我國(guó)特種瀝青行業(yè)研究與生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展建議

裴政然，劉萬(wàn)千

（1 北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京 100048；2 濰坊匯智化工有限公司，山東 濰坊 262408）

1 概況

石油瀝青主要用于道路建設(shè)和建筑防水，分別稱為道路瀝青和建筑瀝青。占國(guó)內(nèi)瀝青總消費(fèi)的85%以上。由于瀝青具有價(jià)格低廉、良好的黏結(jié)性、不透水性、絕緣、和化學(xué)穩(wěn)定性，因此在其它專業(yè)領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，我們把道路石油瀝青和建筑石油瀝青以外的用于各種專門用途的石油瀝青稱為特種石油瀝青，簡(jiǎn)稱特種瀝青，有時(shí)也稱為專用石油瀝青。特種瀝青主要是根據(jù)用途分類，如電纜瀝青、電池封口劑、絕緣膠、絕緣瀝青等等，品種非常多[1]。我國(guó)曾經(jīng)在1992 年由國(guó)家石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)瀝青分委會(huì)對(duì)部分應(yīng)用比較廣泛的的特種瀝青制定了石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一段時(shí)間內(nèi)促進(jìn)了我國(guó)特種瀝青行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范生產(chǎn)。但由于特種瀝青又存在著如下問(wèn)題：一是品種多，用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于道路瀝青和建筑瀝青；二是特種瀝青生產(chǎn)嚴(yán)重依賴于原油的性質(zhì)，適合生產(chǎn)特種瀝青的品種嚴(yán)重短缺；三是有些特種瀝青的生產(chǎn)除了對(duì)原油性質(zhì)有特殊要求之外，工藝過(guò)程也非常復(fù)雜。加之傳統(tǒng)的瀝青科研機(jī)構(gòu)主要分布在石油石化行業(yè)和道路交通行業(yè)，因此在特種瀝青方面科研開發(fā)的投入嚴(yán)重不足。有些已經(jīng)制定標(biāo)準(zhǔn)了的產(chǎn)品也因?yàn)榻陙?lái)適合的原油逐漸減少而停止了生產(chǎn)，給應(yīng)用廠家造成了很大被動(dòng)，很多廠家被迫用普通瀝青調(diào)和生產(chǎn)，影響了產(chǎn)品質(zhì)量或提高了成本。同時(shí)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)門類的增加，傳統(tǒng)行業(yè)對(duì)技術(shù)進(jìn)步的需求提高，還有不斷出現(xiàn)的新興技術(shù)領(lǐng)域?qū)μ胤N瀝青都有不小的需求。因此加強(qiáng)特種瀝青的研發(fā)，對(duì)于發(fā)展特色產(chǎn)品和相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品質(zhì)量提高具有很大的意義。

2 現(xiàn)狀

2.1 特種瀝青的性質(zhì)要求

大部分特種瀝青要求比道路瀝青擁有更高的軟化點(diǎn)，也就是要有良好的高溫抗蠕動(dòng)性；比建筑瀝青擁有更高的針入度等，也就是更好的低溫性能，抗低溫開裂以及低溫黏附性等。比如電池封口劑、電纜瀝青等；但也有部分特種瀝青是要求低針入度的，如油漆瀝青和橡膠瀝青等。

特種瀝青的性能嚴(yán)重依賴于原油的性質(zhì)，在我國(guó)眾多油田的各油區(qū)的原油中幾乎只有克拉瑪依油田的白克原油適合生產(chǎn)高軟化點(diǎn)、高針入度的特種瀝青。因此我國(guó)的特種瀝青基本上是由加工白克原油的獨(dú)山子煉油廠研發(fā)和制定標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 特種瀝青的生產(chǎn)工藝

