CN103710041A - 一种磺化沥青的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磺化沥青的制备方法，包括以下步骤：a、将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；b、将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。本发明将软化点温度较低的沥青与磺化剂进行磺化反应，利用磺化反应放出的大量热量使软化点温度较低的沥青变为液态沥青，这种液态沥青能够与磺化剂进行比较充分的磺化反应。与现有技术相比，本发明无需将沥青粉碎后溶解在有机溶剂中即可制备得到磺化沥青，节约了大量的对有机溶剂进行除水处理的时间，因此本发明提供的磺化沥青的制备方法生产效率较高。

Description

一种磺化沥青的制备方法

技术领域

本发明涉及沥青技术领域，尤其涉及一种磺化沥青的制备方法。

背景技术

磺化沥青是由沥青类物质经过磺化处理得到的，它是一种阴离子型高聚物，由于其分子结构中含有大量的碳-碳键和碳-硫键，键能较强，因此磺化沥青具有较好的抗高温性。将磺化沥青添加到钻井液中，能够提高钻井液的润滑性并降低钻井液在高温和高压下的滤失量，因此磺化沥青是一种具有堵漏、防塌、润滑、减阻、耐高温等多功能的钻井液处理剂。由于磺化沥青的特殊性能，使其在钻井液领域具有广泛的应用。

现有技术中生产磺化沥青的工艺一般是先将沥青粉碎溶解在有机溶剂中；再向得到的沥青溶液中加入发烟硫酸或通入三氧化硫气体进行磺化反应；然后向得到的反应溶液中加入碱性化合物进行中和反应；最后将得到的中和产物进行油层分离、烘干、粉碎即得到磺化沥青。

如申请号为CN88103063.5的中国专利公开了一种磺化沥青的制备方法，具体过程为，根据沥青的成分，选择一种或两种以上的沥青在饱和烃中进行复配，得到复配沥青，所述复配沥青中沥青质的含量为30%～45%；将所述复配沥青置于反应釜中，向所述反应釜中加入有机溶剂，将所述复配沥青和有机溶剂搅拌均匀，得到质量浓度为15%～30%的沥青溶液；向所述沥青溶液中通入SO₃进行磺化反应，控制所述磺化反应的温度为20℃～40℃，所述磺化反应的时间为40分钟～60分钟；所述磺化反应结束后向所述反应釜内加入碱溶液，使所述反应釜内溶液的pH值达到8～10；采用滚筒式干燥法干燥所述反应釜内的溶液，制备得到磺化沥青。

虽然采用上述方法制备得到的磺化沥青具有较好的抗高温性、降失水性、润滑性以及抗钙污染性，但是现有技术提供的这种磺化沥青的制备方法生产效率较低，不利于磺化沥青的大规模生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磺化沥青的制备方法，本发明提供的磺化沥青的制备方法生产效率较高，可用于磺化沥青的大规模生产。

本发明提供了一种磺化沥青的制备方法，包括以下步骤：

a、将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；

b、将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。

优选的，所述步骤a中沥青与磺化剂的质量比为1:（0.35～0.8）。

优选的，所述步骤a中磺化反应的反应时间为10分钟～20分钟。

优选的，所述步骤a中沥青的软化点为50℃～90℃。

优选的，所述步骤a中磺化反应的反应原料还包括添加剂；

所述添加剂包括煤油和柴油中的一种或两种。

优选的，所述步骤a具体为：

将沥青与添加剂混合，得到混合产物，所述沥青的软化点＜110℃；

将所述混合产物与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物。

优选的，所述沥青与添加剂的质量比为1:（0.04～0.10）。

优选的，所述步骤b中中和反应的反应温度为100℃～180℃；

所述步骤b中中和反应的反应压力为80000Pa～100000Pa。

优选的，所述步骤a中的磺化剂与所述步骤b中的碱性化合物的质量比为（0.5～1.5）:1。

优选的，所述步骤b中的碱性化合物为碱性化合物溶液；

所述碱性化合物溶液的质量浓度为25%～45%。

本发明提供了一种磺化沥青的制备方法，包括以下步骤：a、将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；b、将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。本发明将软化点温度较低的沥青与磺化剂直接进行磺化反应，利用磺化反应放出的大量热量使软化点温度较低的沥青变为液态沥青，这种液态沥青能够与磺化剂进行比较充分的磺化反应。与现有技术相比，本发明无需将沥青粉碎后溶解在有机溶剂中即可使沥青进行充分的磺化反应，制备得到磺化沥青。本发明在制备磺化沥青的过程中节约了大量的对有机溶剂进行除水处理的时间，因此本发明提供的磺化沥青的制备方法生产效率较高。

