7.12.1402
امضای تفاهم‌نامه همکاری بین پژوهشگاه مواد و انرژی و مرکز نوآوری رادیناس
1403-01-14
مرداد 17, 1402

صنعت قیر

۱.صنعت قیر

  1-1. معرفی صنعت

قیر ماده­ای است که هم در طبیعت یافت می شود و هم می توان آن را از نفت خام استخراج کرد.قیر ماده‌ای هیدروکربنی است به رنگ سیاه تا قهوه‌ای تیره که حاوی عناصری مانند کلسیم، آهن، گوگرد و اکسیژن است و در سولفید کربن و تتراکلرید کربن کاملاً حل می‌شود. قیر در دمای محیط، جامد است. اما با افزایش دما، به حالت خمیری درمی‌آید و پس از آن مایع می‌شود. کاربردهای اصلی قیر به علت وجود دو خاصیت مهم این ماده است:

  • نفوذ ناپذیری در برابر آب
  • چسبندگی

هزینه استخراج و استفاده از قیر طبیعی بیشتر از قیر به دست آمده از نفت خام است و معمولاً به عنوان یک افزودنی برای پوشش ضد آب، گل حفاری و راه سازی استفاده می شود. در مقابل نفت خام منبع اولیه قیر برای صنعت است. نفت خام مخلوطی از ترکیبات مختلف است که توسط یک برج تقطیر جدا می شوند. بقایای برج تقطیر که وکیوم باتم (کف خلاء) نامیده می شود برای پردازش و تبدیل به قیر منتقل می شود.

کیفیت مواد و سهولت تولید بستگی به منبع و نوع نفت خامی دارد که از آن استخراج می شود. بیش از ۸۵ درصد از تولید قیر جهان برای راهسازی، ۱۰ درصد در ساخت و سازهای دیگر و ۵ درصد در صنایع مختلف از جمله عایق سازی استفاده می شود.. قیر می تواند تحت بارهای سنگین تغییر شکل دهد و اگر تحت فشار مداوم باشد می تواند منجر به ترک خوردن آن شود.

۲-۱٫ انواع قیر و کاربردهای آن

  1-2-1. قیر طبیعی

      قیر طبیعی ظاهری براق و صاف و جامد دارد و انواع آن بر اساس محتوای خاکستر و حلالیت آنها در حلال های آلی طبقه بندی می شوند. از آنجایی که این ماده سخت و شکننده است، بیشتر به صورت پودر استفاده می شود. ترکیب قیر طبیعی نزدیک به قیر پالایشگاهی است. گاهی در صنعت راهسازی از ترکیب گقیر طبیعی با قیر تصفیه شده استفاده می شود. اگرچه مقاومت بیشتری در برابر نفوذ آب دارد، اما درجه نفوذ و تغییر شکل آن کم است. از این نوع قیر در صنایع چاپ صنعت نقاشی، گل حفاری و سیمان، آسفالت و راهسازی، افزودنی ماسه ریخته گری، محصولات شیمیاییو بهبود کیفیت قیر استفاده می­شود.

۲-۲-۱٫ قیر گرید penetration

    قیر نفوذی پرمصرف ترین قیر برای راهسازی است. پس از تولید در پالایشگاه با استفاده از دستگاه نفوذ سنج با تست نفوذ طبقه بندی می شود. هر چه سوزن عمیق‌تر به سطح قیر نفوذ کند، نرم‌تر و برای هوای سردتر مناسب‌تر خواهد بود. پرمصرف ترین قیر راهسازی، قیر نفوذی گرید ۶۰/۷۰ و سپس گرید ۸۰/۱۰۰ می باشد. علاوه بر این، درجه ۶۰/۷۰ به طور گسترده ای به عنوان یک ماده ضد آب در ساختمان ها استفاده می شود. برای استفاده از این قیر باید به میانگین دمای منطقه و میزان تردد آن توجه کرد.

۳-۲-۱٫ قیر گرید ویسکوزیته

    قیر درجه ویسکوزیته بر اساس ویسکوزیته آن پس از تولید قیر در پالایشگاه طبقه بندی می شود. بیشترین مصرف این قیر در هند است. قیر ویسکوزیته دارای چهار گرید مختلف است که عبارتند از VG 10، VG20، VG30 و VG 40. دلیل استفاده از گرید ویسکوزیته به جای Penetration، تغییر ویسکوزیته قیر در دماهای بالا می باشد.

