高速铁路专用乳化沥青的生产储存和使用

•
m1——滤筛及金属盘质量，g
•
m2——滤筛、金属盘与筛上残留
物合计质量，g
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残留物含量试验：
-方法概要 将乳化沥青倒入敞口容器中，加热将水分完全蒸干（ 加热温度不大于163±3℃ ），计算残留沥青的百分含 量，结果取整数即可。
-操作要点
• 当感觉搅拌阻力比较大时，表明乳化沥青中水分已经 比较少了，此后应严格控制加热温度在 163±3℃以下 ，以免沥青老化或改性剂分解；等到水分完全蒸干， 再在163±3℃加热1min.
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乳化沥青的储存
加热系统可选用： - 导热油. 导热油温度应低于85℃. - 热水加热: - 蒸汽加热 - 太阳能加热 - 电加热 加热面积由罐的大小来决定.
乳化沥青泵 由于泵会剪切乳化沥青,并对乳化沥青颗粒产生影响, 所以要注意以下几方面.
- 离心泵： 对乳化沥青机械作用相对较小,应是乳化沥青的首选泵..乳化沥青粘度较低, 所需
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-试验方法 • 称取通过0.15mm标准筛烘干的水泥50g±0.5g置于拌和器皿中。 • 称取50g±0.1g的乳化沥青倾倒在拌和器皿内的水泥中，立即用搅拌棒搅拌2min，
速度为120 r/min。 • 添加150mL的蒸馏水，以60 r/min的速度搅拌3min。 • 倒入标准筛中过滤，反复用蒸馏水冲洗拌和器皿内及搅拌棒上粘附的混合物，一
什么是乳化沥青？
乳化沥青是沥青在乳化剂和一定的条件下，经机械剪切作用而 形成的水包油分散体系。
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乳化沥青颗粒
乳化沥青常温下是液态的
沥青分散在水相中
高铁专用乳化沥青的组成 乳化沥青
基质沥青
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乳化剂、助剂
自来水
专用基质沥青
• 专用基质沥青的要求
– 基质沥青的性能好（低温性能、高温性能、抗老化能力）， 并且适宜乳化
– 基质沥青质量的稳定性：原油来源、加工工艺
基质沥青是关键，好的基质沥青是乳化沥青成功的一半。
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专用基质沥青开发和生产 专用基质沥青生产工艺
-选择高硫中间基中东原油生产基质沥青 -常减压蒸馏工艺生产专用基质沥青
压力不高, 也适合用离心泵.
- 容积泵：齿轮泵, 拄塞泵, 隔膜泵, 叶片泵等.旋转的齿轮会对乳化沥青有较强的剪切和挤 压, 对质量有一定的影响.
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高铁专用乳化沥青的储存
➢ 高铁专用乳化沥青储存温度
通常高铁专用乳化沥青常温储存，考虑到应用，建议储存温度范围控制在5℃35℃之间： 1〉在加热时，介质不允许超过85℃,否则因为水分蒸发,而改变材料性能, 甚至破 乳； 2 〉 温度超过35℃，会影响乳化沥青的稳定性和砂浆的施工性； 3〉过低的温度, 也会破坏乳化沥青, 使沥青从水相中分离出来, 导致破乳.
➢实施流程
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➢专用乳化沥青质量保障
1、总的质量保障原则
-建立科学高效的质量管理体系 -在前期联合攻关和试验段应用基础上，选定原油、开发生产工艺技术路线 ，并采用对原油专运、专输、专储、专炼，沥青产品专贮的“四专”流程，确 保原料稳定和沥青产品质量稳定 。
专输
优质进口原油
北京
济南
600多km
齐鲁
徐州 枣庄
700多km
南京 金陵
上海
铁路站点
乳化沥青加工基地
注：上海加工点作为辅助基地
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专用乳化沥青生产加工企业 ➢设施、产能
-道维斯进口胶体磨乳化装置； -乳化沥青50吨/小时，24小时连续生产； -日最大产能1200吨，日均正常供货能力 500～1000吨； -乳化沥青储罐600～1000m3.