此外，沥青容易板结、粉碎困难，本发明在制备磺化沥青的过程中无需将沥青粉碎，使本发明提供的磺化沥青的制备方法工艺简单，进一步提高了磺化沥青的生产效率；而且本发明在制备得到磺化沥青后无需将磺化沥青中的有机溶剂去除，避免了磺化沥青中有效成分的损失，因此本发明得到的磺化沥青的性能比较稳定。

实验结果表明，本发明制备得到的磺化沥青的高温高压滤失量为6mL～9.4mL，相对膨胀降低率为40%～55%，水溶物含量为73.9%～90%，pH值为9～10.5，水分含量为4.3%～8.9%，性能稳定，为合格产品；本发明提供的磺化沥青的制备方法的生产效率为0.003小时/千克～0.005小时/千克，生产效率较高；而且本发明提供的磺化沥青的制备方法生产设备简单，不需要使用蒸馏设备和分馏设备。

具体实施方式

本发明提供了一种磺化沥青的制备方法，包括以下步骤：

a、将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；

b、将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。

本发明将软化点温度较低的沥青与磺化剂直接进行磺化反应，利用磺化反应放出的大量热量使软化点温度较低的沥青变为液态沥青，这种液态沥青能够与磺化剂进行比较充分的磺化反应。与现有技术相比，本发明无需将沥青粉碎后溶解在有机溶剂中即可使沥青进行充分的磺化反应，制备得到磺化沥青；本发明在制备磺化沥青的过程中，节约了大量的对有机溶剂进行除水处理的时间，因此本发明提供的磺化沥青的制备方法生产效率较高。此外，沥青容易板结、粉碎困难，本发明在制备磺化沥青的过程中无需将沥青粉碎，使本发明提供的磺化沥青的制备方法工艺简单，进一步提高了磺化沥青的生产效率；而且本发明制备得到磺化沥青后无需将磺化沥青中的有机溶剂去除，避免了磺化沥青中有效成分的损失，因此本发明制备得到的磺化沥青的性能比较稳定。

本发明将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；优选将磺化剂加入到沥青中进行磺化反应，得到中间产物。在本发明中，所述沥青与磺化剂的质量比优选为1:（0.35～0.8），更优选为1:（0.4～0.7），最优选为1:（0.5～0.6）。在本发明中，所述磺化反应的反应时间优选为10分钟～20分钟，更优选为12分钟～18分钟，最优选为14分钟～16分钟，最最优选为15分钟。在本发明中，所述磺化反应的反应温度优选为20℃～40℃，更优选为22℃～30℃，最优选为25℃～28℃。本发明对所述磺化反应的装置没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备磺化沥青的装置即可；本发明优选在捏合机中将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物。

在本发明中，所述沥青的软化点＜110℃；优选为50℃～90℃；更优选为60℃～80℃；最优选为65℃～75℃。本发明对所述沥青的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述软化点的沥青即可，如可由市场购买获得；具体的，本发明可以采用安阳市兴鹏贸易有限责任公司或河南油田精蜡厂提供的沥青。

本发明对所述磺化剂的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的磺化剂即可；在本发明中，所述磺化剂优选为浓硫酸、发烟硫酸、氯磺酸和三氧化硫中的一种或几种，更优选为发烟硫酸和三氧化硫中的一种或两种，最优选为发烟硫酸。在本发明中，所述发烟硫酸中三氧化硫的质量浓度优选为25%～45%，更优选为30%～40%，最优选为32%～38%，最最优选为35%。本发明对所述磺化剂的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的磺化剂即可，所述磺化剂既可由市场购买或获得，也可采用本领域技术人员熟知的磺化剂的制备方法制备得到。

本发明将软化点温度较低的沥青与磺化剂直接进行磺化反应，利用磺化反应放出的大量热量使软化点温度较低的沥青变为液态沥青，这种液态沥青能够与磺化剂进行比较充分的磺化反应。由于本发明提供的磺化沥青的制备方法无需将沥青粉碎后溶解在有机溶剂中即可制备得到磺化沥青，与现有技术相比，本发明无需花费大量的时间对有机溶剂进行除水处理，因此本发明提供的磺化沥青的制备方法生产效率较高。此外，本发明由于无需对沥青进行粉碎，使本发明提供的磺化沥青的制备方法工艺简单，进一步提高了磺化沥青的生产效率；而且本发明无需将磺化后的沥青中的有机溶剂去除，避免了磺化沥青中有效成分的损失，使本发明制备得到的磺化沥青的性能比较稳定。

为了避免沥青与磺化剂进行磺化反应时反应体系的温度过高，磺化剂将沥青过度氧化，在本发明中，所述磺化反应的反应原料优选还包括添加剂；本发明优选将沥青与添加剂进行混合，得到混合产物；将所述混合产物与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物。在本发明中，所述添加剂优选为柴油和煤油中的一种或两种；更优选为柴油和煤油的混合物。当所述添加剂为柴油和煤油的混合物时，所述混合物中柴油和煤油的质量比优选为1:（0.5～2），更优选为1:（0.8～1.5），最优选为1:（1～1.2）。在本发明中，所述沥青与上述技术方案所述的沥青一致，在此不再赘述。在本发明中，所述沥青与添加剂的质量比优选为1:（0.04～0.10），更优选为1:（0.06～0.09），最优选为1:（0.07～0.08）。

