مرجع تخصصی شيمي و نفت

قير ( BITUMEN  )

تعريف

قير يا بازمانده تقطير نفت خام شامل تركيبات سنگين و پيچيده با وزن مولكولي بالا  ، از نظر شيميايي خنثي ، داراي خاصيت چسبندگي و شكل كلوئيدي  مي باشد.

تركيبات تشكيل دهنده قير شامل گروه هاي مختلفي از آسفالتين ، مواد حلقوي ، رزين ها مواد اشباع و روغن ها است.  مواد رزيني بيشتر با گوگرد ، اكسيژن يا ازت همراه مي باشند. افزايش درصد آسفالتين سبب سفتي قير و افزايش درصد مواد روغني سبب نرمي آن مي شود .كيفيت قيري كه از نفت خام هاي گوناگون بدست مي آيد يكسان نيست حتي اگر چگالي دو نوع نفت خام به هم نزديك باشند .

انواع قير 

1-    قير نرم : از تقطير مستقيم نفت خام و با دميدن هوا در بازمانده هاي تقطير بدست       مي آيد.

2-  قير جامد : از اكسيد شدن قير نرم ( به تنهايي ) يا آميزه اي با روغن هاي سنگين پديد مي آيد.

3- قير مايع : به وسيله حرارت دادن و رقيق نمودن قير با حلال هاي مناسب و تهيه امولسيون آن تشكيل مي گردد .

ü  قيرهاي نرمي كه درجه نفوذ پذيري آنها در 50 گرم بار و زمان 5 ثانيه و در C° 25 ، بيش از 350 باشد ، قير مايع محسوب مي گردند .

ü    انواع قيرهاي نرم و نيمه جامد از روي درجه نفوذ آنها مشخص مي گردند.

ü  درجه نفوذ پذيري ، معرف نوع قير است مثلا" قيري با درجه نفوذ پذيري بين 60 تا 70 معرف قير70/60  مي باشد.

مشخصات قير

نوع قير به پايه نفتي ، نوع تركيبات تشكيل دهنده و شيوه تهيه آن بستگي دارد و با استفاده از روش هاي استاندارد زير تعيين مي شود :

1- نفوذ پذيري (Penetration) در دمايC◦ 25     IP-49   و  ASTM  D-5      

ميزان نفوذي است كه يك سوزن استاندارد  با وزن معين ، در زمان و دماي مشخص در قير فرو مي رود . اين فاصله با دقت 0.1 mm اندازه گيري مي شود. هر چه قير نرم تر باشد مقدار فرورفتگي سوزن در آن بيشتر است .اين آزمايش جهت قيرهاي جامد و نيمه جامد به كار مي رود.

2- نقطه نرمي (Softening)              ASTM  D-36 , IP -58

نشان دهنده دماي نرم شدن قير است . جهت محاسبه ، مقدار معيني قير را در حلقه هايي با ضخامت مشخص جاي مي دهند .روي سطح قير گلوله استانداردي قرار داده  به قير حرارت مي دهند. با نرم شدن قير كم كم  گلوله در آن فرو رفته و از حلقه مي گذرد . نقطه نرمي قير دمايي است كه در آن دما گلوله از حلقه عبور كرده به پايين مي افتد.

3- گرانروي  Viscosity ))                          ASTM  D-2170

علاوه بر قيرهاي جامد براي قيرهاي مايع نيز به كار مي رود و نشان دهنده روان شدن قير در دماهاي گوناگون است . گرانروي به روش هاي  Kinematic ) ) و ( Redwood ) اندازه گيري مي شود. اگر دو لايه از قير با هم در تماس بوده و به وسيله يك نيروي خارجي در برابر يكديگر حركت داده شوند ، مقدار اين نيرو با سطح تماس دو لايه و نيروي برش متناسب خواهد بود .      

گرانروي مطلق =  ميزان برش ÷  نيروي برش

4- دانسيته    ( DENSITY  )  

در دمايC◦ 25  به روش پيكنومتر ( PICNOMETER ) انجام مي گيرد. روش استاندارد آن  ASTM  D-71   يا   ASTM  D-3289 و واحد آن  kg /m³ مي باشد. محدوده آن براي قير60 /70 ،  1010  تا 1060   و  براي قير 90 / 15  ،  1050  مي باشد.

5- نقطه اشتعال   FLASH  POINT ))   

به روش نقطه اشتعال باز ASTM D-92 انجام مي گيرد و واحد آن C^◦ مي باشد. محدوده آن براي قير60 /70 ، حد اقل C^◦ 250   و  براي قير 90 / 15  حد اقل C^◦  225  مي باشد.

6- حلاليت قير در دي سولفيد كربن ( SOLUBILITY IN CS2 )

مطابق استاندارد ASTM  D-4 و واحد آن درصد وزني مي باشد. محدوده آن براي قير       60 /70 ،  حد اقل 99.5 % WT. و  براي قير 90/15  حد اقل 99 % WT. مي باشد.

7- قابليت كشش Ductility ) )  يا كشش پذيري در دماي C^◦ 25 

مطابق استاندارد ASTM  D-113 و واحد آن سا نتي متر ثا نيه   cms )) مي با شد. محدوده آن براي قير  60 /70 ،  حد اقل 100 cms و  براي قير 90 / 15  حد اقل       1.5 cms مي باشد.

8- افت وزن در اثر حرارت Loss On Heating ) )

مطابق استاندارد ASTM  D-6 ا نجام مي گيرد و واحد آن درصد وزني مي با شد. محدوده آن براي هر دو نوع قير  60/70 و 90/15 حد اكثر  0.2 %wt  مي باشد.

9- تعيين درصد موم  Asphaltens )  ) 

 مطابق استاندارد  IP – 143 انجام مي گيرد و واحد آن درصد وزني مي باشد.

مشخصات قيرهاي توليدي در پالايشگاه

1-   MC-250                                                                                         

Kinematic Viscosity = 250 - 500 CSt.

Flash Point =150 °F ( Minimum )

                                            penetration = 250 mm  ( Maximum )      

2- قير 60/70                                               penetration = 60 – 70  mm                                                                                        Softening = 49 - 56 °C

3- قير 90/15                                                            mm 20 penetration = 10 - Softening = 85 - 95 °C

 كاربرد قير

در قديم برا ي جلوگيري از گرد و خاك در راه هاي خاكي ، نرم كردن قير طبيعي و به عنوان سوخت سنگين به كار برده مي شد. كاربرد هاي امروزي عبارتند از :

1- ساختمان ها

2- راه ها

3- فرودگاه ها

4- زمين هاي ورزشي

5- تثبيت خاك و شن هاي روان  

6- عايق كاري

7- در زمينه هاي هيدروليكي ( كانال ها ، پل ها )

8- مصارف صنعتي مانند رنگ آميزي و تاير سازي

9- كشاورزي

10- الكتريكي (پركردن اتصالات الكتركي ، پوشش سيم ها )

 و مصارف گوناگون ديگر