-操作要点
• 向储存管中倒入乳化沥青时，储存 管要稍微倾 斜一些，使乳化沥青顺着储存管壁流下，以防产 生气泡影响储存结果。
• 储存管底部的乳化沥青在倒出前一定要摇匀。
• 装样时不要带入气泡。
• 倒样时不要喷溅得到处都是。
路吾漫将漫 上其下• 修而远求影兮索,响蒸发残留物精度的因素。
水泥适应性试验
-试验步骤 • 用1000ml烧杯秤取125g乳化沥青，加入75g水，搅拌
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原油码头和储罐
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基质沥青生产企业能力和设施
企业 齐鲁分公司 镇海炼化 金陵石化 广州石化
产能
原油加工1000万吨/年；重交沥青45万吨/年， 单月最大产能5万吨
原油加工1800万吨/年；重交沥青60万吨/年， 单月最大产能7万吨
原油加工1300万吨/年；重交沥青40万吨/年， 单月最大产能5万吨
（100r/min）10s。均匀加入150g水泥，此过程1min 内完成。随水泥加入，将搅拌速度慢慢提升至 300r/min。加完水泥后，再搅拌1min。 • 烧杯密封好，和流动度测定仪40℃恒温水浴或烘箱4 小时。 • 取出烧杯，观察乳化沥青是否破乳。如破乳，结束 试验，判定不合格；如没破乳，将试样在搅拌机上 搅拌1min(300r/min)，使其均匀。 • 取出流动度测定仪，用手指堵住出料口，将搅拌均 匀的试样迅速倒入40℃的流动度测定仪。放开手指 ，让试验流入量筒中，同时计时。20s后堵住出料口 ，读取量筒内的试样体积。 从筛上约15cm高度处， 用蒸馏水冲洗筛上残留物，直至无乳化沥青颜色为 止。
立式罐（推荐）：乳化沥青暴露在空气中表面积最小, 而且占用的空间少, 容易加热,
保温,和监测液位. 适用于固定罐.
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卧式罐 ：成本较低，安装方便.可在现场临时使用.
应尽量装满,减少暴露面积,同时使用轻微地搅拌和循环.
路漫漫其修远兮, 材质:
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耐酸,耐腐蚀, 低碳钢, 合金钢,不锈钢, 工程塑料.
乳化沥青的储存
乳化沥青是一个热力学不稳定体系, 沥青颗粒会有絮凝, 凝结,沉淀的趋势. 不正确的储存和操作, 则会加速这种趋势.
絮凝 沥青颗粒 聚集在一起
乳化沥青不稳定的趋势
凝结 沥青小颗粒 变成大颗粒
沉淀 大颗粒会很容易沉淀， 最后产生破乳.
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X
乳化沥青的储存
➢ 储罐
乳化沥青破乳过程
乳化沥青破乳过程的电荷变化（以阳离子为例）
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破乳过程
四、乳化沥青的储存和运输
乳化沥青需要破乳使得沥青还原，形成强度，这也是我们对乳化沥青的要求. 但是在生产,储存,运输的过程中，我们希望乳化沥青保持均匀,稳定的状态 稳定状态下的乳化沥青粒径分布
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乳化沥青的运输
运输工具 可用汽车罐车, 火车槽车或铁桶装运. 所有盛装工具都应有盖, 并密封. 所有盛装工具, 在灌装前都应检查, 确认是否有残留物, 当残留物为其它类型的乳化 沥青或其它化学品时,应按照要求清理干净,才可灌装. 装车时, 应尽量避免产生大量泡沫, 以影响乳化沥青质量. 运输工具尽量满装。
蒸馏装置 检验
专运
专炼 合格
专用沥青 专输
专炼
乳化装置
检验 合格
乳化沥青成品罐
专炼
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2、质量控制主要措施 -原料数量和质量稳定保障： 总量150%备料
-生产过程控制: DCS计算机自动控制操作生产 -质量指标控制: 馏出口4小时采样分析，中间产品进中间罐 -产品合格性检验： 成品罐抽样检验，合格出厂 -产品贮运出厂： 铅运 -外部监督： 配合建设单位质量抽检
进口优 质原油
减压蒸馏
直馏 调合
检验合格
专用基质 沥青
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专用基质沥青的开发和生产 专用基质沥青生产企业
中国石化相关企业按专用基质沥青的生产工艺包组织生产，分别落实 原油进口采购计划，签定进口合同。 _（山东淄博）齐鲁分公司 100万吨原油
_（宁波）镇海炼化分公司 240万吨原油 _（南京）金陵石化分公司 520万吨原油 _（广东）广州石化分公司 150万吨原油
原油加工1300万吨/年；重交沥青35万吨/年
储罐 3.6万m3 8万m3 2.1万m3 1.7万m3
生产装置、调合、贮存工艺设备全部由DCS计算机自动 控制，装置设备达到国际先进水平 。
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专用基质沥青特性
