CN101880548B - 一种获得高等级道路沥青调合软组分的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种获得高等级道路沥青调合软组分的方法，溶剂脱沥青工艺所产的脱沥青油从抽提塔的下部进入，溶剂从抽提塔的上部进入，二者在抽提塔内逆向接触进行抽提；从抽提塔顶部抽出的抽余液与溶剂分离后得到抽余油；从抽提塔底部抽出的抽出液与溶剂分离后得到抽出油，作为高等级道路沥青调合软组分。本发明可以解决溶剂脱沥青工艺脱油硬沥青难以利用的问题，充分利用低附加值的脱油硬沥青生产高附加值的高等级道路沥青；同时可以改善脱沥青油的性质，为后续加工工艺提供性能更好的原料。

Description

一种获得高等级道路沥青调合软组分的新方法

技术领域

本发明属于石油化工领域，主要涉及一种利用溶剂抽提工艺从脱沥青油中获得高等级道路沥青调合软组分的方法。 

背景技术

溶剂脱沥青工艺是重油二次加工的重要手段之一，所加工的原料一般为减压渣油或劣质稠油的常压渣油。该工艺能选择性地脱除渣油中的重金属、胶质和沥青质等对二次加工有害的物质，为下游加工工艺提供质量较好的脱沥青油(也称为脱金属油)。溶剂脱沥青工艺在获得低金属、低残炭的脱沥青油的同时，还副产了一部分油分含量低、软化点高、重金属含量高、针入度小的附加值低的脱油硬沥青，但因其性质很差，利用难度颇大。目前，对脱油硬沥青利用技术仍是与软组分调合生产道路沥青。由于脱油硬沥青与道路沥青/建筑沥青的质量指标差距很大，按照沥青四组分之间的配伍原则，其中主要缺乏大分子芳香分(多环芳烃)和胶质成分。目前，适合于沥青调合的软组分资源有限，现已取得工业化应用的技术主要是与润滑油精制抽出油或催化裂化油浆/拔头重油浆调合生产道路沥青。然而，润滑油精制抽出油不仅产量低，部分产品也存在蜡含量高、闪点低的问题，不能满足沥青调合的要求；催化裂化油浆/拔头重油浆虽然产量大，但因其抗老化能力差，生产高等级道路沥青的难度也较大。因此，能否获得优质的道路沥青调合软组分，已成为制约脱油硬沥青生产高等级道路沥青，甚至成为影响溶剂脱沥青装置开工率的关键因素。 

溶剂脱沥青工艺是一种典型的物理过程，该工艺所获得的脱沥青油属于重质直馏组分，其中的胶质及多环芳烃含量一般高达60％以上，对二次加工过程仍会造成 较大的影响。但是，脱沥青油中的胶质及芳香分属于直馏组分，蜡含量低，耐老化性能好，与脱油硬沥青之间不存在馏分脱空，是理想的高等级道路沥青调合组分。如果对脱沥青油进行溶剂抽提，将其中大部分极性较强的胶质和多环芳烃，以及少量的沥青质分离出来，不仅可以获得优良的沥青调合软组分，还可以优化二次加工原料，对于改进和完善重油加工手段，提高企业经济效益具有重要的意义。 

在现有的脱沥青油利用的相关技术中，专利文献中公开的：CN1093395A是将高残炭的重脱沥青油直接进行氧化处理生产道路沥青，由于蜡含量难以控制，只能得到普通石油沥青；CN101495559A是将石蜡基原油得到的1％(体积)馏出温度大于380℃的减压渣油进行溶剂脱沥青，所得到的脱沥青油以N-甲基吡咯烷酮(NMP)或糠醛作溶剂，在溶剂比为1.0～2.0，萃取温度为80～120℃的条件下进行两次溶剂萃取，获得苯并(a)芘含量小于1ppm(质量)、特定芳香族化合物含量小于10ppm(质量)、多环芳族烃PCA含量低于3％(质量)的萃余液作为橡胶用处理油的调合组分。该专利的目的是获得无需担心致癌性、安全性的橡胶用处理油，其关注的焦点是有毒有害的芳烃的含量，而高等级道路沥青调合软组分则对蜡含量有严格的要求。由于该专利没有专门的降低蜡含量的手段，且萃取温度高，溶剂与脱沥青油中的饱和分溶解度增加，萃取物A1或A2中的蜡含量难以保证；CN1564858A是将残炭量小于1.6％(质量)的脱沥青油用糠醛、酚及N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或一种以上作为溶剂，在温度为60～155℃、溶剂/油比＝2/1～7/1条件下进行萃取，所得到的抽余油作为橡胶操作油的调合组分；未对抽出油的蜡含量提出要求，也未提及该抽余油可用于高等级道路沥青的调合。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用溶剂抽提工艺从脱沥青油中获得高等级道路沥青调合软组分的方法。解决现有溶剂脱沥青工艺脱油硬沥青难以利用的问题，完善重油加工工艺。利用低附加值的脱油硬沥青生产高附加值的高等级道路沥青；同 时进一步优化脱沥青油的性质，为后续加工工艺提供性能更好的原料。 

