CN101775304A - 一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，煤焦油送入管式炉加热成高温焦油后经主管道送入二段蒸发器，蒸馏时间5-30分钟，经蒸馏形成中温沥青后送入反应塔，反应塔内的气压控制在20-80KPa，温度365-400℃，反应4-10小时，经反应后生成的沥青直接送入收集塔即制得中温改质沥青；从反应塔收集中温改质沥青的同时，反应塔内的沥青由另一路送入改质塔，使沥青在改质塔内-90～-10KPa的负压条件下进行闪蒸，闪蒸5-120分钟后进入收集塔，即制得改质沥青。生产工艺中除了采用管式炉对原料煤焦油加热之外，不需要另外增加热源，能源消耗节约60％以上。直接从反应塔内部调温，物料受热均匀，产品质量显著提高。

Description

一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法

技术领域

本发明涉及沥青的生产工艺，具体地说是一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法。

背景技术

中温沥青经过热处理等改质过程，可以提高软化点，改善产品性能。改质后，软化点达到80-100℃，即成为中温改质沥青。软化点达到100-120℃，即成为改质沥青。目前，国内改质沥青的生产普遍采用釜式热聚合工艺，生产出改质沥青后加入闪蒸油回配，然后制得中温改质沥青。该工艺制备过程复杂、产品质量一般，达不到出口标准，能耗高，污染环境。而国外工艺一般采用双炉双聚合塔工艺，该工艺投资大，设备配件昂贵。以上工艺在生产过程中一次只能生产一种产品，产品单一。上述生产工艺在改质过程中均需要使用煤气等热源对反应釜等反应器加热来控制反应温度，能耗高，不符合低碳经济的发展趋势。并且外部加热的方式使反应器内热量传导不均，产品质量得不到保障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，具有产品质量高、能耗低的优点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，在制备过程中所采用的装置包括管式炉、二段蒸发器、馏分塔、反应塔、改质塔、冷却器、气液分离器、真空泵和收集塔，制备方法包括如下步骤：

(1)、采用煤焦油作原料，将原料送入管式炉，加热至385-420℃，生成高温焦油，高温焦油经主管道送入二次蒸发器，另有一路高温焦油经副管道流向反应塔，用于反应塔内物料的温度控制和混合反应；

(2)、高温焦油送入二次蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间5-30分钟，蒸馏温度360-380℃，此间形成的为中温沥青，蒸馏过程中的油气，经馏分塔冷却后收集；

(3)、经步骤(2)形成的中温沥青送入反应塔，反应塔内的气压控制在20-80KPa，温度控制在365-390℃，当温度低于所需温度365-400℃时，开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入高温焦油，注入量以反应塔内温度升至所需的365-400℃止；

(4)、将反应塔内的温度调整至365-400℃，反应4-10小时，反应塔内的沥青在反应过程中产生的油气经油气管道送回二次蒸发器，经反应塔反应后生成的沥青，直接送入收集塔，即制得中温改质沥青；

(5)、从反应塔收集中温改质沥青的同时，反应塔内生成的中温改质沥青由另一路送入改质塔，使中温改质沥青在改质塔内-90--10KPa的负压条件下进行闪蒸，闪蒸时间为5-120分钟，蒸发出的油气从改质塔顶输出后进行冷却和分离，闪蒸后的沥青进入收集塔，即制得改质沥青。

所述的煤焦油，其萘含量≥7％，灰分≤0.13％，甲苯不溶物3.5-7％。

所述的煤焦油，其密度为1.15-1.21，80℃时的恩氏粘度＜4.0。

本发明的有益效果是：在通过对温度、压强和反应时间的控制，利用一套生产设备可同时生产中温改质沥青和改质沥青。此制备方法生产流程易于控制，节省人力、生产效率高。生产工艺中除了采用管式炉对原料煤焦油加热之外，不需要另外增加热源，能源消耗比国内改质沥青工艺节约60％以上，节能降耗，符合低碳经济的发展趋势，减少了环境污染。并且，由于使用高温焦油与中温沥青混合的方式直接从反应塔内部调温，热量易于传导，物料受热均匀，产品质量得以显著提高。

附图说明

图1是本发明的生产工艺流程图。

具体实施方式

一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，采用煤焦油为原料，利用管式炉、二段蒸发器、馏分塔、反应塔、改质塔、冷却器、气液分离器、真空泵和收集塔等装置制成。

实施例1

一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，包括如下步骤：

(1)、采用煤焦油作原料，煤焦油的灰分为0.13％、萘含量7％、甲苯不溶物7％、密度为1.15、其80℃时的恩氏粘度为4.0，将原料送入管式炉，加热至385℃，生成高温焦油，385℃的高温焦油经主管道送入二段蒸发器，另有一路高温焦油经副管道流向反应塔，用于反应塔内物料的温度控制和混合反应；