典型的道路瀝青生產(chǎn)工藝是原油經(jīng)過(guò)常減壓蒸餾而得到減壓瀝青渣油直接作為道路瀝青、或者減壓渣油淺度氧化，以及溶劑脫瀝青與其他輕組分調(diào)和，道路瀝青的生產(chǎn)嚴(yán)重依賴于原油的性質(zhì)，只有適合的原油才能生產(chǎn)合格的道路瀝青；而建筑瀝青的生產(chǎn)主要是以減壓渣油經(jīng)吹風(fēng)氧化將軟化點(diǎn)提高至100℃以上，建筑瀝青對(duì)原油性質(zhì)要求不高，大多數(shù)原油都可以生產(chǎn)建筑瀝青。而特種瀝青大多軟化點(diǎn)要求高，和建筑瀝青接近，所以需要選擇合適的原油的減壓渣油進(jìn)行氧化。正是因?yàn)樘胤N瀝青的要求的特殊性，因此對(duì)原油性質(zhì)的依賴更甚于道路瀝青。要想實(shí)現(xiàn)高軟化點(diǎn)同時(shí)又具有高針入度，就需要選擇低瀝青質(zhì)、高膠質(zhì)含量原油的減壓渣油作原料。而對(duì)于低針入度要求的瀝青則需要高瀝青質(zhì)含量的原油減壓渣油作原料；有時(shí)也會(huì)采用溶劑脫瀝青的脫油瀝青作為部分原料以使瀝青的針入度降低。

2.3 現(xiàn)有特種瀝青的標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)瀝青分委會(huì)曾經(jīng)在90 年至94 年分別制定了電纜瀝青、專用石油瀝青、防水防潮瀝青、管道防腐瀝青、絕緣膠、橡膠瀝青、電池封口劑、油漆石油瀝青、絕緣石油瀝青等特種瀝青的石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.1 油漆石油瀝青

油漆石油瀝青1 號(hào)用于制取具有良好裝飾性的瀝青烘干清漆，2 號(hào)用于制取一般裝飾性和防腐的瀝青清漆，3 號(hào)用于制取防腐性的瀝青清漆。1992 年首次制定，2005 年重新確認(rèn)。見(jiàn)表1。

表1 油漆石油瀝青產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（SH 0523-2005）

2.3.2 橡膠瀝青

橡膠瀝青主要用于添加到橡膠制品中作為軟化、補(bǔ)強(qiáng)和填充用。橡膠瀝青的標(biāo)準(zhǔn)于1992 年制定。見(jiàn)表2。

2.3.3 電纜瀝青

電纜瀝青主要用作動(dòng)力電纜和通訊電纜的外涂層，起到防腐、絕緣、密封的作用。起到延長(zhǎng)電纜使用壽命和提高安全性的作用。該產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)1990 年制定，2004 年確認(rèn)。見(jiàn)表3。

2.3.4 管道防腐瀝青

管道防腐瀝青主要用于金屬管道防腐，當(dāng)輸送介質(zhì)溫度小于50℃時(shí)使用1 號(hào)，當(dāng)介質(zhì)輸送溫度在51—80℃時(shí)使用2 號(hào)。該方法1991 年制定，2005 年確認(rèn)。見(jiàn)表4。

表2 橡膠瀝青（SH/T0420-92）

表3 電纜瀝青產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（SH 0001-2004）

表4 管道防腐瀝青產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（SH/T 0098-2005）

2.3.5 電池封口劑

電池封口劑主要用于電池封口，20 號(hào)用于鋅錳干電池封口，30、35、40 號(hào)用于各種蓄電池。見(jiàn)表5。

2.3.6 絕緣膠

絕緣膠主要用于灌注高低壓電纜的終端閘、接線閘、總門及鐵路電訊器材、棉紗帶鉛筒、截?cái)嚅l、分路閘、鉛絲閘、變壓器內(nèi)外絕緣體、電機(jī)及汽車器材等用。1994 年制定，2005 年確認(rèn)。見(jiàn)表6。

