فرآیند تولید قیر

فرآیند تولید قیر

1- فرآيند ناپيوسته (Batch Process) در فرآيند ناپيوسته ، برج هوادهي با حجم معين از خوراک پر شده و کوره پيش گرم کن(Pre Heater)دمنده هوا يا کمپرسور(Blower or Compressor) برج هوادهي(Oxidizer Tower) سيستمي براي جمع آوري و سوزاندن بخارات 2- فرآيند پيوسته (Continues Process) در فرآيند پيوسته ، خوراک با دبي معين و قابل کنترل و دماي از کاهش هزينه تجهيزات و نگهداري افزايش راندمان و مقدار توليد در واحد زمان کاهش بار حرارتي پيش گرم کن هاي خوراک آساني عمليات کنترل و انجام فرآيند بخاطر ماهيت پيوسته فرآيند کمتر شدن هواي مصرفي و کوتاه شدن زمان هوادهي به خاطر

1- فرآيند ناپيوسته (Batch Process)
در فرآيند ناپيوسته ، برج هوادهي با حجم معين از خوراک پر شده و کوره پيش گرم کن(Pre Heater)دمنده هوا يا کمپرسور(Blower or Compressor) برج هوادهي(Oxidizer Tower) سيستمي براي جمع آوري و سوزاندن بخارات

2- فرآيند پيوسته (Continues Process)
در فرآيند پيوسته ، خوراک با دبي معين و قابل کنترل و دماي از کاهش هزينه تجهيزات و نگهداري افزايش راندمان و مقدار توليد در واحد زمان کاهش بار حرارتي پيش گرم کن هاي خوراک
آساني عمليات کنترل و انجام فرآيند بخاطر ماهيت پيوسته فرآيند کمتر شدن هواي مصرفي و کوتاه شدن زمان هوادهي به خاطر

واحدهاي قيرسازي

خوراك قيرسازي، ته‌ماندهء برج تقطير در خلاء (vacuum bottom) است كه در واحد تقطير توليد و به برج هوادهي سرازير مي‌گردد و هواي مورد نياز جهت اكسيداسيون توسط دمنده (Blower) و كمپرسور تامين و كمبود آن از طريق واحد خدمات (Utility) تهيه مي‌گردد. محصول قير پس از هوادهي با درجه حرارت حدود C°250 تا C°265 از برج خارج شده و توسط سه مبدل حرارتي خنك شده و به مخازن نگهداري محصول هدايت مي‌گردد. درجه حرارت اين مخازن C°180 حفظ مي‌شود كه با پر شدن هر كدام از مخازن، نمونه‌گيري شده و پس از تاييد كنترل كيفيت آزمايشگاه به مخازن بارگيري ارسال مي‌گردد. براي جلوگيري از آلودگي محيط زيست گازهاي سبك متصاعد شده از بالاي برج واكنش كه در اثر دهیدروژناسیون به وجود آمده پس از ورود به Knock out drum و ته‌نشين شدن مايعات سنگين به طرف كوره Incinerator هدايت گرديده و با گاز طبيعي در درجه حرارت C°800 سوخته مي‌شود. در اين واحد در حال حاضر فقط قير70/60 توليد مي‌شود. ظرفيت توليد واحد يك (قديم) طبق طراحي كشور سازنده (آمريكا) BPD5400 بشكه در روز بوده كه در حال حاضر با تغييراتــي به BPD22000 بشكه در روز افزايــش يافتــه است. در بخـش آسفالت دو يا قير پورنر دو راكتور (R-1601 A,B) بشكل مجزا جهت ساختن انواع قير طراحي شده است كه ظرفيت هر كدام BPD 5800 بشكه در روز بوده كه در حال حاضر مجموعا به BPD 18000 بشكه در روز افزايش يافته است.

اين واحد براي ساخت انواع قير طراحي شده است كه تفاوت آن با واحد آسفالت يك، دو پوسته بودن برج و داشتن همزن است. در اين واحد نيز خوراك از ته مانده برج خلاء واحدهاي تقطير تامين مي‌گردد و جهت ساخت قير 25/85 يك مسير روغن خام سنگين نيز به سيستم اضافه شده است. دو كمپرسور هوا با ظرفيت M3/H5000 هواي اين واحد را تامين مي‌كند. سيستم قابل توجه در اين واحد كنترل سطح مايع در برج‌ها با استفاده از دور موتورها براي صرفه‌جويي در مصرف انرژي برق است. بخش قير سرد جاده‌اي جهت ساخت قير سرد با نام‌هايMC-250 و RC-70 با ظرفيت B/D 7100 بشكه در روز طراحي گرديده است كه خوراك اصلي آن قير 70/60 بوده كه به ترتيب با نفت سفيد و نفتا با نسبت‌هاي مشخص مخلوط شده و سپس در مبدلهاي حرارتي خنك گرديده و به مخازن ذخيره قير هدايت مي‌شود. پس از آزمايش هر مخزن و تاييد آزمايشگاه كنترل كيفيت، محصول جهت بارگيري آماده مي‌گردد.