本发明优选将沥青与添加剂进行混合，得到混合产物；更优选将添加剂加入到沥青中进行混合，得到混合产物。本发明对所述混合的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的混合的技术方案即可；本发明优选在搅拌的条件下将沥青与添加剂进行混合，得到混合产物。在本发明中，所述混合的时间优选3分钟～7分钟，更优选为4分钟～6分钟，最优选为5分钟。在本发明中，所述混合的温度优选为20℃～40℃，更优选为22℃～30℃，最优选为25℃～28℃。本发明对所述混合的装置没有特殊的限制，满足实际操作条件即可；在本发明中，所述混合的装置优选为捏合机。

得到混合产物后，本发明优选将所述混合产物与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物。在本发明中，所述磺化反应的反应温度、反应时间与上述技术方案所述的磺化反应的反应温度、反应时间一致，在此不再赘述。在本发明中，所述磺化剂的种类以及磺化剂的用量与上述技术方案所述的磺化剂的种类和用量一致，在此不再赘述。

得到中间产物后，本发明将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青；优选将碱性化合物加入到所述中间产物中进行中和反应，得到磺化沥青。在本发明中，所述中和反应的反应时间优选为1小时～2小时，更优选为1.2小时～1.8小时，最优选为1.4小时～1.6小时。在本发明中，所述中和反应的反应温度优选为100℃～180℃，更优选为120℃～160℃，最优选为130℃～150℃。在本发明中，所述中和反应的反应压力优选为80000Pa～100000Pa，更优选为85000Pa～95000Pa，最优选为87000Pa～92000Pa。本发明优选在搅拌的条件下将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。

在本发明中，所述碱性化合物与上述技术方案所述的磺化剂的质量比优选为1:（0.5～1.5），更优选为1:（0.7～1.4），最优选为1:（0.8～1.3），最最优选为1:（0.9～1）。在本发明中，所述碱性化合物优选为碱性化合物溶液；所述碱性化合物溶液的质量浓度优选为25%～45%，更优选为30%～40%，最有选为32%～37%。本发明对所述碱性化合物的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的碱性化合物即可。在本发明中，所述碱性化合物优选为NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、KOH，K₂CO₃和KHCO₃中的一种或几种，更优选为NaOH和KOH中的一种或两种，最优选为NaOH。本发明对所述碱性化合物的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的上述种类的碱性化合物即可，如可由市场购买获得。

本发明测试了上述方法制备磺化沥青的生产效率。在本发明中，所述生产效率为制备每千克磺化沥青所用的时间。测试结果为，本发明提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.003小时/千克～0.005小时/千克，生产效率较高。本发明测试了得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标。

在本发明中，所述磺化沥青的高温高压滤失量的测定方法为：

量取350mL蒸馏水，向所述蒸馏水中加入14g的钻井液试验用钠膨润土，将得到的混合物高速搅拌20min后将所述混合物倒入养护罐中静置24h，再向上述混合物中加入7.0g的铁铬木质素磺酸盐和7.0g的评价土进行30min的低速搅拌，然后将得到的搅拌产物用质量百分数为20%的NaOH水溶液调节使其pH值为10，然后将上述搅拌产物再次进行20min的高速搅拌，得到基浆。

向上述基浆中加入7.0g本发明制备得到的磺化沥青，将得到的混合物进行30min的低速搅拌，将得到的搅拌产物用质量浓度为20%的NaOH水溶液调节，使其pH为10，将上述pH值为10的搅拌产物先进行20min的高速搅拌，再进行1h的低速搅拌，得到检测液。按照GB/T 16783.1-2006《石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液》的标准测定上述检测液在150℃、3.45MPa下的高温高压滤失量。

在本发明中，所述磺化沥青pH值的测定方法为：

称取2.0g本发明制备的磺化沥青，将其放入300mL的烧杯中，向所述烧杯中加入200mL的蒸馏水，进行30min的搅拌溶解，将得到的溶液用玻璃棒滴于pH试纸上，对照标准色阶读数。

在本发明中，所述磺化沥青水分含量的测定方法为：

称取10g本发明制备的磺化沥青置于已恒重的称量瓶中，称量精度精确至0.01g，将所述称量瓶放入恒温干燥箱内，在105℃±3℃下干燥2h，然后将所述称量瓶取出后放入干燥器中冷却至25℃，称其质量。按照式（I）所示的公式计算本发明制备的磺化沥青的水分含量W：

