1生物沥青制备及性能研究
1.1生物沥青的制备过程
生物沥青从广泛上说,凡是以生物质为原料通过一系列转化得到具有沥青性能的材料,都可以将其称之为生物沥青。生物沥青在国内外公路工程主要有3种形式:1直接代替即使用量为100%2部分掺入石油沥青即使用量为25%~75%3作为石油沥青的改性剂即使用量小于10%。
生物沥青制备的核心是生物重油的制备,生物重油是一种自由流动、暗棕色的有机液体或半固体,主要是通过生物质裂解技术制备得到。生物质裂解过程主要是在充满惰性气体的裂解炉内高温加热,产生固体生物炭、部分可燃性气体和生物油,再对生物油作蒸馏等一系列处理得到生物重油。在生物重油与基质沥青混合之前,先把基质沥青加热至120℃左右,把生物重油通过水浴加热至大约90~100℃,生物油与基质沥青按照预先设计量进行混合。然后通过高速剪切设备进行高速搅拌,转速约为5000转/时,在110℃下搅拌约15分钟,使二者充分均匀混合即可得到生物沥青。
资料来源:公开资料,中国报告网整理
1.2生物沥青的性能研究
通过对生物沥青性能研究,测得其各项技术指标,主要试验包括软化点试验、针入度试验、延度试验及黏度试验。
资料来源:公开资料,中国报告网整理
相对石油沥青而言,生物沥青的软化点有所提高,说明生物沥青高温性能较好;针入度、延度和黏性等级都有显著的降低,说明在常温下黏度较大,塑性较差,有硬脆的不足。除了以上主要的性能特征外,生物沥青的比重、温度敏感性、抗老化性与流变性能在相同环境下与石油沥青也有明显的区别。
(1)比重
通过比重试验比较生物沥青与石油沥青之间的不同,由于生物粘结剂的比重值均大于沥青粘结剂的比重值,所以一般生物沥青的比重略大于石油沥青。但是通常情况下植物秸秆等生物质得到的生物沥青比重与石油沥青无明显差异。
(2)温度敏感性
沥青的温度敏感型对沥青而言是一个十分重要的性能指标,生物沥青的温度敏感型不能过高。因为高温条件下,若粘结剂的粘度非常低,会导致拌和压实过程中无法均匀混合的问题;低温条件下,若粘结剂粘度十分高,会引起混合料低温缩裂的问题。生物重油掺入后会使沥青的温度敏感性下降,由于生物沥青中沥青质的含量较大,所以粘结剂的温度敏感性会随着生物油的加入而下降,这是十分有利的。猪粪生物粘结剂掺入时,会使生物沥青的温度敏感型明显变小。
虽然生物沥青与石油沥青在高温性能方面没有太大变化,但是低温情况下明显优于目前的石油沥青。
因为与沥青相比生物重油重氧含量较高,易老化。加入猪粪生物油很好的改善了沥青的低温性能,低温开裂明显减少。
(3)抗老化性
老化作用在生物沥青中表现的更为明显,由于生物沥青中氧含量较多,更易在环境中发生氧化作用,引起组成成分发生变化,伴随着结构也会发生变化,从而变硬,变脆。因此生物重油必须在120℃下才能进行相关处理,这也解释了在施工时采用温拌沥青的方式。
除此之外,为了减少在施工过程中的氧化作用,在沥青温度较低时(90℃)施工更加有效,同时也更好的保证了施工人员的安全性。
(4)流变性
生物重油的黏性温度相比沥青低了35℃左右,由生物重油得到的没有改性的生物沥青和石油沥青相比,流变性能有明显差异,特别是在生物沥青中加入聚合改性剂后,生物沥青的流变特性变化更加明显。
2生物沥青的优点
2.1完善传统沥青的缺陷
传统石油沥青在拌合时都要加入沥青黏结剂,以此来改善沥青的黏性、老化速度、延性等性能。在沥青中加入生物重油后不仅可以改善路用性能还能降低能量损耗。生物重油中含有丰富的碳氢成分,降低了沥青的黏度,从而减小了拌合难度,同时还降低了拌合与压实所要求温度,改善了施工的和易性、开裂性能及抗疲劳性能等。
2.2具有良好的经济和环境效益
生物沥青的使用不仅大大完善了传统沥青的性能,而且还减小了沥青路面的资金投入。如果生物沥青部分或全部取代石油沥青,十分可观的工程费用将被节约。同时生产生物沥青的原材料一般都是废弃的生物质,这也对废弃生物质提供了一个很好的重复利用方案。同时随着石油的严重开采,石油储量的迅速减少,石油沥青的价格逐渐上升。生物沥青提供了一种可再生、可持续的替代选择,具有良好的可实施性,巨大的经济效益潜力。
传统石油沥青铺路材料的生产过程产生大量的污染气体和挥发性物质。有植物秸秆、动物粪便等生物材料提取得到的生物重油在沥青中的使用不仅会降低挥发性物质等污染,还能减少植物秸秆的燃烧,粪便气味污染、存放和处理等问题,能够产生巨大的环境效益。
3小结
生物沥青是传统沥青的良好替代品,具有可再生、高性价比和环保等优点。我国已经开始研究生物沥青并且已有能源企业规模化生产,技术方面逐渐变得成熟。通过对国内外生物沥青发展研究可以看出生物沥青能够降低石油沥青的黏度、提高低温性能、降低传统沥青温度敏感性,与基质沥青有很好的相溶性;但也有高温下易老化、低温下易脆、延性较低、长时间放置后会表现出非均匀性等问题。