(2)、高温焦油送入二段蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间5分钟，蒸馏温度360℃，此间形成的为中温沥青，蒸馏过程中的油气，经馏分塔冷却后收集；其中利用煤焦油在二段蒸发器中制备中温沥青的方法采用目前的现有的工艺；

(3)、经步骤(2)形成的中温沥青送入反应塔，反应塔内的气压控制在20KPa，温度控制在365℃，当反应塔内温度低于365℃时，开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入385℃的高温焦油，使其与中温沥青混合进行热量交换以调整反应塔内温度，注入量以反应塔内温度升至365℃止；

(4)、将反应塔内的温度调整至365℃后，反应10小时，反应塔内的沥青在反应过程中产生的油气经油气管道送回二段蒸发器，经反应塔反应后生成的沥青，通过收集口直接送入收集塔，即制得中温改质沥青；

(5)、从反应塔收集中温改质沥青的同时，反应塔内生成的中温改质沥青由另一路送入改质塔，利用真空泵对改质塔抽真空，使中温改质沥青在改质塔内-90KPa的负压条件下进行闪蒸，闪蒸时间为5分钟，蒸发出的油气从改质塔顶输出后，依次经过冷却器和汽液分离器进行冷却和分离；闪蒸后的沥青进入收集塔，即制得改质沥青。

实施例2

一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，包括如下步骤：

(1)、采用煤焦油作原料，煤焦油的灰分为0.1％、萘含量9％、甲苯不溶物5％、密度为1.3、其80℃时的恩氏粘度为3.0，将原料送入管式炉，加热成400℃的高温焦油，高温焦油经主管道送入二段蒸发器，另设有一路副管道直通反应塔，将高温焦油送入反应塔用于物料的温度控制和混合反应；

(2)、高温焦油送入二段蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间24分钟，蒸馏温度370℃，此间形成的为370℃的中温沥青，蒸馏过程中的油气送入馏分塔冷却后收集；

(3)、经步骤(2)形成的中温沥青送入反应塔，反应塔内的气压控制在60KPa，温度控制在378℃，当反应塔内温度低于378℃时，开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入400℃的高温焦油直至反应塔内温度升至375℃；

(4)、将反应塔内的温度调整至378℃后，高温焦油与中温沥青混合反应6小时，反应塔内的沥青在反应过程中产生的油气经油气管道送回二段蒸发器，经反应塔反应后生成的沥青，直接送入收集塔，即制得中温改质沥青；

(5)、从反应塔收集中温改质沥青的同时，反应塔内生成的中温改质沥青由另一路送入改质塔，利用真空泵对改质塔抽真空，使中温改质沥青在改质塔内-60KPa的负压条件下进行闪蒸，闪蒸时间为50分钟，蒸发出的油气从改质塔顶输出后，依次经过冷却器和汽液分离器进行冷却和分离；闪蒸后的沥青送入收集塔进行收集，即制得改质沥青。

实施例3

一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，包括如下步骤：

(1)、采用煤焦油作原料，煤焦油的灰分为0.09％、萘含量8％、甲苯不溶物3.5％、密度为1.21、其80℃时的恩氏粘度为2.5，将原料送入管式炉，加热至420℃，生成高温焦油，高温焦油经主管道送入二段蒸发器，另设有一路副管道直通反应塔，用于反应塔内物料的温度控制及混合反应；

(2)、高温焦油送入二段蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间30分钟，蒸馏温度380℃，此间形成的为380℃的中温沥青，蒸馏过程中的油气，经馏分塔冷却后收集；

(3)、经步骤(2)形成的中温沥青送入反应塔，反应塔内的气压控制在80KPa，温度控制在400℃，当温度低于400℃时，开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入高温焦油，注入量以反应塔内温度升至390℃止；

(4)、将反应塔内的温度调整至400℃后，反应4小时，反应塔内的沥青在反应过程中产生的油气经油气管道送回二段蒸发器，经反应塔反应后生成的沥青，直接送入收集塔，即制得中温改质沥青；

(5)、从反应塔收集中温改质沥青的同时，反应塔内生成的中温改质沥青由另一路管道送入改质塔，使中温改质沥青在改质塔内-10KPa的负压条件下进行闪蒸，闪蒸时间为120分钟，蒸发出的油气从塔顶输出后进行冷却和分离，闪蒸后的沥青进入收集塔，即制得改质沥青。

通过高温焦油与中温沥青混合反应并调节温度的方法，不仅降低了能耗，还使沥青的软化点提高了4-6℃，甲苯不溶物含量提高了1-2％，从而提高了沥青产品质量，采用实施例2的技术方案，制得产品的参数指标如下：