درباره قير اكسيده

استفاده از سوخت هاي فسيلي از ديرباز مورد توجه بشر بوده و در ا ين ميان قير بعنوان يك  فرآورده نفتي از اهميت خاصي در صنعت نفت برخوردار بوده است. قير در صنعت ساختمان كاربردهاي گسترده اي داشته و قدمت استفاده از آن به 3800 سال قبل از تاريخ بر مي گردد.

امروزه بيش از 150 نوع قير با خصوصيات شيميايي و فيزيكي متفاوت ساخته و در صنايع مختلف مصرف مي شود. يكي از مهمترين اين قيرها قير اكسيده شده مي باشد كه قدمت تهيه آن به اواخر قرن نوزدهم بر مي گردد. استفاده از هوا با دارا بودن 20.94% حجمي اكسيژن به عنوان يك اكسيد كننده خوب اولين بار در سال 1894 ميلادي براي تهيه قير اكسيده طي يك فرآيند هوادهي در ا شل صنعتي صورت گرفت و چون توسط اف.اكس.بريلي تهيه شده بودو خواص ويژه ا ي داشت تحت عنوان بريليت ثبت گرديد. تحقيقات در زمينه قيرهاي اكسيده شروع شد و تا سال 1950 بيش از 200 مقاله تحقيقاتي در اين زمينه منتشر گرديد. در نتيجه اين تحقيقات و بررسي ها و همچنين كاربرد گسترده قير اكسيده در ساخت عايق رطوبتي, اين نوع قير در رده بهترين نوع قيرهاي صنعتي قرار گرفت. امروزه فقط در ايالت متحده آمريكا 38 واحد صنعتي توليد كننده قير ا كسيده وجود دارد و در ايران براي اولين بار در سال 1980 قير اكسيده تهيه و جهت عايق هاي رطوبتي بكار رفت.

در حال حاضر قيرهاي دميده يكي از پر مصرف ترين مواد جهت پوشش بام در كشور مي باشند. اين قيرها حاصل فرآيند هوادهي بوده كه خود تابع پارامترهاي مختلفي ماننند نوع خوراك, دماي هوادهي و ميزان هوادهي است. آگاهي از چگونگي عملكرد اين پارامترها عامل بسيار مهمي جهت دستيابي به قيرهايي با كيفيت مطلوب مي باشد.

هم اكنون در كشور ما بدليل نامرغوب بودن مواد افزودني پليمري موجود در بازار و عدم وجود مواد پليمري مرغوب, اكثر قريب به اتفاق پوشش بام ها را قيرهاي دميده تشكيل مي دهند.

فرآيندهاي ساخت صنعتي

فرآيندهاي هوادهي در تهيه قير اكسيده شده يك فرآيند گرمازا بوده و شامل فرآيند پلي مريزاسيون و هيدروژن زدايي مي باشد در طي سالهاي متمادي اين فرآيند توليد بهبود يافته است. با تكنيك هاي جديد مي توان متغيرهاي سرعت هوادهي, زمان هوادهي, دماي واكنش و نوع كاتاليزور را كنترل كرد و قيرهايي با خواص فيزيكي و شيميايي متفاوت تهيه كرد كه اين كار به سه روش, فرآيند ناپيوسته, فرآيند پيوسته و فرآيندكاتاليزوري انجام مي شود.

فرآيند توليد ناپيوسته

در فرآيند ناپيوسته ابتدا ماده اوليه به دسته لوله هايي در داخل كوره حرارتي هدايت شده تا دماي معيني گرم مي شود سپس اين خوراك به داخل برجهاي عمودي (ظرف واكنش) وارد شده و بسته به ميزان ظرفيت برج و توليد, بارگيري انجام مي شود و سپس با استفاده از كمپرسورهاي هوا عمل اكسايش انجام مي شود.