۴-۲-۱٫ قیر امولسیونی

قیر امولسیون نام خود را از نحوه تولید آن گرفته است. این نوع قیر ترکیبی شیمیایی از قیر و آب است. این روش برای جلوگیری از آسیب های زیست محیطی قیر کات­بک  بکار گرفته می­شود. چون که برای  رقیق کردن قیر به اندازه کافی  و برای کاربردهای خاص، آب یک جایگزین قابل اعتماد برای حلال های آلی است. قیر امولسیونی برای عایق‌سازی، پاشش و چسبندگی لایه‌های بین لایه‌های روسازی آسفالتی مفید است.

۵-۲-۱٫ قیر کات­بک

این قیر در صنایعی که نیاز به قیر با ویسکوزیته پایین دارند کاربرد دارد. همچنین در مواردی که قیر را نمی توان برای ساخت آسفالت از قبل گرم کرد از کات بک استفاده می شود. برای تهیه قیر کات بک، قیر پن را به مقدار معین با حلال های آلی مخلوط می کنند. این حلال های آلی عبارتند از بنزین، نفتا، روغن دیزل و روغن کوره. این نوع قیر برای آب و هوای سرد مناسب است و حلال ها هنگام استفاده از قیر تبخیر می شوند.

۶-۲-۱٫ قیر اکسید شده

قیر اکسید شده در پالایشگاه با دمیدن هوای گرم به داخل قیر پن به دست می آید. قیر به دست آمده از این فرآیند از نظر شیمیایی پایدار بوده و دوام بالایی دارد. همچنین نسبت به آب نفوذ ناپذیر است و برای عایق کاری مناسب است. قیر اکسید شده نسبت به قیر خالص دارای درجه نفوذ کمتر و نقطه نرمی بالاتری است. از کاربردهای قیر اکسید شده می توان به عایق رطوبتی در پروژه های سدسازی، ساختمان ها و غیره اشاره کرد و همچنین در راه سازی در ترکیب با سایر انواع قیر کاربرد دارد. در سایر صنایع به ویژه نفت و گاز برای پوشش خطوط لوله برای جلوگیری از خوردگی استفاده می شود.

۷-۲-۱٫ قیر PG (گرید عملکرد)

گرید PG نوعی سیستم گرید بندی قیر با توجه به عملکرد آن در دماهای مختلف است. قیری که بتواند در دمای وسیعی دوام بیاورد مناسب تر است از این­رو طبقه بندی قیرهای PG در دماهای بالا و پایین انجام می شود.

افزایش هزینه‌ها و سیاست‌های دولت در زمینه راه‌ها و توسعه زیرساختی در کشورهای توسعه‌یافته و همچنین کشورهای در حال توسعه، سهم بازار قیر را در آینده افزایش خواهد داد. افزایش پیشرفت‌های زیرساختی و ساخت کارخانه‌های صنعتی جدید در بازارهای نوظهور به نفع تقاضای محصول است. به دلیل خواص قیر مانند مقاومت در برابر آب و ویسکوزیته، از آن در رنگ‌ها و پوشش‌ها و جوهرها و رنگ‌ها استفاده می‌شود که یکی از عوامل رشد بازار قیر است. قیر سنگفرش بیشترین سهم بازار را با نزدیک به ۶۰ درصد از نظر ارزش در سال ۲۰۲۷ خواهد داشت. حدود ۸۵ درصد از کل قیر تولید شده به عنوان چسب در بتن آسفالت جاده ها، پارکینگ ها، باند فرودگاه ها و … استفاده می شود.

۲٫ تولیدکنندگان پیشرو جهانی

  1-2.  shell Bitumen

    بیش از ۱۰۰ سال است که شل پیشرو در محلول های قیر بوده است. به همین دلیل شریک انتخابی بیش از ۱۸۰۰ مشتری در ۵۲ بازار هست. چه در بخش‌های جاده‌ای، سقف‌سازی یا فرودگاهی، شل مجموعه وسیعی از محصولات سفارشی‌سازی شده برای هر نیاز دارد.

۱-۱-۲٫ راهکارهای قیرهای اصلاح شده پلیمریPOLYMER MODIFIED BITUMEN

محصولات Shell Cariphalte PMB  را می توان در طیف وسیعی از موقعیت های چالش برانگیز که به محصولی با کارایی بالا نیاز دارند استفاده کرد.

