07/09/2023
بیتۆمین ( قیر ) شلەیەکی ڕەشی زۆر لینجە
( یان نیمچە ڕەقە .) کە لەناو نەوتی خاودا هەیە .
بیتۆمین تێکەڵەیەکە لە ئاوێتەی ئاڵۆزی ئۆرگانیکی کە زیاتر لە 150 جۆر لە گەردیلەی کاربۆنی تێدایە و سەرەکیترینیان بریتین لە #ئاڕۆماتیەکان ، #نەفسینیکیەکان ، #ئەلفاتیەکان .
لەوانەشە بەبڕێکی کەم لە ئەسید و بەیسە ئۆرگانیکیەکانی تێدابێت هەروەها ئاوێتە هیترۆسایکڵیەکانی ئۆکسجین و گۆگرد و نایترۆجینیشی تێدایە .
بیتۆمین بەڕێژەی %83-86 ی لە کاربۆن پێک دێ و %9-10 ی لە هایدرۆجین و %1-5 ی لە گۆگرد و کەمتر لە %1 یشی لە ئۆکسجین و نایترۆجین و کانزاکانی وەک #ڤەنادیۆم و #نیکڵ پێک دێت .
①
بیتۆمین یەکێکە لە هەرە کۆنترین مادە ئەندازیاریەکان کە بەکارهێنراوە لەسەرەتاکانی کۆمەڵگای مرۆڤایەتیەوە و ئەگەڕێتاوە بۆ 6000 پێش زاین ، بیۆمینی سروشتر ئەوکات لە نەوتی خاوەوە دروست ئەبوو بەهۆی ئەوەی نەوتە خاوەکە لە زەویەوە دەرئەچوو پاشان لەسەر زەویدا ئەیبەست , بیۆمین لەو پاشماوەوە کۆدەکرایەوەو بەکاردەهێرنرا ئەمەش لە کۆمەڵگای سۆمەری خاکی میزۆپۆتامیادا ڕوو داوە.
لەئەمڕۆدا بیتۆمین لەهەموو جیهاندا بەکاردەهێنرێ بۆ قیرتاوکردنی ڕێگاکان و لەڕێ پاڵاوتگاکانەوە لەنەوی خاو جیادەکرێتەوە. نزیکەی %80 ی بەرهەمهێنانی بیتۆمین بەکاردەهێنرێ بۆ قیرتاوکردنی ڕێگاکان.
دوای قیرتاوکردنی ڕێگا، دووەم گرنگترین بەکارهێنانی بیتۆمین بۆ چاکردنی خان و سەربانەکانیەتی بۆ ڕێگری لە تکەکردن ( واتە ئیزوگامە ) چونکە توانایەکی باشی هەیە دژی شێ و تەڕی و مژەر و پێوەنوسێکی باشە .
②
بیتۆمین مادەیەکی سێرمۆپلاستیکە ( بەکاردێتەوە ) ساف و بێ خەوشە کاتێک گەرم ئەکرێت و دوای کە سارد بوەوە ڕەق دەبێت . لە پلەی گەرمی تەواودا بیتۆمین مادەیەکی viscoelastic ( جیڕ و لینجە ) تایبەتمەندی میکانیکی وە لینجی و جیڕێتی هەیە .
بیتۆمین هەروەها ئەکرێ بورێ گیراوەیەکی مڵیە و #ئەسفاڵت بەشێوەی دەنکۆڵەی هەڵواسراوی چەوری و ڕیزن تێیدایەتی.
ئەسفاڵتی واتەبەتەواوی لەچەوریدانەتواوەیەو بەشە ڕزنیەکەی وا ئەکات دەنکۆڵەی ئەسفاڵتەکە بە هەڵواسراوی بمێننەوە.
پاشماوەی ماوەی نەوتی خاو لە Vacuum distillation
دابەشدەکرێت بۆ سەر چوار پێکەهاتەدا بە سودوەرگرتن لەڕێگای کرۆمۆتۆگرافی ئەوانیش :
saturates
aromatic
resins
asphaltenes
سێ دانەی سەرەتا ناودەبرێن بە maltenes . هەریەک لە فراکشنەکاۆ ناودەبرێن بە maltenes یان asphaltenes بەهۆی پشت بەستن بەتوانایان لە توانەوێتیاندا لەناو n-hexane یان n-heptane دا دا .
ئەسفاڵتی بارستە ژمارەیەکی یەکجار گەورەی هەیە هەر بۆیە نەتواوەیە لەناو ئەو دوو توێنەرەدا. بەڵام maltenes کان بە پێچەوانەوە.
پەیوەندی ڕێژەی هەر یەک لەو فراکشنانە هەمەجۆرە لە نەوتێکی خاوەوە بۆ نەوتێکی خاوی تر .
سەرەکیترین پێکهاتەکانی بیتۆمین ئەمانەن :
Constituent Wt %
Saturates + aromatics 50–60
Resins 25
Asphaltenes 20
مادەی Saturates و aromatics دوو یراکشنن کە
بارستە ژمارەکەیان کەمە لەنێوان 300 - 2000 دایە .
