دنیای پالایش قیر: تولید، انواع و کاربردها

قیر، که اغلب مترادف با آسفالت است، یک ماده حیاتی در جهان ساخت‌وساز و زیرساخت می‌باشد. از جاده‌هایی که در آن‌ها رانندگی می‌کنیم تا سقف‌هایی که بالای سرمان است، این ماده سیاه، چسبناک و همه‌کاره نقش اساسی دارد. درک فرآیند و انواع قیر از پالایشگاه قیر آغاز می‌شود.

پالایشگاه قیر چیست؟

پالایشگاه قیر یک واحد صنعتی است که در آن نفت خام فرآوری می‌شود تا اجزای مختلف هیدروکربنی آن جدا شوند. قیر، باقی‌مانده سنگین و غیرفرار است که پس از حذف برش‌های سبک‌تر و میانی (مانند بنزین، دیزل و نفت سفید) به دست می‌آید. این پالایشگاه‌ها نفت خام‌های خاصی را که غنی از مولکول‌های سنگین مورد نیاز برای تولید قیر باکیفیت هستند، به دقت انتخاب و فرآوری می‌کنند. این فرآیند برای تولید قیر پالایشی یا قیر طبیعی که مطابق با مشخصات دقیق مهندسی است، ضروری می‌باشد.

فرآیند تولید قیر

فرآیند تولید قیر در درجه اول شامل تقطیر است که می‌تواند با روش‌های دیگری تکمیل شود:

1. تقطیر در فشار اتمسفر: نفت خام تا دمایی در حدود 300°C تا 350°C گرم شده و وارد برج تقطیر می‌شود. اجزای سبک‌تر تبخیر شده و خارج می‌شوند. باقیمانده سنگین و غیرقابل جوش در ته برج به عنوان باقیمانده اتمسفری شناخته می‌شود.

2. تقطیر در خلاء: برای حذف آخرین آثار برش‌های سبک‌تر بدون ایجاد شکست حرارتی در مولکول‌ها، باقیمانده اتمسفری وارد واحد تقطیر در خلاء می‌شود. کاهش فشار دمای جوش را پایین می‌آورد و باقیمانده سنگین خلاء را که ماده اولیه برای بیشتر قیرهای تجاری است، باقی می‌گذارد.

3. فرآوری بیشتر (اختیاری):

   • هوادهی یا اکسیداسیون: هوای داغ با دمای بالا (250∘C تا 300∘C) از طریق باقیمانده خلاء دمیده می‌شود تا خواص آن تغییر کند و در نتیجه قیر دمیده تولید شود. این فرآیند باعث افزایش نقطه نرمی و سختی قیر می‌شود.

   • حلال‌زدایی با آسفالت‌زدایی: حلال‌هایی مانند پروپان یا بوتان می‌توانند برای جداسازی اجزای قیر استفاده شوند، به ویژه برای تولید گریدهای با خلوص بالا.

   • مخلوط‌سازی: گریدهای مختلف قیر یا باقیمانده‌ها می‌توانند با یکدیگر مخلوط شوند تا مشخصات فنی دقیق مورد نیاز برای محصول نهایی حاصل شود.

آشنایی با انواع قیر

انواع قیر بر اساس خواص فیزیکی و کاربرد مورد نظرشان طبقه‌بندی می‌شوند و استفاده از انواع قیر را در صنایع مختلف هدایت می‌کنند.

• قیر نفوذی (Penetration Grade): رایج‌ترین نوع برای ساخت جاده‌هاست. درجه‌بندی آن بر اساس آزمون نفوذپذیری است که سختی قیر را اندازه‌گیری می‌کند (مثلاً PEN 60/70، 80/100). انتخاب گرید برای تعیین تفاوت بین قیر باکیفیت و قیر بی‌کیفیت بر اساس آب‌وهوای محلی و حجم ترافیک، بسیار مهم است.

• قیر اکسیده (قیر دمیده): این قیر که از طریق فرآیند هوادهی تولید می‌شود، دارای نقطه نرمی بالاتر و حساسیت دمایی کمتری است و آن را برای کاربردهای صنعتی مانند نمد بام، پوشش لوله‌ها و مواد عایق صدا ایده‌آل می‌کند.

• قیر محلول (قیر کات‌بک): با مخلوط کردن قیر نفوذی با یک حلال فرار (مانند نفت سفید، نفتا) تولید می‌شود و ویسکوزیته آن را برای کاربرد آسان‌تر در دماهای پایین کاهش می‌دهد. معمولاً برای آستر کردن زیرسازی جاده‌ها استفاده می‌شود. حلال پس از اعمال تبخیر می‌شود و چسب قیر اصلی باقی می‌ماند.

• قیر امولسیون: سوسپانسیون پایداری از قطرات ریز قیر در آب است که توسط یک امولسیفایر تسهیل می‌شود. این گزینه با ویسکوزیته پایین و کاربرد سرد، برای آسفالت مخلوط سرد، پوشش‌های چسباننده (تک کت) و درزگیری‌های دوغابی استفاده می‌شود.

