Производство битумных и полимербитумных эмульсий + лаб

Полимер - модифицированный битум и битумно - полимерные эмульсии
Производство
полимер - модифицированного битума и
битумно - полимерных эмульсий
на промышленных установках фирмы
IKA®-Werke GmbH & Co. KG
Введение
Полимер - модифицированные битумы (ПМБ)
применяются:
• в условиях постоянного роста интенсивности движения, и как
следствие этого, увеличение нагрузок на дорожные покрытия, а
также покрытия взлётно-посадочных полос аэропортов
• для повышения эксплутационной надёжности дорожных битумов в
покрытиях
• в минеральных соединениях с низкими клейкими свойствами
• в случае высокого пористого слоя асфальтовой поверности
IKA® Werke Staufen
2007
2
Введение
Где ещё находит своё применение ПМБ?
• в качестве основных компонентов для изготовления мягких
высококачественных кровельных покрытий, гидроизоляционных
материалов, теплоизоляционных материалов, а также материалов
для скатной кровли
IKA® Werke Staufen
2007
3
Введение
Что такое полимер - модифицированный битум?
Модификация битумов - это направленное улучшение их свойств
путем совмещения с полимерными добавками.
Полимер - модифицированный битум - это продукт, получаемый в
промышленных условиях в результате смешивания:
- битумов
и
- полимеров
Введение подходящего полимерного модификатора придает
битумному материалу большую тепло- и морозоустойчивость,
эластичность, повышенную сопротивляемость усталостным
нагрузкам, повышает долговечность.
IKA® Werke Staufen
2007
4
Введение
Общие преймущества применения ПМБ:
• мощные адгезивные свойства
• низкотемпературная гибкость и эластичность, а также
стойкость к течению при повышенной температуре
• способность к быстрому снятию напряжений, возникающих в
покрытии под воздействием движущегося транспорта
• повышенная сопротивляемость усталостным нагрузкам,
возникающим при циклических перепадах температур
• расширенный температурный диапазон эксплуатации,
морозостойкость
IKA® Werke Staufen
2007
5
Введение
Что такое битум?
Битум – это полученная из нефти высоко-молекулярная плавкая
углеводороная смесь темного цвета. Нефтяной битум - ценнейший
дорожно-строительный материал.
IKA® Werke Staufen
2007
6
Введение
Битум
• Асфальт состоит из битума, песка,
мелкого щебня, минерального порошка
• Битум является связующим веществом
в асфальте. Он обволакивает другие
минеральные соединения, обеспечивает
прочность и придает асфальту
требуемые свойства
IKA® Werke Staufen
2007
7
Введение
В качестве полимерных модификаторов битума
наиболее широко используются следующие добавки:
• блоксополимер СБС (стирол - бутадиен - стирол)
• термопластичный полимер ЭВА (этилен - винилацетат)
Установлено, что экономически эффективными модификаторами
свойств нефтяных битумов являются те, которые доступны и
недороги. Целесообразность применения, например в составе
дорожного асфальтобетона, битума, модифицированного тем или
иным видом модификатора, в каждом конкретном случае
обосновывается с технической и экономической точки зрения.
IKA® Werke Staufen
2007
8
Введение
Что такое полимеры СБС и ЭВА?
Стиролбутадиенстирол - это полимер, образованный тремя последовательно соединенными
полимерными звеньями (полистирол-С, полибутадиен-Б, полистирол-С).
Существует большое разнообразие типов полимеров СБС, отличающихся по форме (линейной или
звездообразной), молярной массе, свойствам стирола и бутадиена.
Этиленвинилацетат - это термопластичное вещество, получаемое в результате сополимеризации
этилена и мономера винилацетата. Группы ацетокси распределяются в этиленовой группе
произвольно. Содержание винилацетата в сополимерах этиленвинилацетата может колебаться от 0 до
50%. Содержание винилацетата определяет механические свойства сополимера. Сополимеры с низким
содержанием ацетата обладают свойствами, близкими к свойствам полиэтилена низкой плотности. К
тому же свойства сополимеров этиленвинилацетата зависят от образования боковых цепочек и
молекулярной массы.
