CN102686706A - 制备改性沥青的多用途反应器和方法 - Google Patents

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Abstract

提供反应器来制备改性沥青，该反应器包括包含圆柱形壁和两个侧壁的水平外壳，其中沥青入口配备在外壳侧壁之一处或其附近，沥青产物出口配备在外壳的相对侧壁或附近，其中在沥青入口和沥青产物出口之间的外壳圆柱形壁中配备多个入口以供应含氧气体，该多用途反应器进一步配备有设置在外壳内的混合器，其包括在至少一个具有多个开口的定子中旋转的至少一个转子。也提供制备改性沥青的方法，包括在上述反应器中在升高的温度和压力下使沥青与改性剂接触。

Description

制备改性沥青的多用途反应器和方法
技术领域
本发明涉及用于制备改性沥青，如吹制沥青(包括催化吹制沥青)或聚合物改性沥青或高质量添加剂沥青的多用途反应器和方法。
背景技术
沥青是来自原油的粘性、非挥发性的产物。其通常由芳族和/或长碳链的烃和衍生物组成。其一般经过常压或真空分馏后的精炼过程而生产。为提高沥青的软化点或当生产具有特定性质的沥青时，可以用含氧气体氧化沥青来生产吹制沥青。通过吹炼法改变沥青的性质可能是相当缓慢的。而且，吹炼工艺可能是危险的，因为挥发性的烃可能会在该过程中释放，且这些烃可能聚集在沥青吹炼设备中的任何气隙中。
一种这样的设备在US-A 3935093中描述过。该已知设备包括一个在底部配备沥青入口的垂直外壳、在外壳中一处或多处的搅拌装置和外壳下部中的空气入口。该空气入口开口于搅拌装置之下，这样供应至外壳的空气能够与搅拌装置接触。通过搅拌装置和空气的作用，外壳中的沥青四处移动。分散容器置于沥青外壳下部，用于分离向上的沥青流与向下的沥青流。向下的沥青流可通过外壳底部的沥青出口排出。外壳上部还配备有空气排出管。
使用该设备时，由于沥青入口和出口都在外壳底部，沥青的停留时间可以改变。而且，在空气排出管之下可以产生积聚挥发性烃的气隙导致可能发生危险情况。
SU1198094描述了用于吹炼沥青的设备，其是也可以作为气体-液体分离器的连续搅拌反应器。沥青在反应器的一端进入，在另一端离开，同时气体从反应器顶部排出。该反应器有相当大的可积聚挥发性烃的气隙。此外，与反应器中的沥青体积相比，用于混合沥青和空气的搅拌器很小。这意味着为确保所有沥青的反应，可能需要延长停留时间。
为克服危险情况，WO-A2006/009474中提议了一种管式反应器。在该反应器中，沥青通过管状路径，使得沥青通过管状路径中的多个混合器。注射空气通过在沿着管状路径的某一点的空气入口。这样，在空气入口处的氧气浓度最高，随后沿管状路径，氧气被逐渐耗尽。因此，反应的驱动力沿着管状路径减小使得氧化反应的反应速率进一步降低。而且，管状路径涉及一个高的压降，因此限制了沥青的产量。
WO-A-2009/152461描述了生产改性沥青的方法和系统。使用在线高剪切混合器来混合含氧气体如空气和沥青。如在WO-A2006/009474中，某一点注入空气。而且，吹制沥青产物和任何剩余的氧气再循环，在一些实施方式中，再循环大于50次，回到热沥青储存容器102中。回到热沥青储存容器中的空气量可以是这样的量，使得其能够被再循环到在线混合器中(13页，0032段)。此外，在热沥青储存容器的空气排出管之下，可以产生积聚挥发性烃的气隙导致可能发生危险情况。
发明内容
本发明旨在克服现有工艺设备和方法中的缺陷。因此，本发明提供一种制备改性沥青的反应器，该反应器包括一个含有圆柱形壁和两个侧壁的水平外壳，其中沥青入口配备在外壳的一个侧壁上或附近，且沥青产物出口配备在外壳的相对侧壁上或附近，其中在沥青入口和沥青产物出口之间的外壳的圆柱形壁上配备多个入口以供应含氧气体，该多用途反应器进一步在外壳中配备混合器，其包括在至少一个具有多个开口的定子中旋转的至少一个转子。
本发明反应器在可接受的停留时间中确保沥青和含氧气体的良好混合并且最小化了挥发性烃的积聚。反应器也有助于降低沥青生产的复杂程度。目前，仅有限的粗制原料可以用于生产满足规定等级的沥青。本发明反应器可用于宽范围的粗制原料，因此增加了灵活性。本发明反应器能进行有效混合，且通常比传统装置要小，因此降低了成本。
包含在至少一个具有多个开口的定子中旋转的至少一个转子的混合器通常是指高剪切混合器。
高剪切混合器用于各种应用，如医药工业，和造纸，尤其是必须产生不能自然混合的成分的分散体或乳液的应用。在操作中，转子顶端转得比转子中心快，产生剪切。随着转子在定子中旋转，形成高剪切区域。组合的转子和定子通常称为混合头或发电机。高剪切混合例如在Chemical Engineering，April 2005，pp.46-51中描述过。
为本说明书目的，下文使用该术语“高剪切混合器”时，是对包括在至少一个具有多个开口的定子中旋转的至少一个转子的混合器的简要引用。