2.3.7 專用石油瀝青

專用石油瀝青分三個(gè)牌號(hào)（表7），1 號(hào)適用于電纜防潮防腐用，用本瀝青包在電纜外部，以節(jié)省鋼管；2 號(hào)適用于絕緣填充材料；3 號(hào)適用于配制油漆。該標(biāo)準(zhǔn)1992 年制定。

表5 電池封口劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（SH0421-92）

表6 絕緣膠產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（SH0419-2005）

表7 專用石油瀝青SH0418—92

2.3.8 絕緣石油瀝青

絕緣石油瀝青用途比較廣泛，部分牌號(hào)在用途上和絕緣膠有重復(fù)。用軟化點(diǎn)分為六個(gè)牌號(hào)，70、90、110 號(hào)主要用于灌注電纜接線中間盒、和終端盒做絕緣填充料；130、140、150 號(hào)用于灌注繼電器、鎮(zhèn)流器、汽車點(diǎn)火線圈等電器做絕緣填充料。也可以調(diào)制蓄電池蓄電池封口劑，也適用于電解槽涂料以及其他需要高軟化點(diǎn)瀝青的場(chǎng)合。見(jiàn)表8。

2.3.9 防水防潮瀝青

防水防潮瀝青適用做油氈的涂覆材料及建筑屋面和地下防水的黏結(jié)材料。見(jiàn)表9。

2.4 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)及研發(fā)現(xiàn)狀

由于特種瀝青存在著諸多問(wèn)題，造成實(shí)際生產(chǎn)企業(yè)非常少，大部分產(chǎn)品在市場(chǎng)上并無(wú)供應(yīng)。現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)普遍存在著標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)不能完全滿足實(shí)際應(yīng)用要求的問(wèn)題；部分標(biāo)準(zhǔn)適用范圍重復(fù)，但指標(biāo)又不盡一致；適合生產(chǎn)特種瀝青的原油非常少。特種瀝青多數(shù)情況下需要高軟化點(diǎn)同時(shí)具有高針入度，也就是說(shuō)只有原油瀝青質(zhì)含量低、膠質(zhì)含量高時(shí)才有可能生產(chǎn)出符合指標(biāo)的產(chǎn)品。前面介紹的有標(biāo)準(zhǔn)的特種瀝青中有幾個(gè)品種只有克拉瑪依油田的白克原油可以生產(chǎn)，近年來(lái)白克原油基本枯竭，因此能加工白克原油的煉油廠已經(jīng)停止了特種瀝青的生產(chǎn)。由于國(guó)內(nèi)原油品種不夠豐富，煉制原油的煉油廠一般不會(huì)以生產(chǎn)特種瀝青這樣的小產(chǎn)品為目標(biāo)。作為各種瀝青原料的減壓渣油，中石化、中石油等大型煉油企業(yè)會(huì)選擇適合的原油直接生產(chǎn)道路瀝青，不適合做道路瀝青的一般會(huì)采用重油加氫裂化或延遲焦化等工藝進(jìn)一步深加工，以獲得更多的輕油產(chǎn)品，只有極少部分廠家把一部分減壓渣油作為市場(chǎng)需求較大的建筑瀝青原料，而目前大型煉油企業(yè)因?yàn)榄h(huán)保等原因基本不再生產(chǎn)建筑石油瀝青，這部分原料賣給有氧化瀝青裝置的小型民營(yíng)企業(yè)，另外一些中小型民營(yíng)煉油企業(yè)將一部分渣油流通于市場(chǎng)作為生產(chǎn)建筑瀝青的原料，而小型煉油企業(yè)原油不穩(wěn)定，很多甚至加工的是國(guó)外進(jìn)口的M100 或者180 等重油作為常減壓的原料，原料的不穩(wěn)定和質(zhì)量的低劣造成建筑石油瀝青的質(zhì)量很差和不穩(wěn)定，更無(wú)法生產(chǎn)特種瀝青了。現(xiàn)針對(duì)不同的特種瀝青分述如下：