IKA® Werke Staufen
2007
9
Технология
Элементарная схема ПМБ установки:
IKA® Werke Staufen
2007
10
Оборудование
Поточный смеситель - гомогенизатор „Bitumen DISPAX®“ результат комбинирования IKA® MHD и IKA® DR:
+
IKA® Werke Staufen
2007
=
11
Оборудование
Производятся следующие
типоразмеры машин:
- DR 2000/10 - PB
- DR 2000/20 - PB
- DR 2000/30 - PB
- DR 2000/50 - PB
(PB = полимермодифицированный битум)
IKA® Werke Staufen
2007
12
Поточный смеситель - гомогенизатор DR 2000/10-PB
IKA® Werke Staufen
2007
13
Испытательная установка для отработки рецептур ПМБ
Комплексную испытательную установку DR 2000/10-PB возможно взять в аренду
для отработки рецептур ПМБ и проведения разного рода экспериментов.
IKA® Werke Staufen
2007
14
Испытательная установка для отработки рецептур ПМБ - DR 2000/10-PB
IKA® Werke Staufen
2007
15
Испытательная установка - DR 2000/10-PB
Испытательная установка DR2000/10-PB для проведения экспериментов
непосредственно на месте производства может быть направлена в распоряжение
технологов Вашего предприятия.
IKA® Werke Staufen
2007
16
Поточный смеситель - гомогенизатор DR 2000/50-PB
DR 2000/50-PB
IKA® Werke Staufen
2007
17
Поточный смеситель - гомогенизатор DR 2000/50-PB
IKA® Werke Staufen
2007
DR 2000/50-PB
18
Обзор производительности DR 2000/50-PB
Обзор производительности и технические характеристики
"Bitumen - DISPAX"
DR 2000/50-PB, 160 кВт
3,5
3
СБС (т/ч)
2,5
Рабочая область
Концентрация
Потребление тока
Количество СБС
2
1,5
Свойства материалов:
1. Например, битум 50/70
Температура +165°C
2. СБС
диаметр: ~4 мм
длина:
~ 6 мм
плотность:
0,3 кг/дм³
1
0,5
0
10
15
20
25
30
35
40
Битум (т/ч)
IKA® Werke Staufen
2007
19
Технические характеристики DR 2000/50-PB
Технические характеристики:
DR 2000/10-PB
Мощность:
Производительность:
DR 2000/20-PB
DR 2000/30-PB
DR 2000/50-PB
18,5 кВт
45 кВт
75 кВт
160 кВт
2,5 т/ч
6 т/ч
15 т/ч
35 т/ч
2.500 л/ч
6.000 л/ч
15.000 л/ч
35.000 л/ч
400 л/ч
900 л/ч
3.700 л/ч
8.000 л/ч
Максимальная
производительность
по битуму:
Максимальная
производительность
по полимеру:
(насыпной вес 0,3 кг/дм³)
Вязкость готового продукта:
прибл. 200 - 1.000 мПас
Высота подачи:
макс. 10 м (прим. 1 бар)
Содержание полимера:
0,1 - 10%
IKA® Werke Staufen
2007
20
Поточный смеситель - гомогенизатор DR 2000/50-PB
Цены:
в режиме рабочих температур до +190°C:
DR2000/10-PB
DR 2000/20-PB
DR 2000/30-PB
DR 2000/50-PB
€ 37.050,--
€ 63.630,--
€ 106.620,--
€ 158.450,--
Доплата за режим рабочих температур до +220°C:
€ 1.320,--
€
1.880,--
€
1.610,--
€
3.600,--
Срок действия цены: до 31.12.2007
Время поставки:
IKA® Werke Staufen
2007
12 - 14 недель
21
Промышленная установка для производства ПМБ
Помимо единичных машин фирма ИКА также поставляет
промышленные установки (линии) для производства ПМБ
производительностью до 35 т/ч.