根据进一步的方面，出于改性沥青的目的，本发明提供此处描述的反应器的应用。
根据进一步的方面，本发明提供制备改性沥青的方法，其包括在升高的温度和压力下在此处描述的反应器中使沥青和改性剂接触。
根据本发明，反应器的特别有利的特点为它是多用途反应器。现有技术的沥青改性方法利用不同的反应器用于(i)任选地在催化剂存在下用含氧气体改性沥青，这是制备所谓的吹制沥青，和(ii)用聚合物和/或添加剂改性沥青。
本发明反应器可有利地用于制备改性沥青如吹制沥青、聚合物改性沥青、高质量添加剂沥青和其组合，如多级沥青。
根据一个优选实施方式，本发明反应器在沥青入口处或其附近或在外壳的圆柱形壁中还包括至少一个入口，用以提供催化剂和/或聚合物和/或添加剂。
根据另一个优选实施方式，沥青入口用于将催化剂和/或聚合物和/或添加剂提供给反应器。通常，沥青和催化剂和/或聚合物和/或添加剂与沥青一般在预混箱中预先混合，并与沥青一起供应给本发明反应器。
优选地，本发明反应器还包括置于至少部分外壳的圆柱形壁的内部或外部的系统，用于加热至少部分外壳的圆柱形壁。
优选地，加热系统是恒温控制装置，更优选地，恒温控制装置是用于循环液体介质的夹套或伴热(heat tracing)。
优选地，在本发明反应器中，多个含氧气体的入口总共有3-10个入口。
优选地，在本发明反应器中，混合器包括3-6个设置在单个旋转轴上的转子，且每个转子在具有多个开口的定子中旋转。
优选地，在本发明反应器中，外壳进一步配备以垂直于侧壁的方向延伸的挡板。
如前所述，本发明进一步提供制备改性沥青的方法。根据一个优选实施方式，该方法包括在升高的温度和压力下，更优选在160-300℃，甚至更优选在200-300℃的温度，和更优选在2-4巴的绝对压力下混合沥青和改性剂，其中改性剂是通过多个入口提供的含氧气体。
根据另一个优选实施方式，制备改性沥青的方法包括混合沥青和改性剂，其中改性剂是聚合物或添加剂，且反应器配备有恒温控制装置。优选地，沥青和改性剂在预混合箱中混合，混合物通过沥青入口引入反应器中。
优选地，制备改性沥青的方法在160-300℃，更优选200-300℃的温度下，且优选在2-4巴的绝对压力下进行。
本发明反应器允许高产量并提供反应物的满流，而没有气体积聚的空间。该反应物可以搅拌器产生的混合流形式通过反应器。此外，为生产吹制沥青，任选地在催化剂存在下，它允许在多个点注入含氧气体以控制反应速度。高剪切混合器允许产生含氧气体的小气泡，并破坏含氧气体气泡周围的吹制沥青层。为生产聚合物改性沥青或高质量添加剂沥青，高剪切混合物分别确保聚合物或添加剂的均匀分布。
反应器在水平外壳的相对侧壁或附近配备有沥青入口和沥青产物出口。已发现当入口和出口位于相对侧壁时，更容易用反应物完全充满反应器并避免烃类气体可能积聚的气隙。
反应器具有沥青产物出口。优选反应器没有额外的气体产物出口；优选气体产物通过沥青产物出口离开反应器。这优于其中反应器中沥青上方存在气隙并存在用于排除气体产物的气体出口的现有工艺系统。通过最小化反应器中的气隙，本发明人已降低挥发性烃积聚的风险。优选气隙小于反应器的10％体积，更优选小于5％体积，最优选小于1％体积。
反应器外壳水平设置，即圆柱形壁的中心轴在大致水平的位置，优选偏离水平位置不超过10°，更优选不超过5°，甚至更优选不超过2°。这样烃类气体和任何残留含氧气体可能积聚并构成安全风险的气隙可以被避免。
本发明的优势之一在于提供多个含氧气体入口。这样，任选在催化剂存在下，氧气浓度可以被监控并控制在生产吹制沥青的理想水平。本领域技术人员可以根据反应器的大小、沥青的产量和在沥青和含氧气体的混合物中的理想含氧量确定入口的数量。然而，已发现外壳中优选具有3-10个含氧气体入口。
含氧气体可以是任何含有分子氧的气体。因此，它可以包括基本上纯的氧气、富含氧的空气、空气或甚至贫氧空气。氧气与其他气体，优选惰性气体如氮气或二氧化碳的组合也是可能的。然而最方便和经济的是使用空气作为含氧气体。
含氧气体通常在升高的温度下，通常在30-300℃、优选150或160-300℃、更优选200-300℃下供应给含氧气体入口。
优选混合器包含在至少2个定子中旋转的至少2个转子。更优选混合器包含在至少3个定子中旋转的至少3个转子。优选混合器包含在至多20个定子中旋转的至多20个转子。
根据一个尤其优选的实施方式，混合器包含一系列在定子中旋转的转子。每个系列的转子数量优选2-6个。定子数量优选2-20个，更优选3-10个。
优选转子为叶轮。
定子有多个开口。开口可以是任何所期望的形式或形状。根据一个优选实施方式，定子配备有开槽形式的开口。因此，优选定子为开槽定子。优选至少一个转子/定子组合能够粉碎刚进入反应器的类似聚合物块的固体块。
本领域技术人员可以根据其需要设计高剪切混合器。主要的设计因素包括转子和/或定子的直径、旋转速度、转子和定子的距离、外壳中沥青的停留时间、转子和定子组合的数量。至于转子-定子组合，齿轮排数、它们的角度和齿之间的开口宽度可以变化。
