تولید قیر چگونه انجام می‌شود؟ فرایندهای تولید قیر چه چیزهایی هستند؟ در دنیای امروز، قیر به عنوان یکی از کاربردی‌ترین مواد نفتی شناخته می‌شود که به دلیل برخورداری از ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند چسبندگی و نفوذناپذیری عالی در برابر آب، کاربردهای متعددی در صنایع مختلف دارد. به طور کلی، قیر نفتی از تقطیر نفت خام به دست می‌آید. به‌گونه‌ای که در فرایند تولید آن، مواد مختلفی مانند بنزین، نفت سفید، نفت گاز و… در حرارت‌های مختلف جداسازی می‌شوند. فرآیند تولید قیر ساخت قیر از نفت خام تا محصول نهایی است. روش تولید قیر شامل تقطیر، دمش هوا، اصلاح با پلیمر و استانداردهای کیفی است.
تعریف قیر
قیر ماده‌ای است که از هیدروکربن‌های سنگین تشکیل شده و در دمای محیط به‌صورت جامد یا نیمه‌جامد است. این ماده دارای خاصیت چسبندگی بالا و مقاومت در برابر آب و عوامل جوی است. قیر به‌طور طبیعی در برخی مناطق زمین یافت می‌شود، اما عمدهٔ قیر مورد استفاده در صنایع از پالایش نفت خام حاصل می‌شود.
انواع قیر
قیر به دو دستهٔ اصلی تقسیم می‌شود:
- قیر طبیعی: این نوع قیر به‌صورت طبیعی در ذخایر زیرزمینی یا سطحی وجود دارد. نمونه‌هایی از قیر طبیعی در دریاچهٔ قیر در ترینیداد و توباگو یافت می‌شود.
- قیر نفتی: این نوع قیر از پالایش نفت خام به‌دست می‌آید و بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف دارد.
فرآیندهای تولید قیر
1. تقطیر نفت خام
فرآیند تولید قیر با تقطیر نفت خام آغاز می‌شود. نفت خام در برج تقطیر تحت فشار و دمای بالا قرار می‌گیرد تا اجزای سبک‌تر مانند بنزین و نفت سفید جدا شوند. باقی‌ماندهٔ سنگین این فرآیند، که به آن “وکیوم باتوم” گفته می‌شود، مادهٔ اولیهٔ تولید قیر است.
2. فرآیند هوادهی (Air Blowing)
در این مرحله، وکیوم باتوم تحت دمای بالا و در حضور هوا قرار می‌گیرد. این فرآیند باعث اکسیداسیون ترکیبات موجود می‌شود و ویژگی‌هایی مانند سختی و نقطهٔ نرمی قیر را بهبود می‌بخشد. قیر حاصل از این فرآیند برای کاربردهایی مانند عایق‌کاری مناسب است.
3. فرآیند اختلاط (Blending)
در این روش، قیرهای مختلف با ویژگی‌های متفاوت با یکدیگر مخلوط می‌شوند تا محصولی با ویژگی‌های مورد نظر حاصل شود. این فرآیند به تولید قیرهایی با خواص خاص برای کاربردهای ویژه کمک می‌کند.
4. فرآیند جداسازی آسفالتن‌ها (Deasphalting)
در این فرآیند، از حلال‌هایی مانند پروپان برای جداسازی آسفالتن‌ها از وکیوم باتوم استفاده می‌شود. این روش به بهبود خواص قیر و افزایش کیفیت آن کمک می‌کند.
ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی قیر
قیر دارای ویژگی‌های متعددی است که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می‌سازد:
- ویسکوزیته: قیر دارای ویسکوزیتهٔ بالا است که به آن خاصیت چسبندگی می‌دهد.
- نقطهٔ نرمی: دمایی که در آن قیر از حالت جامد به حالت نیمه‌جامد یا مایع تبدیل می‌شود.
- مقاومت در برابر آب: قیر به‌طور طبیعی ضد آب است و از نفوذ آب جلوگیری می‌کند.
- پایداری حرارتی: قیر در برابر تغییرات دمایی مقاومت خوبی دارد.
کاربردهای قیر
قیر در صنایع مختلف کاربردهای گسترده‌ای دارد:
- راه‌سازی: قیر به‌عنوان مادهٔ اصلی در ساخت آسفالت برای جاده‌ها و بزرگراه‌ها استفاده می‌شود.
- عایق‌کاری: در ساختمان‌سازی، قیر برای عایق‌کاری سقف‌ها، دیوارها و پی‌ها به‌کار می‌رود.
- صنایع شیمیایی: قیر در تولید برخی مواد شیمیایی و محصولات نفتی استفاده می‌شود.
- صنایع دریایی: به‌عنوان پوشش ضد خوردگی برای کشتی‌ها و سازه‌های دریایی به‌کار می‌رود.
استانداردهای قیر
برای اطمینان از کیفیت قیر، استانداردهای مختلفی تدوین شده‌اند. این استانداردها شامل آزمون‌هایی برای تعیین ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی قیر هستند. برخی از این استانداردها عبارتند از:
- ASTM D946: استاندارد قیرهای نفوذی.
- ASTM D36: تعیین نقطهٔ نرمی قیر.
- ASTM D5: تعیین درجهٔ نفوذ قیر.
جمع‌بندی
قیر ماده‌ای حیاتی در صنایع مختلف است که از پالایش نفت خام به‌دست می‌آید. فرآیندهای مختلفی برای تولید قیر وجود دارد که هرکدام ویژگی‌های خاصی به محصول نهایی می‌بخشند. با درک صحیح از این فرآیندها و ویژگی‌های قیر، می‌توان از آن به‌طور مؤثر در کاربردهای مختلف استفاده کرد.