 RACETRACK: قیر اصلاح شده با پلیمر شل برای پیست های مسابقه ای با عملکرد بالا.

AIRFIELD: محصول Cariphalte – Airfield به‌طور ویژه برای مقابله با چالش‌های باند فرودگاهی با عملکرد بالا، فرمول‌بندی شده است. اینمحصول بادوام‌ترین قیر شل تا به امروز است و به همین دلیل است که بیش از ۱۰۰ فرودگاه از شلوغ ترین فرودگاه های جهان به آن اعتماد کرده­اند.

ROADS: فرمول ممتاز Cariphalte شل برای کمک به ارائه سطوح ایمن­تر، ساکت تر و ماندگارتر برای مقابله با فشار روزافزون جاده طراحی شده است.

۲-۱-۲٫ راه حل های آسفالت رنگی

راه حل های آسفالت رنگی شل با در نظر گرفتن شهرهای ایمن تر و هوشمندتر طراحی شده اند.

SHELL MEXPHALTE C: به طور ویژه برای کمک به ایجاد سطوح آسفالتی رنگی بادوام و عالی برای شهرهای هوشمندتر توسعه یافته است. محلول های آسفالت رنگی Shell Mexphalte C برای برجسته کردن مناطق مختلف مانند گذرگاه ها و مسیرهای دوچرخه سواری ایده آل هستند.

۳-۱-۲٫ راه­حل­های آسفالت جاده ROAD ASPHALT SOLUTIONS:

طیف گسترده ای از قیرها و کاربردهای تخصصی زیرسازی جاده­ای شل می تواند به بهبود دوام، کارایی و بهره وری انرژی کمک کند.

BITUMEN CARBONSINK : بایندر زیستی جدید ما، کربن را به آسفالت و قیر قفل می کند و جاده را از لحاظ فنی به یک سینک کربن بدون افت در کیفیت یا طول عمر آن تبدیل می کند.

SHELL PENETRATION GRADE BITUMENS

SHELL BITUMEN COMPACT:. فرمول اثبات شده شل برای کمک به بهبود تراکم آسفالت و کارایی بایندرها برای مدت طولانی تری طراحی شده است به همراه عوارض کمتر، ضایعات کمتر.

تحقیق و توسعه در قیر به شل این امکان را داده است که اولین‌های زیادی را در این صنعت برای خود به ارمغان بیاورد، مانند چسب‌های رنگی، محلول‌های با دمای پایین، قیر کم‌بو و چسب‌های زیر آب. حوزه‌های تحقیقاتی شل  شامل راه‌حل‌هایی با دمای پایین است که پتانسیل انتشار کمتر CO2 تولیدی، افزایش کارایی آسفالت، قیر اصلاح‌شده با لاستیک خرد شده و کاهش بو را ارائه می‌دهد. شل همچنان به تکامل فناوری‌های توسعه‌یافته قبلی از جمله قیر اصلاح‌شده پلیمری، قیر چند درجه، امولسیون قیر، قیر مصنوعی، قیر زیستی و قیر صنعتی در کنار تعدادی از پیشرفت‌های آسفالت مانند آسفالت رسانا و فعال ادامه می‌دهد.

۳٫ بازار

   اندازه بازار قیر در سال ۲۰۲۰ حدود ۴۹٫۷۴ میلیارد دلار ارزش گذاری شد و نرخ رشد CAGR  بیش از ۴٫۴ درصد از سال ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۷ را نشان خواهد داد. بر همین اساس ارزش بازار قیردر سال ۲۰۲۷ به ۶۶٫۹۲ میلیارد دلار خواهد رسید. صنعتی شدن سریع در کشورهای نوظهور احتمالاً تقاضا برای قیر را در کاربردهای مختلف مانند راه‌ها، عایق‌های رطوبتی، چسب‌ها و عایق‌ها افزایش می‌دهد.