优选高剪切混合器在中心旋转轴上包括多个叶轮和定子。中心旋转轴优选平行于圆柱形壁的轴设置，更优选沿轴设置。更优选，高剪切混合器在旋转轴上包含多个系列的叶轮和定子。叶轮数量优选为每个系列2-6个叶轮，每个外壳3-10个系列。优选每个系列的叶轮在一个定子中旋转。
操作中，在一方面，转子外径处的沥青和转子或轴的中心处的沥青之间的速度分布不同。各制造商已开发出高剪切混合器。优选使用旋转速度为1000-3500rpm的叶轮进行混合。
当与水平外壳的直径相比时优选直径大的转子，由此保证了反应器中所有沥青的均匀混合。优选转子直径与水平外壳直径的比例至少为1∶2，更优选至少为2∶3。
沥青在混合流条件下通过反应器是有利的。假设通过注入含氧气体对成分的微小改变不会对沥青的混合流产生任何实质性影响。
反应器优选配备有一个或多个以垂直于侧壁方向延伸的挡板。挡板数量可以在相对较宽的范围内变化。合适的数量为2-20个挡板，更优选3-6个。
反应器适于用作任选地在催化剂存在下吹炼沥青或制备聚合物改性沥青或高质量添加剂沥青的反应容器。这样的反应通常在升高的温度下进行。为生产普通或催化吹制沥青，沥青和含氧气体间的接触适合在160-300℃的温度下进行。为生产聚合物改性沥青或高质量添加剂沥青，反应器优选配备有恒温控制装置进行夹套加热或伴热。这样反应速率可以保持在理想水平。提供恒温控制的一种有利的和相对简单的装置是用于循环液体介质的夹套。这种夹套适当地围绕水平外壳。
由于反应器的设计，反应可以在宽范围的反应条件下进行。这种条件包括160-300℃的温度和2-4巴的绝对压力。多用途反应器和本发明方法极好地适合于以连续方式生产普通或催化吹制沥青或聚合物改性沥青或高质量添加剂沥青。
通过以下附图进一步阐释本发明。
附图说明
图1显示本发明反应器的示意图。
图2显示设备的流程图，其中可以方便地使用反应器，但是本领域技术人员应理解该流程图可以在储存、处理和分配沥青的场所在典型的精炼复合装置之外作为独立撬装式装置而应用。
具体实施方式
图1显示了具有包括圆柱形壁2和侧壁3和4的水平外壳的反应器1。侧壁3具有沥青入口5，沥青通过其进入外壳。圆柱形壁2具有引入含氧气体如空气的入口6。在图中显示4个入口6，但本领域技术人员应理解入口数量可以变化。圆柱形壁2还具有沥青产物出口7。沥青产物出口7可以靠近侧壁4设置以避免反应器1中产生空隙的可能性。在轴向方向，反应器1具有高剪切混合器，其包括旋转轴8；一系列转子，优选叶轮9，和定子14。在该实施方式中每个转子系列由两个转子组成，优选在该实施方式中每个叶轮系列由两个叶轮组成。轴可以借助发动机，如电力发动机，优选单一变速驱动器15进行操作。为避免反应器中形成涡流，水平外壳配备有垂直于侧壁3和4的沿圆柱形壁2延伸的挡板10。为控制外壳内的温度，圆柱形壁2被夹套11包围，液体如热油可以通过夹套11循环，所述液体通过进料口12进入以及通过排放口13排出。
图2显示沥青改性设备的流程图。当阀门23打开时，沥青储存室21通过线路22提供沥青。线路22中的沥青在热交换器24中通常使用热油进行预热。很明显其他加热设备也可以替换使用。加热的沥青通过热交换器26经过线路25到达反应器28，其中沥青被进一步加热。反应器28是本发明反应器。反应器28中的沥青与由压缩机29和线路30通过数个注射点提供的空气接触。沥青产物通过线路31从反应器28中排出。在旋风分离器32中沥青与气体和挥发性烃分离。本领域技术人员将认识到也可以使用其他分离设备代替旋风分离器，如可以使用气液分离器。这些气体和烃通过线路33从旋风分离器32中排出用于进一步处理。这些气体被适当地送入焚化炉(图中未显示)中。吹制沥青通过线路34从旋风分离器32中排出。线路34经过热交换器26以加热待处理沥青。最终产物即吹制沥青通过线路35回收。如果需要，部分吹制沥青可以经过线路40进入线路22进行进一步处理。
该设备也提供其他沥青的处理。反应器可易于清理并处理不同级别的沥青。例如示例图2显示用于不同级别沥青如聚合物改性沥青的预混合箱36。这种沥青包括聚合物，适当地为芳族化合物如苯乙烯和共轭二烯如丁二烯或异戊二烯的任选氢化的共聚物。当阀门44打开，且阀门31和39关闭时，沥青通过线路46送至预混合箱36中，聚合物通过线路45送至预混合箱36中。聚合物和沥青的混合物通过线路37和阀门38送至线路27中，从而在反应器28中进行进一步处理。这为沥青设备提供了灵活性，使其成为多用途装置。还可以向沥青中加入其它添加剂如蜡、酸和其他化合物，将这些化合物注入待处理沥青中，例如通过预混合箱和/或通过线路47到线路37的注射点。经处理的聚合物和沥青的混合物随后通过线路49和阀门48送入储存室。
很明显图2提供了示意的流程图，其中辅助设备如泵、阀门、一些压缩机、扩展器和控制设备没有显示。本领域技术人员应理解何处需要这些辅助设备。