本发明实现上述目的采取的技术方案是：用溶剂脱沥青工艺所产的脱沥青油，与抽提溶剂在抽提塔内逆向接触进行抽提；抽提溶剂从塔的上部进入，脱沥青油从塔的下部进入；抽余液从塔顶抽出，分离溶剂后得到抽余油；抽出液从塔底抽出，分离溶剂后得到抽出油，作为高等级道路沥青调合软组分。 

本发明所述的脱沥青油可以是各种原油的常压渣油和/或减压渣油，以轻烃为溶剂经溶剂脱沥青工艺所得到的脱沥青油。 

本发明所述的抽提溶剂可选用糠醛、环丁砜、N-甲酰吗啉和N-甲基吡咯烷酮的一种或多种的混合溶剂，优选N-甲基吡咯烷酮和糠醛。 

本发明所述的抽提过程在常压～1.0MPa(表压)进行；抽提温度为60～80℃；剂油比(溶剂/脱沥青油)为1∶1～3∶1(质量)。 

本发明所述的抽出油作为脱油硬沥青调合高等级道路沥青的软组分。对高等级道路沥青而言，蜡含量是其中一项关键的指标，因此，本发明要求抽出油的蜡含量不大于3.0％(质量)，优选蜡含量不大于1.5％(质量)。 

除蜡含量满足要求之外，抽出油的组成也必须符合优质道路沥青四组分的配伍性要求。故本发明要求抽出油的收率不大于40％(质量)，其中饱和分含量应不大于7％(质量)，(芳香分+胶质+沥青质)含量应不小于93％(质量)。 

本发明以溶剂脱沥青工艺所产的脱沥青油为原料，将脱沥青油与溶剂在抽提塔内逆向接触进行抽提，从塔底部和顶部分别得到抽出液和抽余液，抽出液与溶剂分离后，溶剂返回系统循环使用，富含大分子芳香分(多环芳烃)、胶质和沥青质组分的抽出油作为高等级道路沥青的调合软组分。抽余液与溶剂分离后，所回收的溶利与抽出液分离所回收溶剂合并，返回系统循环使用，富含饱和分及小分子芳香分的抽余油作为催化裂化、加氢裂化等后续加工工艺的原料。由于本发明所述的脱沥青油为直馏组分，且本发明所采用的工艺是一种物理分离过程，故所得到的抽出油也是直馏组分，具有芳香分含量高、蜡含量低、耐老化性能好、与脱油硬沥青之间不存在馏分脱空的特点，是理想的高等级道路沥青调合组分，可以有效地提高脱油硬沥青的利用率和附加值，保障溶剂脱沥青装置开工率。本发明所得到的抽余油，基本脱除了脱沥青油中所含的大分子芳香分和胶质等对后续加工有害的组分，饱和分含量进一步提高，优化了后续加工工艺原料的性质，提高了重油加工工艺的经济效益。 

附图说明

图1为本发明的原则工艺流程图。 

图2为本发明脱沥青油的性质。 

图3为本发明糠醛溶剂的抽出油的收率及性质。 

图4为本发明环丁砜和N-甲酰吗啉溶剂的抽出油的收率及性质。 

图5为本发明N-甲基吡咯烷酮溶剂的抽出油的收率及性质。 

图中，1-新鲜溶剂；2-脱沥青油；3-抽提塔；4-抽余液；5-抽余液分离塔；6、10、12-回收溶剂；7-抽余油；8-抽出液；9-抽出液分离塔；11-抽出油。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明所提供的方法作进一步说明。需要说明的是，在附图中，对本领域技术人员所公知的一些辅助设备如泵、加热炉、换热器等未标出。 