۴٫ فرآیند:

۵٫ نفت پاسارگاد

۱-۵٫ معرفی شرکت

 شرکت نفت پاسارگاد از شش واحد قیرسازی پالایشگاهای تهران،شازند،اراک ،آبادان،تبریز،،شیراز و بندرعباس تاسیس گردید و سقف تولید سالانه ی این واحدها بالغ بر چهار میلیون تن در سال می باشد. در حال حاضر با توجه به مزایای فنی و اقتصادی موجود ، این شرکت بیش از نیمی از سهم بازار داخلی را در اختیار دارد و همچنین با داشتن ۲ پایانه صادراتی و قابلیت ذخیره سازی بیش از ۱۶۰ هزار تن، سهم به سزایی از بازار صادراتی قیر ایران را نیز در اختیار دارد. توزیع جغرافیایی مناسب و استراتژیک شش کارخانه، امکان صدور محصولات شرکت را از مرزهای مختلف کشور ممکن ساخته است.

۲-۵٫  خوراک:

خوراکمنبع تامین
وکیوم باتومپالایشگاه نفتی تهران،شازند،اراک ،آبادان،تبریز،،شیراز و بندرعباس

۳-۵٫ محصولات:

قیر نفوذیقیر محلول (کات­بک)
قیرهای امولسیونقیرهای VG
قیرهای عملکردی 

۶٫ سایر تولیدکنندگان داخلی :

در کشور چندین تولیدکننده­ی قیر وجود دارد که مهم­ترین آنها شامل :

۱-۶٫ نفت جی :

شركت پالايش نفت جی با سرمايه گذاری صندوق بازنشستگی کارکنان صنعت نفت (۱۰۰% سهامدار ) در سال ۱۳۸۲ تأسيس گرديده است، اين شركت با ظرفيت اسمی ۱،۸۰۰،۰۰۰ تن بعنوان یکی از توليدكننده انواع قير در منطقه خاورميانه مي باشد. اين شركت داراي دو سايت توليد و ذخيره سازی در اصفهان و بندر عباس و دفتر مركزی تهران مي باشد.

سايت اصفهان :دارای ۴ واحد مجزای توليد انواع قير‌های دميده مجموعا به ظرفيت اسمی ۴۰،۰۰۰ بشكه در روز، قيرهای محلول به ظرفيت اسمی ۷۱۰۰  بشكه در روز و قيرهای امولسيونی به ظرفيت ۲۰۰ تن در روز است.  همچنين اين سايت يك واحد مجزا جهت توليد قير های پليمری و اصلاح شده با ظرفيت ۱۰۰،۰۰۰ تن در سال دارد.

سايت بندر عباس: مجتمع ذخيره‌سازی و پايانه صادارتی جهت ارائه خدمات متنوع تحويل در سال ۱۳۹۵به بهره‌برداری رسيد. اين مجموعه شامل ۸ دستگاه مخزن به ظرفيت ۳۰۰۰ تن (مجموع ظرفيت ذخيره‌سازي۲۴،۰۰۰ تن) است.

محصولات: شامل گریدهای نفوذی، عملکردی، محلول، امولسیونی، ویسکوزیته و همچنین قابلیت ارائه¬ی محصول مطابق استانداردهای کشور استرالیا و سفارشات خاص مشتریان را دارد.

۲-۶٫ نفت هرمزان:

شرکت نفت هرمزان به عنوان یک شرکت خصوصی مستقل برای فعالیت در زمینه تولید انواع گریدهای قیر تأسیس گردیده و از بدو فعالیت، شروع به احداث واحد قیرسازی در مجاورت پالایشگاه بندرعباس نموده است. اکنون با دارا بودن یک کارخانه تولیدی پیشرفته مشتمل بر دو واحد موازی مستقل با یک سیستم کنترل فرآیند پیشرفته، قادر به تولید انواع گرید های قیر ساختمانی و راه سازی مطابق با استانداردهای روز می­باشد.

۷٫ شرکت­های داش بنیان صنعت قیر:

 1-7. شرکت دانش بنیان قیر کیمیا:

این شرکت با سرمایه گذاری ۱۳۰ میلیون دلاری از سوی یک سرمایه گذار ایرانی و در زمینی  به مساحت ۱۲ هکتار آغاز به کار کرده است.  شرکت دانش بنیان قیر کیمیا، سالانه ۱۳۰ هزار تن سوخت سبک و سنگین و ۳۸۰ هزار تن انواع قیر تولید می‌کند؛ انواع قیر ۶۰۷۰- ۸۵۱۰۰ و MC۲۵۰، سوخت سبک و سنگین و روغن پایه، از جمله تولیدات دانش بنیان این شرکت است.