Claims (14)

1.用于制备改性沥青的反应器，该反应器包括包含圆柱形壁和两个侧壁的水平外壳，其中沥青入口配备在外壳侧壁之一处或其附近，沥青产物出口配备在外壳的相对侧壁或附近，其中在沥青入口和沥青产物出口之间的外壳圆柱形壁中配备多个入口以供应含氧气体，该反应器进一步配备有设置在外壳内的混合器，其包括在至少一个具有多个开口的定子中旋转的至少一个转子。
2.权利要求1所述的用于制备改性沥青的反应器，在沥青入口或附近或在外壳圆柱形壁中进一步包括至少一个入口以供应催化剂和/或聚合物和/或添加剂。
3.权利要求1或2所述的用于制备改性沥青的反应器，进一步包括用于加热至少部分的外壳圆柱形壁的系统，其设置在至少部分的外壳圆柱形壁的内部或外部。
4.根据权利要求3所述的反应器，其中所述用于加热的系统是恒温控制装置。
5.根据权利要求4所述的反应器，其中所述恒温控制装置是用于循环液体介质的夹套或伴热。
6.根据权利要求1-5任一项所述的反应器，其中所述多个含氧气体的入口总共为3-10个入口。
7.根据权利要求1-6任一项所述的反应器，其中所述混合器包括设置在单个旋转轴上的3-6个转子，每一个转子在具有多个开口的定子中旋转。
8.根据权利要求1-7任一项所述反应器，其中所述外壳进一步配备有以垂直于侧壁的方向延伸的挡板。
9.权利要求1-8任一项所述的反应器用于改性沥青目的的用途。
10.制备改性沥青的方法，其包括在权利要求1-8任一项所述的反应器中在升高的温度和压力下混合沥青和改性剂。
11.根据权利要求10所述的制备改性沥青的方法，其中所述改性剂是通过多个入口提供的含氧气体。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述沥青与含氧气体的混合在160-300℃的温度和2-4巴的绝对压力下进行。
13.根据权利要求10所述的制备改性沥青的方法，其中所述改性剂是聚合物或添加剂，且所述反应器配备有恒温控制装置。
14.根据权利要求13所述的制备改性沥青的方法，其中沥青和改性剂在预混合箱中混合，且所述混合物通过沥青入口引入反应器。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103170297A (zh) * 2013-03-19 2013-06-26 葫芦岛华远化工机械装备有限公司 一种用于聚偏氟乙烯生产的卧式分散聚合釜
CN104525112A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 中国科学院地球化学研究所 一种生物炭改性设备和方法
CN105363403A (zh) * 2015-12-11 2016-03-02 茂名市兴煌化工有限公司 干式氨化无机矿物粘土的设备及氨化方法
CN106221537A (zh) * 2016-08-17 2016-12-14 安徽江淮车轮有限公司 一种叉车钢圈速干油漆
CN112391187A (zh) * 2019-08-16 2021-02-23 宝武炭材料科技有限公司 一种生产高软化点沥青的氧化装置
CN113061451A (zh) * 2020-01-02 2021-07-02 宝武炭材料科技有限公司 一种特种沥青的生产系统和方法
CN113621398A (zh) * 2021-10-11 2021-11-09 山东音速石油产业技术研究院有限公司 一种使用空气吹制法石油提炼沥青的处理装置
CN114011350A (zh) * 2021-10-29 2022-02-08 王长城 一种废矿物油回收利用系统

