方法，但多數(shù)已工程實用的改性瀝青屬于zhuanli技術和zhuanli產品。

主要用途

主要用途是作為基礎建設材料、原料和燃料，應用范圍如交通運輸（道路、鐵路、航空等）、建筑業(yè)、農業(yè)、水利工程、工業(yè)（采掘業(yè)、制造業(yè)）、民用等各部門。

包裝與貯存

瀝青在生產和使用過程中可能需要在貯罐內保溫貯存，如果處理適當，瀝青可以重復加熱即可在較高溫度保持相當長的時間而不會使其性能受到嚴重損害。但是如果接觸氧、光和過熱就會引起瀝青的硬化，最顯著的標志是瀝青的軟化點上升，針入度下降，延度變差，使瀝青的使用性能受到損失

加熱輸出

瀝青存儲在大型儲罐中，當在使用輸出時，需要對儲罐中的瀝青進行加熱后，提高瀝青的流動性，方可順利、快速輸出。加熱輸出需要的熱源一般是導熱油。據(jù)石油化工技術推廣中心介紹，傳統(tǒng)加熱方式如下缺點：

1、加熱過程不經濟。當只需要倒出少量瀝青時，也要對整個罐內的瀝青全部進行加熱，加熱的瀝青量是該次使用量的幾倍，使大量的導熱油做了無用功。

2、罐內各部分瀝青溫度不均衡。靠近加熱器的瀝青溫度較高，遠離加熱器的瀝青溫度較低，嚴重影響了出油的流動性。

3、影響瀝青質量。反復對罐內瀝青進行加熱，加熱過程中產生大量細小的分解物，對瀝青色度質量產生一定的影響，增加了后期處理的成本。

局部加熱技術：導熱油進入“局部快速加熱器”后，對瀝青罐中的瀝青進行局部快速加熱，需要多少瀝青，加熱多少瀝青，不用整罐、反復加熱，在節(jié)省能源的同時，瀝青輸出更加迅速。

巖瀝青

瀝青路面的流動變形是國際上最常見的瀝青路面損壞現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計，在路面的維修統(tǒng)計中，約有80%是因為車轍引起的變形破壞。通過工程實踐發(fā)現(xiàn)，加入巖瀝青的改性瀝青在高溫穩(wěn)定方面有較大的優(yōu)勢，能夠很好地解決高等級瀝青路面由于大交通量，超重超載等引起的路面車轍，早期病害等現(xiàn)象。

巖瀝青是石油經過長達億萬年的沉積、變化，在熱、壓力、氧化、觸媒、細菌等的綜合作用下生成的瀝青類物質。常用為基質瀝青改性劑。巖瀝青的物理特性趨近于“煤”。

國內已經探明的天然巖瀝青礦產資源主要分布于我國新疆，青海以及四川青川一帶。青川巖瀝青礦分布在我國有著天府之國美譽的四川北部龍門山地區(qū)，初步探明的儲量在300萬噸以上，遠景儲量1000萬噸，被專家譽為“中國乃至世界罕見的瀝青天然礦體”，儲藏量位居全國第一。川北的天然巖瀝青是以分子量高達一萬的瀝青質為主要組成成分，其化學構成為碳81.7%，氫7.5%，氧2.3%，氮1.95%，硫4.4%，鋁1.1%，硅0.18%及其他金屬0.87%。其中，碳、氫、氧、氮、硫的含量較高，幾乎每個瀝青質的大分子中都含有上述元素的極性官能團，使其在巖石的表面產生極強的吸附力。

國內超級瀝青研發(fā)成果

2014年5月25日，中國軍隊首次在鄭民高速公路上進行第三代戰(zhàn)機跑道試飛。揚子晚報軍事專家孫小偉解讀說，可供飛機起降的高速路跑道要求非常嚴格，與一般高速公路鋪設的標準不一樣。其中一個關鍵點是這條高速公路的“材質”，鄭民高速公路的最上面鋪了一層特殊的改進瀝青混凝土。記者昨日從東南大學采訪獲悉，這種耐300℃高溫零下30℃低溫的“超級瀝青”由東南大學聯(lián)合句容寧武科技開發(fā)公司研制的。

“超級”瀝青

能耐300℃高溫，耐酸耐堿有彈性

“鄭民高速（鄭州至民權），是河南省高速公路網(wǎng)中重要的一條聯(lián)絡通道，全線采用雙向四車道高速公路技術標準。2008年，鄭民高速公路開始修建，由東南大學博士后張占軍擔任總負責，鋪設這條高速所用的國產‘超級瀝青’是由江蘇研發(fā)制造的。”東南大學校長助理朱建設研究員告訴記者，這種瀝青叫“環(huán)氧瀝青”。

與常見的瀝青不同，制造環(huán)氧瀝青是將環(huán)氧樹脂加入瀝青中，經過與固化劑發(fā)生反應，使瀝青具有很高的強度及韌性，且在高低溫下變形很小。這種材料看起來簡單，只要把瀝青和環(huán)氧樹脂按照一定比例混合起來即可。然而，要想得到材料的合適配比卻比登天還難?？蒲袔缀跏窃谝黄瞻字姓归_。“就像人的血型一樣，輸血得找能配對的，瀝青和環(huán)氧樹脂，顯然相互不能融合，難就難在這里。

由江蘇自主研發(fā)的這種環(huán)氧瀝青究竟有多牛呢？朱建設介紹，在反復實驗室中，國產環(huán)氧瀝青保持在300℃高溫及零下30℃低溫下不變形，“噴氣式飛機起降時噴出的氣體溫度達1000℃，瞬間可‘融化’普通瀝青?！边@種瀝青還耐腐蝕，“我們曾做實驗，把環(huán)氧瀝青分別浸泡在酸、堿、鹽中一個多月，拿出來幾乎沒有變化。”這種瀝青還有一個特點是有韌性，“過去我們的路面多是剛性，車開上去硬碰硬，噪音大，車輪和路面的磨損都嚴重。新型瀝青有一定彈性，為重型飛機起降時提供緩沖力，飛機不易磨損?！边€有一個關鍵點，這種材質是吸水的，可滲透因雨雪導致的積水。

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研發(fā)之路

長江二橋鋪的美國瀝青，國產造價便宜一半

不過在2006年前，這種耐高溫低溫、耐壓的環(huán)保瀝青的制造技術由美國壟斷，并實行技術封鎖。2001年，中國工程院院士、東南大學黃衛(wèi)教授領銜的團隊在鋪設長江二橋時，用了美國的“環(huán)氧瀝青”，如果用普通的瀝青鋪裝，在溫差大的季節(jié)，橋面容易出現(xiàn)裂縫并產生滑移，會陷入“屢壞屢修、屢修屢壞”的怪圈?！暗绹沫h(huán)氧瀝青價格高得嚇人，一噸要人民幣7萬多元。二橋鋪完了，黃衛(wèi)教授就說，必須開發(fā)中國自己的環(huán)氧瀝青鋪裝材料與成套技術，國家重大工程建設的核心技術，必須掌握在我們中國人手里！”

2001年，東南大學成立了“新型環(huán)氧瀝青制造設備及工程應用項目組”，黃衛(wèi)教授擔任組長，朱建設研究員是主要負責人，并選擇了句容寧武開展產學研合作。“東南大學交通學院、化學化工學院、自動化學院三大學院教授和寧武科技的技術人員攜手，一起努力了6年多，終于掌握了這種特殊瀝青的制造方法?！薄懊绹囊?萬多一噸，我們的價格只有它的一半，3萬多。