IKA® Werke Staufen
2007
22
Промышленная установка для производства ПМБ
Промышленные установки для производства ПМБ
главным образом состоят из следующих компонентов:
• Обогреваемый резервуар с мешалкой
• Насосы
• Фильтры
• Расходомеры - счетчики на линии дозирования жидкостей
• Дозатор сухих компонентов
• DISPAX-REACTOR®-PB
• Обогреваемые трубопроводы
• Обогреваемые емкости с мешалкой для хранения ПМБ
• Агрегат нагрева термального масла и установка его подогрева
• Электрическое управление
IKA® Werke Staufen
2007
23
Компоненты промышленной установки для производства ПМБ
Плунжерный насос с внутренним зацеплением
1. Насос для наполнения обогреваемого битумного резервуара
с мешалкой из имеющейся буферной емкости для хранения
- Производительность:
приблиз. 10.000 до 30.000 л/ч
- Мощность:
11 кВт
- Материал:
литая сталь
- Исполнение:
вкл. подогревающую рубашку
и встроенный предохранительный клапан
2. Насос для дозировки битума при его подаче в диспергатор
DR2000/50-PB
Технические характеристики см. выше
IKA® Werke Staufen
2007
24
Промышленная установка для производства ПМБ
Обогреваемый резервуар с мешалкой
для хранения и нагрева битума перед
процессом его модифицирования
- Полезный объем..................................... 60 м³
- Мощность мешалки:...............................11 кВт
- Материал:........................ углеродистая сталь
- Исполнение: включая нагревательный змеевик и изоляцию
IKA® Werke Staufen
2007
25
Промышленная установка для производства ПМБ
Высокотемпературный расходометр - счетчик
для дозации битума установленный между
насосом и диспергатором
-Принцип измерения: ...............
Кориолис
- Макс. производительность: ......30 м³/ч
IKA® Werke Staufen
2007
26
Промышленная установка для производства ПМБ
Дозатор сухих компонентов
для непрерывного дозирования СБС в диспергатор DR 2000/50-PB
- Высокоточный дозирующий модуль
для гравиметрического дозирования СБС-гранулята
- Подаваемое количество ........от 200 до 2.200 кг/ч
- Материал ..........нержавеющая сталь AISI 316 улучшенная
- Исполнение ....с ёмкостью для хранения на 1500 л,
рыхлителем и аналаговой системой взвешивания
IKA® Werke Staufen
2007
27
Установка DR 2000/50-PB
Высокопроизводительная диспергирующая машина
DISPAX-REACTOR®
для непрерывного смешивания, диспергирования и
растворения СБС в горячем битуме
- Макс. производительность
до 30.000 л/ч
- Мощность мотора:.....................160 кВт
- Материал .................................... нержавеющая сталь AISI 316Ti
- Исполнение
IKA® Werke Staufen
2007
вкл. двойную рубашку и систему
блокировки давления
28
Промышленная установка для производства ПМБ
Устройство насоса
для перекачки готового ПМБ в резервуар для хранения
- Производительность.............................. приблиз. 10.000 до 30.000 л/ч
- Мощность:...................................................15 кВт
- Материал ....................................................литая сталь
- Исполнение: ......