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2785180C (en) * 2009-12-31 2018-04-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Multi-purpose reactor and process for the preparation of modified bitumen
UA117351C2 (uk) * 2012-08-31 2018-07-25 ТЕКНІКС РІЕКТОРЗ АйПі ЛІМІТЕД Реакторний апарат (варіанти)
JP6103240B2 (ja) * 2013-11-18 2017-03-29 トヨタ紡織株式会社 ピッチ材料の調整方法及び調整装置
EP3087158B1 (en) * 2013-12-24 2019-07-24 Turkiye Petrol Rafinerileri Anonim Sirketi Tupras A system for producing modified bitumen
US9090829B1 (en) * 2014-09-03 2015-07-28 Strategy Licensing, Llc Apparatus for controlled blowing of asphalt
JP7166284B2 (ja) * 2017-04-26 2022-11-07 ソシエテ・デ・プロデュイ・ネスレ・エス・アー ペースト状製品をエアレーションするための装置、及び別の製品と混合するための装置
CN107875940B (zh) * 2017-12-11 2023-08-15 江苏光阳动力环保设备有限公司 一种混料加热反应器
CN108854804A (zh) * 2018-06-21 2018-11-23 陈晨 一种基于双滑块曲柄结构的工业液体物料用混合设备
RU190772U1 (ru) * 2019-04-03 2019-07-11 Общество с ограниченной ответственностью "Компания СИМАС ПЕТРОЛЕУМ" (ООО "Компания СИМАС ПЕТРОЛЕУМ") Устройство для получения полимерно-битумной композиции
CN112295432B (zh) * 2020-11-23 2022-04-12 临沂市玉泉沥青有限公司 一种沥青生产的搅拌设备
CN113680301B (zh) * 2021-07-23 2022-05-31 东华大学 一种可纺中间相沥青的制备方法及装置
CN113648866A (zh) * 2021-08-25 2021-11-16 福建南方路面机械股份有限公司 一种双卧轴强制搅拌机及工作方法
US20230287275A1 (en) * 2022-03-10 2023-09-14 Amec Foster Wheeler Usa Corporation Fouling mitigation of delayed coker heaters