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• 阳离子型 • 阴离子型 • 非离子型
乳化剂
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乳化沥青用水 •饮用水
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二、高铁专用乳化沥青生产
乳化沥青生产形象示意图
乳化剂，添加剂
皂液生产/准备 连续或者分批
沥青
加热
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胶体磨 水
储存
沥青： 调配好的
熟化
控制 阀
添加剂 改性剂
乳化沥青生产
➢生产供应能力保障 专用乳化沥青生产加工企业
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三、高铁专用乳化沥青性能
专用乳化沥青 的性能要求
-乳化沥青施工可操作性 -乳化沥青质量的稳定性
项目 筛余物（1.18mm）
颗粒电荷
粒径 水泥适应性 贮存稳定性（1天，25℃）
（5天，25℃） 低温贮存稳定性（-5℃）
残留物含量 软化点 蒸 发 针入度（25℃，100g） 残 留 延度（25℃） 物 延度（5℃）*
• 水分较少时应缓慢搅拌，以免带入气泡干扰对水分是 否完全蒸干的判断（加热搅拌过程中表面不再有气泡 冒出时，则表明水完全分蒸发）。
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储存稳定性试验
-试验概要
将乳化沥青注入规定的储存管中静置1天或5天后（ 按要求）， 从储存管的顶部和底部分别取样， 测 定其残留物百分含量（见残留物测定方法），用其 差值表示乳化沥青的储存稳定性,差值越小稳定性越 好。
乳化沥青的储存
储罐管线： • 泵的吸入口的管线应安装在罐的底部位置(5CM高度). • 进罐管线或循环管线应靠着罐的侧壁, 远离泵吸入口, 位置应接近罐的
底部, 以低于液面, 防止起泡. • 取样管线应安装在罐的底部0.6米高的位置.
储罐搅拌器 : 可以使用简单的低速搅拌器, 也不要过量的搅拌.每天不少于1次，每次不少于 10min, 和出货前搅拌一段时间.
气温要求 与乳化沥青的储存温度范围类似, 在5℃-35℃之间
清洗要求 装了不同产品的储罐,槽车,洒布车的清洗要求
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乳化沥青的运输
不同产品之间的清洗要求
将要装 的产品
沥青
以前储存的产品
阳离子乳 化沥青
阴离子乳 化沥青
非离子乳 化沥青
稀释沥青
阳离子乳 空(0.5%)
OK
化沥青
干净
OK
空(0.5%)
阴离子乳 空(0.5%)
干净
OK
OK
空
化沥青
非离子乳 空(0.5%)
OK
OK
OK
空
化沥青
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其它 干净 干净 干净
五、乳化沥青的使用
向搅拌车输料
输料前用清水将乳化沥青泵清洗5分钟，放干水后，再用乳化沥青置换出5Kg乳化沥青 用空桶盛装，避免清洗泵后柴油、水带入搅拌车内。另乳化沥青泵的入口管道放置合 适孔径的筛空网过虑。
重要性
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影响乳化沥青稳定和质量的因素
配方 生产设备
生产过程
乳化剂
基质沥青
聚合物改性 水质
运输
储存
可能性
专用乳化沥青的常规性能检测
筛余物试验：
• 1.18mm筛，乳化沥青500±5g
• Pr=100（m2-m1）／m
• 式中：Pr——筛上残留物含量，%
•
m——乳化沥青试验质量，g
并过筛。 • 从筛上约15cm高度处，用蒸馏水冲洗筛上残留物，直至无乳化沥青颜色为止。
-计算
Pr=（m-m1-m2）/（m3+m4 ）×100
Pr—筛上剩余物含量，%
m—滤筛+金属盘+筛上剩余物质量，g
m1—滤筛质量，g
m2—金属盘质量，g
m3—水泥用量，g
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m4—50g乳化沥青中，蒸发残留物量，g
溶解度（三氯乙烯）
单位 ％ / μm / ％
％ ％ 0.1m
m cm cm ％
指标要求 < 0.1 阴
平均粒径≤7；模数粒径≤5 20s内至少流出70ml样 < 1.0 < 5.0 无粗颗粒或块状物 ≥60 ≥42
40～120
≥100
≥20
≥ 99
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*改性沥青进行此项试验
高速铁路专用乳化沥青 的生产储存和使用
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2020年4月9日星期四
目录
一、高铁专用乳化沥青组成 二、高铁专用乳化沥青的生产 三、乳化沥青的储存和运输 四、乳化沥青的使用 五、乳化沥青的安全和环保 六、乳化沥青技术支持和服务
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一、高铁专用乳化沥青的组成