IKA® Werke Staufen
2007
вкл. подогревающую рубашку
и встроенный предохранительный клапан
29
Промышленная установка для производства ПМБ
Резервуар для хранения ПМБ (с мешалкой)
для хранения готового
полимер - модифицированного битума
- Полезный объем каждого резервуара ................. ~ 100 м³
- Мощность мешалки:.....................................15 кВт
- Материал ......................................углеродистая сталь St 37
- Исполнение ............вкл. нагревательный змеевик и изоляцию
IKA® Werke Staufen
2007
30
Промышленная установка для производства ПМБ
Тепловой агрегат для термомасла
... для подогрева всей установки:
•
•
•
•
резервуаров
насосов
битумных трубопроводов с
двойной рубашкой
диспергирующей машины
- Тепловая мощность......................................700 кВт
- Максимальная рабочая температура:....... 280°C
- Мощность подачи.......................................... 50 м³/ч
IKA® Werke Staufen
2007
31
Промышленная установка для производства ПМБ
Электроуправление
Система управления включает:
•
•
•
•
•
программируемое управление с
блоком памяти
управление всеми операциями
технологического процесса
блокировки для обеспечения
безопасности
система взвешивания
блок управления,
включая преобразователи
частоты
IKA® Werke Staufen
2007
32
Промышленная установка для производства ПМБ
Функции
Установка управляется через автоматический интерфейс
(терминал оператора с сенсорным экраном)
Доступны следующие функции:
• Автоматическое
или ручное управление
• Настройка и наблюдение за
предельными значениями
• Аварийное оповещение
• Блокировки в целях
безопасности
IKA® Werke Staufen
2007
33
Элементарная схема производственной линии ПМБ
IKA® Werke Staufen
2007
34
Промышленная установка для производства ПМБ
DR PB
IKA® Werke Staufen
2007
35
Промышленная установка для производства ПМБ
IKA® Werke Staufen
2007
36
Промышленная установка для производства ПМБ
Технические условия:
Характеристики битума:
Температура:
Вязкость при рабочей температуре:
Примеси отсутствуют
мин. +160°C до макс. +190°C
максимально 400 мПас
Характеристики полимера (СБС-полимера):
Плотность засыпки:
мин. 300 до макс. 450 кг/м ³
Размер частиц:
длина максимально 6 мм, диаметр максимально 4 мм
Примеси отсутствуют, особенно металлические
Характеристики серы:
Плотность засыпки:
мин. 800 до макс. 1.100.кг/м ³
Размер частиц:
мин. длина 1 мм, максимально 5 мм
Примеси отсутствуют, особенно металлические
IKA® Werke Staufen
2007
37
Конкуренты
Ни один из наших конкурентов на настоящее
время не может предложить непосредственное
смешивание СБС и битумов с одновременным
диспергированием!
IKA® Werke Staufen
2007
38
Преимущества
• Непосредственное смешивание и
диспергирование в одной машине
• Стабильное качество
• Возможность производства любого количества
продукции с различной концентрацией СБС
• Возможность сокращения дорогостоящего СБС
при сохранении качества ПМБ
IKA® Werke Staufen
2007
39
Преимущества
• Сокращение времени производства
• Экономия потребления энергии
• Незначительная потребность в
производственной площади
• Простота в обслуживании
• Качество оборудования IKA® !
IKA® Werke Staufen
2007
40
Необходимая информация
Данные, которые необходимы производителю от заказчика
для конструирования установки DR 2000/…PB:
• Требуемая производительность в т/час или т/день
• Температура и вязкость битума
• Вид и размер частиц полимера
• Концентрация полимеров
• Речь идет о совершенно новой установке или об интеграции
IKA® - установки в имеющуюся у заказчика технологическую
линию?
IKA® Werke Staufen
2007
41
Установка для производства битумных эмульсий
Битум
IKA® Werke Staufen
2007
Вода
+
эмульгаторы
42
Установка для производства битумных эмульсий
• 3-D дизайн
IKA® Werke Staufen
2007
43
Установка для производства битумных эмульсий
• Пример эмул. установки производ. 2.500 л/ч
IKA® Werke Staufen
2007
44
Установка для производства битумных эмульсий
IKA® Werke Staufen
2007
Пример эмул. установки производ. 7.500 л/ч
45
Установка для производства битумных эмульсий
IKA® Werke Staufen
2007
Пример эмул. установки производ. 7.500 л/ч
46
Лабораторная установка для производства битумных эмульсий
R&D
Пример
лабораторной
эмул. установки
производ. 200 л/ч
IKA® Werke Staufen
2007
47
Лабораторная установка для производства битумных эмульсий
R&D
IKA® Werke Staufen
2007
48
Лабораторная установка для производства битумных эмульсий
R&D
IKA® Werke Staufen
2007
49
Лабораторная установка для производства битумных эмульсий
IKA® Werke Staufen
2007
R&D
50