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本研究报告数据主要采用国家统计数据,海关总署,问卷调查数据,商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局,部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据,企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等,价格数据主要来自于各类市场监测数据库。
第一章沥青相关概述
第一节沥青基本概念
一、沥青理化特性
二、沥青的分类
第二节沥青细分介绍
一、石油沥青
二、煤沥青
三、天然沥青
第二章中国沥青市场发展分析
第一节中国沥青市场发展概况
一、中国沥青市场发展回顾
二、国产道路沥青发展概述
三、国家大力鼓励沥青发展
四、专业沥青发展的特点
五、公路建设拉动沥青消费
第二节沥青市场竞争分析
一、我国沥青发展面临的国际竞争
二、中外沥青企业竞争状况
三、国产沥青产品市场竞争力日渐提升
四、中国沥青主力厂家竞争力水平
第三节沥青搅拌设备市场分析
一、我国沥青搅拌设备市场发展回顾
二、2016年国内沥青搅拌设备市场发展概况
三、中国沥青混合料搅拌设备市场发展趋向
第四节中国沥青市场发展战略
一、高油价下沥青市场应对战略
二、我国沥青市场营销策略
第三章中国沥青市场供需与价格走势分析
第一节2016年中国沥青市场供需分析
一、2016年我国沥青产量分析
二、2016年中国沥青进口量分析
三、2016年中国沥青出口量分析
四、2016年国内沥青表观消费量分析
第二节2016年中国沥青市场价格走势分析
一、2016年我国沥青市场价格走势概述
二、2016年影响我国沥青市场价格走势的主要因素
三、2016年中国沥青区域市场价格走势分析
第三节2014-2016年全国及主要省份石油沥青产量分析
一、2016年全国及主要省份石油沥青产量分析
二、2016年全国及主要省份石油沥青产量分析
第四章改性沥青市场发展概况
第一节改性沥青相关概述
一、改性沥青的提出
二、改性沥青的定义
三、改性沥青用途
四、改性沥青生产方法
第二节改性沥青发展概况
一、改性沥青应用发展概述
二、改性沥青发展目的
三、聚合物改性沥青发展历史
四、废旧橡胶粉改性沥青优势
第三节中国SBS改性沥青市场分析
一、国内SBS生产消费及供需概况
二、我国SBS改性沥青市场供需分析
三、国内SBS改性沥青市场发展建议
第四节改性沥青市场发展前景趋势
一、改性沥青市场前景看好
二、改性沥青市场发展的趋势
第五章沥青重点生产企业分析
第一节广州路翔股份有限公司
一、企业概况
二、主营产品概况
三、公司运营情况
四、公司优劣势分析
第二节中国石油辽河石化分公司
一、企业概况
二、主营产品概况
三、公司运营情况
四、公司优劣势分析
第三节中海油气利用公司
一、企业概况
二、主营产品概况
三、公司运营情况
四、公司优劣势分析
第六章2017-2022年沥青市场投资分析及前景展望
第一节2017-2022年沥青市场投资分析
一、投资机会
二、投资潜力
三、盈利前景
四、投资风险
第二节2017-2022年沥青市场前景展望
一、我国道路沥青品种发展趋势
二、中国沥青市场发展前景广阔
三、2017-2022年国内沥青市场需求预测
四、2017-2022年中国沥青行业发展预测
图表目录
图表:中国公路发展规模预测
图表:未来沥青总需求量
图表:1998-2003年中国沥青的市场供应总量
图表:中国道路沥青的生产供应商
图表:1998-2003年全国道路沥青的产量
图表:沥青技术性能的比较
图表:沥青性能分级主要技术指标比较
图表:F1国际赛车场赛道专用改性沥青技术指标
图表:改性沥青发展的政策
图表:我国公路招标项目工程数量月度同比
图表:我国公路项目开工数量月度同比
图表:我国沥青下游消费结构
图表:我国沥青产品结构
图表:2016年沥青产量与2016年对比
图表:2016年国内沥青产量(分省)
图表:2016年国内沥青产量分布
图表:2016年原油加工量(分省)
图表:2016年国内原油加工量分布
图表:2006-2016年中国沥青进口量比较
图表:2016年国内每月进口沥青对比
图表:2006-2016年国内沥青出口量比较
图表:2016年国内每月出口沥青对比
图表:2016年国内沥青表观消费量
图表:2016年与2016年表观消费量对比
图表:2016年国内沥青价格走势
图表:2016年杜里油价与国内沥青价格走势比较
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图表详见正文
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