1、中温改质沥青：

沥青软化点	90℃
		甲苯不溶物	28％
喹啉不溶物	11％
		灰份	0.20％
挥发份	59.50％

2、改质沥青：

沥青软化点	116℃
		甲苯不溶物	34％
喹啉不溶物	12.95％
		灰份	0.24％
结焦值	56％

在以上生产工艺中，在二段蒸发器上加设一出料口，即可同时产出中温沥青产品。

本发明所使用的管式炉和二段蒸发器为焦油制沥青生产工艺中的通用设备。管式炉通过主管道与二段蒸发器连接，二段蒸发器的出料口通过管道与反应塔上的物料入口连接，管式炉通过副管道与反应塔上的高温料进口连接。

本发明所使用的反应塔为一密闭容器，反应塔上部设有两个进料口，分别与管式炉和二段蒸发器连接，用于输入中温沥青和高温焦油。在与进料口连接的管道上设置控制阀，用于控制进料量，以达到调温的目的。反应塔顶部还设有油气出口，并通过油气管道与二段蒸发器连接，将反应过程中从沥青中分离出的油气重新送回二段蒸发器。在反应塔下部设有两个出料口，分别与收集塔和改质塔连接，用于中温改质沥青的收集以及向改质塔输送沥青。在反应塔上设置液位计接口和温度计接口，便于检测塔内沥青量和温度。由于在反应塔正式用于生产之前，塔内温度较低，若此时中温沥青进入反应塔，温度下降较多，调整温度时需要掺入的高温焦油量过多。因此，可以在反应塔底部设置预热装置，预热装置由加热管组成。加热管可铺设在反应塔外部或内部。加热管内通入过热蒸汽，起到预热反应塔的作用。当设备开始运行后，物料源源不断进入反应塔，塔内温度由物料本身保持，不再需要加热，可停止输入蒸汽。

本发明所使用的改质塔为密闭容器，上部设有物料进口用于接收从反应塔送出的沥青，改质塔顶部设有油气排出口，油气排出口通过管道与冷却器、气液分离器和真空泵顺序连接。在抽真空的同时，将闪蒸过程分离出的油气抽出，经冷却分离后收集。改质塔底部设有收集口，通过管道与收集塔连接。为提高改质塔的闪蒸效果，可在塔内设置一个分配器，使进入改质塔的沥青分散下落，增大沥青与空气的接触面，提高闪蒸效率。分配器可以用从中轴线剖开的钢管交叉焊接组成，并架设在改质塔内，剖开面朝上，并在底部钻孔。输入改质塔的沥青落在分配器内，顺钢管流动并由底部钻孔落下，沥青量大时，还可以从两侧溢出，起到分散的作用。分配器还可以利用钢板焊接组成，其设置形式不限于以上描述，只要能起到分散作用即可。

Claims (3)

1.一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，在制备过程中所采用的装置包括管式炉、二次蒸发器、馏分塔、反应塔、改质塔、冷却器、气液分离器、真空泵和收集塔，其特征在于：制备方法包括如下步骤：

(1)、采用煤焦油作原料，将原料送入管式炉，加热至385-420℃，生成高温焦油，高温焦油经主管道送入二次蒸发器，另有一路高温焦油经副管道流向反应塔，用于反应塔内物料的温度控制和混合反应；

(2)、高温焦油送入二次蒸发器后，进行蒸馏，蒸馏时间5-30分钟，蒸馏温度360-380℃，此间形成的为中温沥青，蒸馏过程中的油气，经馏分塔冷却后收集；

(3)、经步骤(2)形成的中温沥青送入反应塔，反应塔内的气压控制在20-80KPa，温度控制在365-390℃，当温度低于所需温度365-400℃时，开启管式炉与反应塔副管道上的控制阀，向反应塔内注入高温焦油，注入量以反应塔内温度升至所需的365-400℃止；

(4)、将反应塔内的温度调整至365-400℃，反应4-10小时，反应塔内的沥青在反应过程中产生的油气经油气管道送回二次蒸发器，经反应塔反应后生成的沥青，直接送入收集塔，即制得中温改质沥青；

(5)、从反应塔收集中温改质沥青的同时，反应塔内生成的中温改质沥青由另一路送入改质塔，使中温改质沥青在改质塔内-90--10KPa的负压条件下进行闪蒸，闪蒸时间为5-120分钟，蒸发出的油气从改质塔顶输出后进行冷却和分离，闪蒸后的沥青进入收集塔，即制得改质沥青。

2.根据权利要求1所述的一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，其特征在于：所述的煤焦油，其萘含量≥7％，灰分≤0.13％，甲苯不溶物3.5-7％。

3.根据权利要求1所述的一种改质沥青和中温改质沥青的制备方法，其特征在于：所述的煤焦油，其密度为1.15-1.21，80℃时的恩氏粘度＜4.0。

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