• قیر اصلاح شده با پلیمر (PMB): قیر استاندارد با پلیمرها (مانند SBS یا EVA) تقویت می‌شود تا خاصیت ارتجاعی، دوام و مقاومت در برابر نوسانات دما و ترک‌خوردگی آن بهبود یابد. اغلب به عنوان بهترین قیر برای روسازی‌های پرتنش و شرایط سخت در نظر گرفته می‌شود.

برای تأمین نیازهای قیر خود با ما تماس بگیرید

ما می‌دانیم که تهیه گرید قیر مناسب برای موفقیت و طول عمر پروژه‌های شما حیاتی است. چه نیاز شما به گریدهای استاندارد روسازی باشد، چه قیر دمیده تخصصی، قیر اصلاح‌شده با پلیمر با عملکرد بالا، یا قیر محلول (کات‌بک)، تیم ما مجهز به ارائه محصولات باکیفیت است که به استانداردهای بین‌المللی پایبند هستند. امروز برای مشاوره، قیمت‌گذاری رقابتی و تحویل مطمئن جهت برآورده کردن دقیق مشخصات مورد نیاز شما، با ما تماس بگیرید.

نتیجه‌گیری

دنیای پالایشگاه قیر یک بخش پیچیده و بسیار تخصصی است که ماده‌ای ضروری را برای زیرساخت‌های مدرن تولید می‌کند. از گام اساسی تقطیر نفت خام تا تولید گریدهای تخصصی مانند قیر دمیده و قیر محلول (کات‌بک)، فرآیند پالایش، خواص نهایی و استفاده از انواع قیر را تعیین می‌کند. انتخاب آگاهانه بین قیر پالایشی یا قیر طبیعی و انتخاب گرید مناسب، کلید تضمین طول عمر و دوام پروژه است. قیر در صورت مهندسی صحیح، یک راه‌حل بسیار بادوام، مقرون‌به‌صرفه و ایمن برای نیازهای روسازی و آب‌بندی در سطح جهان ارائه می‌دهد.

سؤالات متداول (FAQ)

آیا قیر از زغال‌سنگ تولید می‌شود یا نفت؟

قیر در درجه اول یک محصول نفتی است که به عنوان باقیمانده در طول پالایش نفت خام به دست می‌آید. همچنین می‌تواند در ذخایر طبیعی نیز یافت شود.

ماده اولیه قیر چیست؟

ماده اولیه برای قیر پالایشی یا قیر طبیعی، باقیمانده سنگین (ته خلاء) است که پس از تقطیر اتمسفری و خلاء نفت خام‌های خاص باقی می‌ماند.

کدام کشورها بزرگ‌ترین ذخایر نفتی جهان را دارند؟

اگرچه ذخایر در نوسان هستند، کشورهایی مانند ونزوئلا، عربستان سعودی، ایران، کانادا (به دلیل ماسه‌های نفتی که حاوی قیر طبیعی است) و عراق به طور سنتی بزرگ‌ترین ذخایر اثبات شده را دارند.

خطرات استفاده از قیر چیست؟

خطرات اصلی مربوط به جابجایی مواد داغ است که برای جلوگیری از سوختگی به روش‌های ایمنی سختگیرانه نیاز دارد. در کاربرد نهایی، حداقل خطر وجود دارد. انتشار گازها در حین کاربرد داغ باید مدیریت شود.

عمر مفید قیر چقدر است؟

هنگامی که قیر در آسفالت باکیفیت استفاده می‌شود، می‌تواند عمر مفیدی بین 15 تا 20 سال یا بیشتر داشته باشد که به کیفیت قیر، طراحی مخلوط آسفالت، بار ترافیکی و نگهداری بستگی دارد.

بهترین جایگزین قیر چیست؟

برای روسازی، جایگزین‌ها شامل روسازی بتن سیمانی هستند. برای چسب‌ها، تحقیقاتی بر روی بیو قیر (گیاهی) و سایر چسب‌های مصنوعی در حال انجام است، اما هیچ‌کدام به دلیل هزینه و عملکرد، هنوز به‌طور کامل جایگزین قیر نشده‌اند.

بهترین نوع قیر کدام است؟

بهترین قیر به کاربرد آن بستگی دارد. برای جاده‌هایی با ترافیک سنگین و متغیر از نظر دما، قیر اصلاح‌شده با پلیمر (PMB) معمولاً برتر تلقی می‌شود. برای روسازی استاندارد، یک گرید نفوذی یا ویسکوزیته مناسب بهترین است.

چگونه سیستم درجه‌بندی ویسکوزیته با سیستم درجه‌بندی نفوذی تفاوت دارد؟

درجه نفوذ، سختی را در یک دمای واحد (25∘C) اندازه‌گیری می‌کند، در حالی که درجه ویسکوزیته (VG) قیر را بر اساس ویسکوزیته در دمای سرویس بالا (60∘C) طبقه‌بندی می‌کند و یک درجه‌بندی مبتنی بر عملکرد ارائه می‌دهد که به تعیین تفاوت بین قیر باکیفیت و قیر بی‌کیفیت برای شرایط آب‌وهوایی خاص کمک می‌کند.

آیا قیر قابل بازیافت است؟

بله، آسفالت، که عمدتاً قیر و سنگدانه است، یکی از پربازیافت‌ترین مواد در جهان است و اغلب به عنوان آسفالت بازیافتی (RAP) به مخلوط‌های جاده‌ای جدید بازگردانده می‌شود.