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2417171Y (zh) * 2000-03-24 2001-01-31 广东省交通科学研究所 一种改性沥青加工设备
CN101010416A (zh) * 2004-07-23 2007-08-01 约翰·布罗迪·马修斯 用于使沥青改性的方法与设备

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1327847A (fr) * 1962-04-10 1963-05-24 Exxon Research Engineering Co Procédé et appareillage d'oxydation en continu des bitumes
GB1244773A (en) * 1968-06-27 1971-09-02 Exxon Research Engineering Co Asphalt shearing process
US3935093A (en) 1969-10-03 1976-01-27 Osterreichische Mineralolverwaltung Aktiengesellschaft Bitumen blowing
US3927983A (en) * 1973-09-19 1975-12-23 Monsanto Co Continuous staged isobaric stirred polymerization apparatus
JPS523394Y1 (zh) * 1974-11-21 1977-01-25
JPS523394A (en) 1975-06-24 1977-01-11 Kinsekishiya Kenkyusho:Kk Piezo-vibrator
SU1198094A1 (ru) 1984-01-03 1985-12-15 Проектно-Технологический Трест "Нечерноземоргтехспецстрой" Устройство дл автоматического управлени процессом приготовлени битума
JPH02115295A (ja) * 1988-10-25 1990-04-27 Koa Oil Co Ltd 反応装置
FI94423C (fi) * 1992-09-23 1995-09-11 Neste Oy Menetelmä bitumin tai vastaavan hapettamiseksi
JPH08325577A (ja) * 1995-06-01 1996-12-10 Nippon Oil Co Ltd ブローンアスファルトの製造方法
US6386751B1 (en) * 1997-10-24 2002-05-14 Diffusion Dynamics, Inc. Diffuser/emulsifier
US7374659B1 (en) * 2004-06-22 2008-05-20 Asphalt Technology, Llc. Methods and systems for modifying asphalts
JP4434239B2 (ja) 2007-06-27 2010-03-17 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ
US7906011B2 (en) * 2008-06-13 2011-03-15 Asphalt Technology Llc Methods and systems for manufacturing modified asphalts
CA2785180C (en) * 2009-12-31 2018-04-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Multi-purpose reactor and process for the preparation of modified bitumen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2417171Y (zh) * 2000-03-24 2001-01-31 广东省交通科学研究所 一种改性沥青加工设备
CN101010416A (zh) * 2004-07-23 2007-08-01 约翰·布罗迪·马修斯 用于使沥青改性的方法与设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
德温特数据库: ""BR 9802855A"附图及德温特数据库摘要", 《德温特数据库》, 18 October 2002 (2002-10-18) *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103170297A (zh) * 2013-03-19 2013-06-26 葫芦岛华远化工机械装备有限公司 一种用于聚偏氟乙烯生产的卧式分散聚合釜
CN104525112A (zh) * 2014-12-29 2015-04-22 中国科学院地球化学研究所 一种生物炭改性设备和方法
CN105363403A (zh) * 2015-12-11 2016-03-02 茂名市兴煌化工有限公司 干式氨化无机矿物粘土的设备及氨化方法
CN106221537A (zh) * 2016-08-17 2016-12-14 安徽江淮车轮有限公司 一种叉车钢圈速干油漆
CN112391187A (zh) * 2019-08-16 2021-02-23 宝武炭材料科技有限公司 一种生产高软化点沥青的氧化装置
CN113061451A (zh) * 2020-01-02 2021-07-02 宝武炭材料科技有限公司 一种特种沥青的生产系统和方法
CN113061451B (zh) * 2020-01-02 2022-07-15 宝武碳业科技股份有限公司 一种特种沥青的生产系统和方法
CN113621398A (zh) * 2021-10-11 2021-11-09 山东音速石油产业技术研究院有限公司 一种使用空气吹制法石油提炼沥青的处理装置
CN113621398B (zh) * 2021-10-11 2021-12-17 山东音速石油产业技术研究院有限公司 一种使用空气吹制法石油提炼沥青的处理装置
CN114011350A (zh) * 2021-10-29 2022-02-08 王长城 一种废矿物油回收利用系统

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Publication number Publication date
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US9200205B2 (en) 2015-12-01
US10260003B2 (en) 2019-04-16
AR079792A1 (es) 2012-02-22
EP2519604A1 (en) 2012-11-07
US20190194545A1 (en) 2019-06-27

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