表8 絕緣瀝青SH/T0418-94

表9 防水防潮石油瀝青(SH 0002—90)

2.4.1 油漆瀝青

油漆瀝青一般要求高軟化點(diǎn)，低針入度，過(guò)去采用溶劑脫瀝青的脫油瀝青作原料進(jìn)行高溫氧化以提高其軟化點(diǎn)降低針入度的方法生產(chǎn)，由于脫油瀝青多數(shù)在大型煉油廠生產(chǎn)，一般只作為半成品，因此有氧化瀝青裝置的廠家無(wú)法獲得此原料，因此現(xiàn)在已經(jīng)沒(méi)有廠家生產(chǎn)。做瀝青涂料的3 號(hào)油漆瀝青，廠家往往以普通10 號(hào)建筑瀝青代替，造成質(zhì)量下降。而做清烘漆的用戶則用天然瀝青代替，天然瀝青和石油油漆瀝青做出來(lái)的清烘漆則各有優(yōu)缺點(diǎn)。

2.4.2 橡膠瀝青

橡膠瀝青一般用低瀝青質(zhì)減壓渣油氧化即可。其指標(biāo)軟化點(diǎn)比普通10 號(hào)建筑瀝青略高，針入度高一些，其它指標(biāo)與10 瀝青指標(biāo)接近，因此在沒(méi)有廠家生產(chǎn)的情況下，大部分橡膠制品廠家以10 號(hào)瀝青代替，加入量略微低于正常加入量，使得成本略有上升。

2.4.3 電纜瀝青

目前大部分電纜都不再使用使用電纜瀝青，而是以PVC 代替，只有高壓電纜仍在使用，以往電纜瀝青都是以中間基或者環(huán)烷基原油的減壓渣油氧化來(lái)生產(chǎn)，但因?yàn)楝F(xiàn)在大多數(shù)氧化瀝青廠無(wú)法獲得合適的減壓渣油，而且因?yàn)樾枨罅坎淮螅o(wú)氧化瀝青廠家生產(chǎn)，而是少數(shù)專業(yè)廠家以10 號(hào)建筑石油瀝青為原料與其它低黏度石油組分調(diào)和生產(chǎn)。

2.4.4 管道防腐瀝青

1 號(hào)管道防腐瀝青本來(lái)就與10 號(hào)建筑瀝青指標(biāo)接近，大部分情況下被10 號(hào)瀝青替代，2 號(hào)管道防腐瀝青前些年只有齊魯石化公司煉油廠以勝利原油的減壓渣油為原料氧化生產(chǎn)，但齊魯石化公司煉油廠停用氧化瀝青裝置后再無(wú)生產(chǎn)廠家。

2.4.5 電池封口劑

電池封口劑主要用于干電池和蓄電池，由于蓄電池外殼從以前的橡膠材料已經(jīng)改成了塑料，塑料材料可以熔接，因此不再需要蓄電池封口劑了[2]。市場(chǎng)上主要是干電池需要的20 號(hào)電池封口劑，是市場(chǎng)需求量較大的特種瀝青之一，原因是世界上90%的干電池在中國(guó)生產(chǎn)，，但由于技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)在5 號(hào)和7 號(hào)干電池基本不用電池封口劑封口了，二代之以電池封口膠，電池封口膠有兩種，一種是以瀝青為基料，和數(shù)種其它功能材料復(fù)合的，另一種是不用瀝青，而是純粹以高分子材料為主的。但1 號(hào)電池大多數(shù)還在用電池封口劑，尤其是電池?zé)o汞化后，對(duì)密封材料的密封性能要求更高。需要指出的是，以往用白克原油生產(chǎn)的20 號(hào)電池封口劑在廠家使用時(shí)并不能完全滿足要求，還需要配入松香等組分以提高電池的高溫性。而現(xiàn)在市場(chǎng)上需要的并不用完全符合20 電池封口劑的指標(biāo)要求。因?yàn)闆](méi)有白克原油那樣的原料，也完全可以選擇相近的10 號(hào)瀝青，軟化點(diǎn)盡量靠近高線，然后調(diào)配低凝組分，完全可以滿足市場(chǎng)需求[3]。