ڕێژەی هایدرۆجین بۆ کاربۆن لەو فراکشنانەدا زۆر زیاترە لە asphaltenes یان resins .
③ فراکشنی #ئەسفاڵتی چیە ؟
مۆڵیکوڵی ئەسفاڵتی لەناوخنێکی ئاڕۆماتیکی تێری چڕکراواوە پێک دێت و بە زنجیرەی درێژی ئەلیاتیەوا بەستراوە، هیترۆ ئەتۆمەکانی ( ئۆکسجین، نایترۆجین، گۆگرد، نیکڵ ، ڤەنادیۆم ) لەناو ئەو هەلەقەدا هەن ( وێنەی مۆڵیکوڵی ئەسفاڵتی لە کۆمێنتە ) .
مۆڵیکوڵ ئەسفاڵتی لە نزیکەی 10 یان زیاتر لە هەلەقەی ئاڕۆماتی و نەفسینیک پێک دێت لەگهڵ ژمارەەک زنجیرەی درێژی بەستراوی ئەلفاتی پێیەوە.
بارستە ژمارەی مۆڵیکوڵی ئەسفاڵتی لەنێوان 2000 بۆ 5000 دایە .
هەتا بارتسە ژمارەی مۆڵیکوڵی ئەسفاڵتی زۆرتربێ ئەوە بیتۆمین زیاتر ڕەق دەبێت .
مۆڵیکوڵی ئەسفاڵتی نزیکە %5-15 wt ی بیۆمین پێک دەهێنێت.
Bitumen is a black or brown highly viscous liquid or semisolid material that is present in most crude oils and in some natural deposits. Bitumen is a complex mixture of organic compounds containing up to 150 carbon atoms, mainly aromatic, naphthenic, and aliphatic. Bitumen may also contain small amounts of organic acids, bases, heterocyclic compounds nitrogen, oxygen, and sulfur. Some metals are also found in bitumen. Bitumen may typically contain 83 to 86 percent carbon, 9 to 10 percent hydrogen, 1 to 5 percent sulfur, less than 1 percent each of nitrogen and oxygen, and minor amounts of metals such as vanadium and nickel.
Bitumen is one of the oldest engineering materials, in use since the beginning of civilization,about 6000 B.C. Natural bitumen was formed when crude oil from shallow deposits worked its way up through cracks and fissure in the earth. Bitumen was collected as seepage from shallow wells in present-day northern Iraq, a region rich in oil deposits. The first recorded human use of bitumen was
by Sumerians in Mesopotamia.
Today, almost all over the world, the production of bitumen for paving and other uses is from oil refineries. Approximately 80 percent of bitumen production is used in road building and maintenance as a binder for aggregates. Bitumen for this end use is ever increasing as highways are being built at an accelerated rate in all countries of the world. Bitumen is increasingly being used in building airfields. After road pavement, the next most important use of bitumen is in roofing. Bitumen is used for roofing mainly because of its high resistance to moisture pe*******on and its good adhesive and cohesive properties.
Bitumen is a thermoplastic material: It softens when heated and hardens on cooling. Within a certain temperature range, bitumen is viscoelastic: It exhibits the mechanical characteristics of viscous flow
and elastic deformation. Bitumen can be considered a colloidal solution in which asphaltenes are held in suspension in a mixture of oil and resins. Asphaltenes as such are insoluble in oil, but the polar nature of resin molecules keeps asphaltenes in a colloidal suspension. Vacuum residue from
crude oil distillation can be split into four different constituents by chromatographic methods: saturates, aromatic, resins, and asphaltenes. The first three together are usually referred to as maltenes. The fractions are classified as asphaltenes or maltenes according to their solubility in n-hexane or n-
heptane. Asphaltenes are high-molecular compounds and thus insoluble in these solvents. Maltenes, in contrast, have a much lower molecular weight compared with asphaltenes and are soluble in these
solvents. The relative proportion of each fraction varies from crude oil to crude oil. Typical composition is as follows
Saturates and aromatics are the fraction with the lowest molecular weight, ranging from 300 to 2000. The hydrogen-to-carbon ratio of this fraction is much higher than those of asphaltenes or resins. This fraction acts as the dispersion medium for asphaltenes.
The asphaltene molecule1 has a core of saturated condensed aromatic rings and an aliphatic side chain. Heteroatoms (O, N, S, Ni, V, and others) have been found in rings (Fig. 7-1). The asphaltene molecule is typically composed of 10 or more fused aromatic and naphthenic rings with a significant number of alkyl side chains. The molecular weight of asphaltene is in the range of 2000 to 5000. The higher the asphaltene percentage, the harder the bitumen. Asphaltene constitutes from 5 to 25 wt % of bitumen.
سەرچاوە : کتێبی PETROLEUM FUELS
MANUFACTURING
HANDBOOK
Including Specialty Products and
Sustainable Manufacturing Techniques
Surinder Parkash, Ph.D.