فرآيند پيوسته

در اين فرآيند ابتدا ماده اوليه داخل دسته لوله هاي گرمكن تا دماي معيني گرم شده سپس عمل هوادهي در داخل محفظه واكنش انجام مي شود و محصول خروجي حاصل بسته به خواص فيزيكي و شيميايي كه دارد مي تواند به عنوان محصول  نهايي مورد استفاده قرار گيرد  و يا اينكه مجددا در مدار و اكنش وارد شده و  عمل هوادهي ا نجام شود  تا نهايتاً محصول ايده ال با و يژگي هاي لازم بدست آيد. محصول نهايي در سردكن سرد شده و به مخازن ذخيره و بارگيري هدايت مي شود.

قير ا كسيد شده كاتاليزوري

قير  اكسيد  شده چنانچه با اضافه كردن كاتاليزور مناسب تهيه  شود علاوه بر كاهش زمان هوادهي بهبود تغييرات در نسبت نقطه نرمي و نفوذپذيري را باعث مي شود.

كاتاليزورهاي مناسب براي تهيه قير اكسيد شده عبارتند از: سولفات مس, كلريد روي, كلريد فريك, كلريد فرو, كلريد آلومينيوم ,‌فسفر پنتو اكسيد و …

 عمده ترين پارامترهاي موثر در فرآيند هوادهي

 نوع خوراك : با تغيير نوع خوراك در واقع تركيب شيميايي آن ودر نتيجه كيفيت محصول تغيير مي نمايد لذا با هوادهي خوراك هاي مختلف ميتوان قيرهايي با مشخصات مختلف بدست آورد.

 دما: دماي هوادهي بسته به نوع خوراك و نقطه اشتعال آن معمولا در محدوده  285-205 درجه سانتيگراد مي باشد. اما بايد به اين نكته توجه داشت كه فرآيند هوادهي گرمازا بوده و بايد تمهيدات لازم جهت كنترل دما پيش بيني گردد.

 ميزان هوادهي: با افزايش ميزان هوادهي با توجه به اينكه مقدار يكي از عوامل واكنش اكسيداسيون افزايش مي يابد, احتمال برخوردهاي منجر به واكنش بيشتر شده ودر نتيجه سرعت واكنش افزايش مي يابد.

 زمان هوادهي : بديهي است كه با افزايش زمان هوادهي, ميزان اكسيداسيون نيز افزايش مي يابد.

 نحوه تماس مولكولهاي اكسيژن با ذرات قير: شكل هندسي اي سيستم مكانيك موجود در برج هوادهي بر ميزان تماس مولكولهاي اكسيژن با ذرات قير و نهايتا بر ميزان اكسيداسيون تاثير مي گذارد. اين عمل مي تواند با تسهيلات مكانيكي مناسب مانند نصب هموژنايزر يا همزن و يا سيستم پاشش مناسب هوا در برج هوادهي صورت گيرد.

  فشار: افزايش فشار باعث افزايش ميزان اكسيداسيون مي گردد.

  ارتفاع خوراك شارژ شده در برج هوادهي:  از آنجا كه با افزايش ارتفاع برج هوادهي امكان برخورد مولكولهاي اكسيژن با ذرات قير بيشتر مي گردد, لذا ميزان اكسيداسيون نيز افزايش مي يابد. در عمل نيز تجربه ثابت كرده است كه برجهاي عمودي عملكرد بهتري داشته و د ر صنعت نيز كليه برجهاي هوادهي بصورت عمودي هستند.

موارد استفاده قير اكسيد شده

قير اكسيد شده داراي خاصيت الاستيك بالايي است و از طرفي داراي تنوع زيادي از نظر ميزان نفوذپذيري و نقطه نرمي و كشش مي باشد. زيرا با كنترل متغيرهاي  واكنش مي توان قيرهاي اكسيد شده اي را با خواص فيزيكي و شيميايي مورد نظر تهيه كرد. از اين قيرها مي توان بطور گسترده در صنايع عايق هاي رطوبتي استفاده كرد. زيرا اين نوع قير از انعطاف پذيري و پايداري شيميايي نسبتا خوبي برخورداد بوده و د ر برابر تغييرات آب و هوا, دما و نور مقاوم مي باشد. در مراجع و منابع علمي موارد استفاده زيادي از قير اكسيده شده گزارش شده  است. برخي موارد استفاده  آن عبارتند از:

استفاده مستقيم قير اكسيده شده خالص بدون مواد افزودني در عايق هاي رطوبتي, استفاده مستقيم دو نوع قير اكسيده شده با نقطه نرمي و درجه نفوذ پذيري متفاوت بطور همرمان در ساخت عايق هاي رطوبتي بطوريكه ابتدا الياف را با قير با نقطه نرمي پايين اشباع كرده و سپس با قير با نقطه نرمي بالا آن را پوشش مي دهند, استفاده از قير اكسيد شده درتهيه امولسيون ها براي پوشش درزها و شكاف ها و جلوگيري از نفوذ رطوبت, استفاده ا ز قير اكسيد شده در پيل هاي خشك و پوشش كابل هاي برق و محل اتصالات آنها, ايجاد پوشش حفاظتي براي مخازن, لوله ها, ريلهاي راه آهن در مقابل خوردگي, موارد مصرف ديگر آن در تهيه چسب ها, عايق هاي صوتي, رنگها مي باشد.

با وجود گذشت بيش از يك قرن از ا ولين توليد صنعتي قير اكسيد  شده اين موضوع هنوز به عنوان يكي از مباحث تحقيقاتي در  مراكز علمي تحقيقات صنعت قير در دنيا مطرح

مي باشد و به خاطر ويژگي هاي مناسبي كه از انواع قير اكسيد شده دارند مي تواند يكي از بهترين مواد مصرفي صنعت  عايق هاي رطوبتي در دنيا باشد.

 عايق رطوبتي بام با پايه قير اكسيده

تاريخچه توليد عايقهاي رطوبتي با پايه قير اكسيده در ايران تقريبا به   25  سال پيش بر    مي گردد .ولي تدوين استاندارد مربوط به آن در سال 1380  صورت گرفت . عايقهاي رطوبتي بام چنانچه به روش اصولي و علمي توليد شده و استاندارد تدوين شده را جوابگو باشند ,از كيفيت مطلوب برخوردار بوده و به خوبي انتظارات مشتري را برآورده مي سازند هم اكنون شركتهاي مطرح در توليد اين نوع عايق كه صرفاً با مصرف همين نوع قير نايل به دريافت استاندارد عايق با پايه قير اكسيده شده اند نظير ايزوگام شرق , پيروز بام شرق, مرجان بام, ايزودژ, مرواريد سپاهان شرق  و . . . در طي نزديك به دو دهه فعاليت علاوه بر راضي نگه داشتن مشتريان روز به روز بر تعداد آنها نيز افزوده اند.وبديهي است كه در هر صنعتي  انچه مهم است  رضايت مشتري است .

بر اساس مدارك و مستندات موجود ,حدود بيست سال است كه در اين شركتها  لايه هاي  توليد شده با پايه قير اكسيده كه بر روي بام منازل و ساير ساختمانها نصب گرديده, تاكنون بسيار خوب  و بادوام جواب داده اند. اين لايه ها بدليل مقاومت اين نوع  قير در برابر اشعه UV , بسيار مقاوم هستند. اين در حالي است كه دوام و ماندگاري براي لايه هاي پليمري توليدي در  ايران كه غالبا با ضايعات نا مرغوب حاصل مي شوند,بسيار پايين است و آمار نشان مي دهد كه حدودا بعد از سه سال از نصب, كيفيت خود را از دست داده و دچار تورق و پوسته پوسته شدن مي شوند .  چرا كه پليمرهاي مورد استفاده در كشور بسيار نامرغوب هستند و پليمرهاي مرغوب بسيار كمياب و در صورت وجود داشتن در بازار, بسيار گران هستند. پليمرهاي نامرغوب در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشيد نيز بسيار ناپايدار بوده و براحتي تخريب مي شوند.متأسفانه فاكتور مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش در كشور ما آزمون نمي شود .

 در استانداردهاي انگلستان  BSI 747 وايتاليا  UNI   ويژگيها و آزمونها و حدود قابل قبول  عايق رطوبتي با پايه قير اكسيده قيد شده است . اين  استانداردها بعنوان مبنا و مرجع براي تدوين استاندارد عايق رطوبتي بر پايه قير اكسيده قرار گرفته ا ند.

انواعي از عايق هاي رطوبتي در كشورهاي انگلستان و ايتاليا نيز با قير ا كسيده توليد       مي شوند. همچنين در شركتهاي توليدي  بيتومت (BITUMAT)و  AWAZEL عربستان  و Winkler  ايتاليا نيز عايق رطوبتي بر پايه قير اكسيده توليد شده  و جزو محصولات متنوع اين سازمانها مي باشد.

 مروری بر فرایند تولید قیر بر پایه (VP)

پارس تجهیز صنعت