2.4.6 絕緣膠

絕緣膠一般以低凝原油氧化生產(chǎn)，現(xiàn)在生產(chǎn)廠家非常少，主要是以10 號(hào)建筑瀝青為原料和其它其它低凝組分調(diào)和生產(chǎn)，但牌號(hào)不全，尤其是高軟化點(diǎn)的牌號(hào)由于其軟化點(diǎn)要求比作為原料的10 號(hào)瀝青軟化點(diǎn)還高，無(wú)法配制。

2.4.7 專用石油瀝青

專用石油瀝青的標(biāo)準(zhǔn)和其它幾個(gè)瀝青標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了重復(fù)，1 號(hào)和電纜瀝青用途相同，只是軟化點(diǎn)高于電纜瀝青指標(biāo)，但并沒(méi)有標(biāo)明使用條件有什么不同，2 號(hào)與絕緣膠相似，也沒(méi)有明顯不同，3 號(hào)與油漆瀝青相似。因此市場(chǎng)上并無(wú)此產(chǎn)品[4]。

2.4.8 絕緣石油瀝青

絕緣瀝青和絕緣膠有一部分用途和主要指標(biāo)重復(fù)，但絕緣瀝青特意加了絕緣電壓這一指標(biāo)，市場(chǎng)上生產(chǎn)廠家極少，且牌號(hào)不全。

2.4.9 防水防潮瀝青

防水防潮瀝青和30 建筑瀝青用途和指標(biāo)相似，沒(méi)有調(diào)研到實(shí)際生產(chǎn)廠家。

除了上述有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的特種瀝青之外，由于今年年來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有很多新的領(lǐng)域?qū)μ胤N瀝青有了需求，有些需求量還很大。比如地毯瀝青、汽車阻尼板瀝青等，方塊地毯的胎面和底面之間的黏結(jié)劑有PVC 和瀝青兩種，近些年瀝青需求量逐漸加大，由于沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，廠家只好用普通建筑瀝青和道路瀝青兩種軟硬瀝青勾兌，質(zhì)量波動(dòng)大，地毯質(zhì)量也完全無(wú)法和國(guó)外相比，迫切需要制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)高質(zhì)量的地毯瀝青，汽車阻尼板是早就存在的產(chǎn)品，但也是因?yàn)闆](méi)有專用瀝青，阻尼板廠家用普通瀝青加入其他組分勾兌，造成質(zhì)量不穩(wěn)定，甚至造成汽車環(huán)保問(wèn)題，也迫切需要瀝青從業(yè)者制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)質(zhì)量合格的專用瀝青。

3 建議

1）重新修訂標(biāo)準(zhǔn)。與有關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的用戶合作，重新制定新的標(biāo)準(zhǔn)，使標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用需求緊密結(jié)合；取消一部分和普通瀝青基本相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，可以拓寬原料資源；合并重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)；與新領(lǐng)域的用戶合作制定新的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

2）集中優(yōu)勢(shì)資源，特種瀝青企業(yè)可以重點(diǎn)開發(fā)幾個(gè)性能相近的品種，這樣有利于集中分散的資源，有利于提高企業(yè)整體生產(chǎn)量。

3）開發(fā)新的工藝，與特種瀝青有關(guān)的原料資源比較復(fù)雜，可以充分利用不同的原料，甚至可以利用石油組分以外的原料，發(fā)揮氧化、調(diào)和以及催化氧化等不同的工藝和工藝組合的靈活性。開發(fā)不同需要的特種瀝青，提高與特種瀝青有關(guān)的行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本，培育特種瀝青產(chǎn)業(yè)。