如图1所示，新鲜溶剂1和/或回收溶剂12混合后，从抽提塔3的上部进入，脱沥青油2从抽提塔3的下部进入，二者在抽提塔内部构件上逆向接触，进行传热传质。按照相似相容原理，脱沥青油中极性较强的大分子芳香分、胶质和沥青质溶解于溶剂中，形成抽出液8，向抽提塔3的下部运动，并从塔底引出后进入抽出液 分离塔9；脱沥青油中无极性饱和分或弱极性的小分子芳香分则携带另一部分溶剂形成抽余液4，向抽提塔3的上部运动，从塔顶引出后进入抽余液分离塔5。抽提塔在操作压力为常压～1.0Mpa(表压)，抽提温度为60～80℃，剂油比为1～3∶1(质量)，抽出油收率控制在不大于40％(质量)，蜡含量不大于3.0％(质量)，饱和分含量应不大于7％(质量)，芳香分、胶质和沥青质含量应不小于93％(质量)。抽余液4在抽余液分离塔5中进行蒸馏分离，塔顶得到回收溶剂6，塔底得到抽余油7；抽出液8在抽出液分离塔9中进行蒸馏分离，塔顶得到回收溶剂10，塔底得到抽出油11；回收溶剂6与回收溶剂10合并为回收溶剂12，返回系统与新鲜溶剂混合后重复使用。抽余油7作为催化裂化等二次加工工艺的原料，抽出油11作为沥青调合的软组分，可与溶剂脱沥青工艺得到的脱油硬沥青调合生产高等级道路沥青。本发明所述的溶剂分离可采用常规蒸馏等工艺手段，为了技术的完整性，对其进行了简述，但不作为本发明的内容。 

在本发明中，抽提塔3、抽余液分离塔5和抽出液分离塔9是本领域工程技术人员所熟悉的筛板塔、填料塔或转盘塔等，对塔的结构不做特别要求。 

以下通过实施例对本发明作进一步阐述。其目的在于更好地说明本发明的内容，但本发明的保护范围不受所举之例的限制。 

本发明所用的脱沥青油原料是以溶剂脱沥青工艺所产的脱沥青油，其性质如图2所示。 

实施例1-3 

以糠醛为抽提溶剂，用蒸汽或换热等常用的形式将糠醛1加热到65～75℃，经计量后从抽提塔3的上部进入，加热到65℃～85℃的脱沥青油经计量后从抽提塔的下部进行，二者在抽提塔内逆向接触进行液液抽提。抽提塔的操作压力分别为常压(表压)、0.4Mpa(表压)和0.9Mpa(表压)，抽提温度分别选65℃、75℃和80℃， 剂油比分别为1.5∶1(质量)、2.7∶1(质量)和2.0∶1(质量)。塔顶抽余液4在抽余液分离塔5中进行蒸馏分离，塔顶得到回收的糠醛溶剂6，塔底得到抽余油7；塔底抽出液8在抽出液分离塔9中进行蒸馏分离，塔顶得到回收的糠醛溶剂10，塔底得到抽出油11；回收溶剂6与回收溶剂10合并为回收溶剂12，与新鲜的糠醛溶剂1混合后在系统中循环使用；抽出油11的收率和性质见图3。 

实施例4 

抽提溶剂为环丁砜，操作过程同实施例1～3，抽提条件为常压(表压)，抽提温度为75℃，剂油比为1.7∶1(质量)，抽出油的收率和性质见图4。 

实施例5 

抽提溶剂为N-甲酰吗啉，操作过程同实施例1～3，抽提条件为：操作压力0.6Mpa(表压)，抽提温度为80℃，剂油比为1.5∶1(质量)，抽出油的收率和性质见图4。 

实施例6～8 

抽提溶剂为N-甲基吡咯烷酮，操作过程同实施例1～3，抽提条件为：操作压力分别为常压(表压)、0.5Mpa(表压)和0.8Mpa(表压)，抽提温度分别选65℃、75℃和80℃，剂油比分别为1∶1(质量)、1.5∶1(质量)和2.0∶1(质量)，抽出油的收率和性质如图5所示。 

Claims (2)

1.一种获得高等级道路沥青调合软组分的方法，其特征在于：以溶剂脱沥青工艺所产的脱沥青油为原料，经抽提溶剂抽提并分离出溶剂后获得富含大分子芳香分、胶质和沥青质的抽出油作为高等级道路沥青的调合软组分；该抽出油对原料的收率不大于质量百分比浓度的40％，其中饱和分含量应不大于质量百分比浓度的7％，芳香分+胶质+沥青质的含量应不小于质量百分比浓度的93％，蜡含量不大于质量百分比浓度的3.0％。

2.根据权利要求1所述的获得高等级道路沥青调合软组分的方法，其特征在于：所述的抽提溶剂为糠醛、环丁砜、N-甲酰吗啉和N-甲基吡咯烷酮的一种或多种的混合溶剂。

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