$W=\frac{m_1-m_2}{m_1-m_3}\×100---\left(I\right)$

式（I）中：

W为水分含量，用百分数表示（%）；

m₁为干燥前称量瓶加本发明制备的磺化沥青的质量，单位为克（g）；

m₂为干燥后称量瓶加本发明制备的磺化沥青的质量，单位为克（g）；

m₃为称量瓶的质量，单位为克（g）。

在本发明中，所述磺化沥青的水溶物含量的测试方法为：

取0.2g～0.3g的脱脂棉放入一个用镜头纸卷成的纸卷中，在105℃±2℃下烘干2h备用；

将本发明制备的磺化沥青过筛孔为0.45mm的筛，将得到的粉状磺化沥青分散在水中，制备得到粉状水分散乳化沥青（SFT）试样，称取0.5g的上述粉状水分散乳化沥青试样，称量精度精确至0.0001g，将所述试样放入上述纸卷中包严后称量，将称量数据记为m₄；将称量后的纸卷放入抽提器内的样品杯中，将所述样品杯挂在抽提器内微型冷凝管下方；

向上述抽提器中注入250mL～300mL的蒸馏水，将所述抽提器放入电热套内加热并保持沸腾状态，待所述抽提器的流出液无色，即可停止加热。取出上述样品杯中的纸卷，将其置于表面皿中，将所述表面皿放入干燥箱内在105℃±2℃下进行4h的干燥，再将干燥后的纸卷从上述干燥箱中取出放入干燥器中，将其冷却至25℃后称量，将称量数据记为m₅。按照式（II）所示的公式计算本发明制备的磺化沥青的水溶物含量A：

$A=\frac{m_4-m_5}{m_6}\×100---\left(\mathrm{II}\right)$

式（II）中：

A为水溶物含量，用百分数表示（%）；

m₄为脱脂棉擦镜纸及粉状水分散乳化沥青试样的质量，单位为克（g）；

m₅为脱脂棉擦镜纸及其上的残留物质量，单位为克（g）；

m₆为粉状水分散乳化沥青试样的质量，单位为克（g）。

在本发明中，所述磺化沥青的相对膨胀降低率的测定方法为：

称取10g钻井液用钙膨润土，将其在4MPa压力下稳定5min后成型，用NP-02型页岩膨胀测定仪分别测定蒸馏水8h页岩膨胀读数和质量浓度为3%的本发明制备的磺化沥青水溶液8h页岩膨胀读数。本发明将所述蒸馏水8h页岩膨胀读数和所述质量浓度为3%的本发明制备的磺化沥青水溶液8h页岩膨胀读数进行两次平行测定，若两次平行测定的结果之差不大于5%，则取其算术平均值作为测定结果。在本发明中，上述蒸馏水8h页岩膨胀读数测定过程中，蒸馏水浸泡实验岩心8h后，岩心膨胀量应大于8.0mm，否则需要调整或更换所使用的实验岩心的膨润土。按照式（III）所示的公式计算本发明制备的磺化沥青的相对膨胀降低率E：

$E=\frac{{\mathrm{\ΔH}}_1-{\mathrm{\ΔH}}_2}{{\mathrm{\ΔH}}_1}\×100---\left(\mathrm{III}\right)$

式（III）中：

E为相对膨胀降低率，用百分数表示（%）；

△H₁为蒸馏水8h页岩膨胀读数，单位为毫米（mm）；

△H₂为质量浓度为3%的本发明制备的磺化沥青水溶液8h页岩膨胀读数，单位为毫米（mm）。

测试结果为，本发明制备的磺化沥青的高温高压滤失量为6mL～9.4mL，相对膨胀降低率为40%～55%，水溶物含量为73.9%～90%，pH值为9～10.5，水分含量为4.3%～8.9%，性能稳定，为合格产品。

本发明提供了一种磺化沥青的制备方法，包括以下步骤：a、将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；b、将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。本发明将软化点温度较低的沥青与磺化剂直接进行磺化反应，利用磺化反应放出的大量热量使软化点温度较低的沥青变为液态沥青，这种液态沥青能够与磺化剂进行比较充分的磺化反应。与现有技术相比，本发明无需将沥青粉碎后溶解在有机溶剂中即可使沥青进行充分的磺化反应，制备得到磺化沥青；本发明在制备磺化沥青的过程中节约了大量的对有机溶剂进行除水处理的时间，因此本发明提供的磺化沥青的制备方法生产效率较高。

此外，沥青容易板结、粉碎困难，本发明在制备磺化沥青的过程中无需将沥青粉碎，使本发明提供的磺化沥青的制备方法工艺简单，进一步提高了磺化沥青的生产效率；而且本发明无需将制备得到的磺化沥青中的有机溶剂去除，避免了磺化沥青中有效成分的损失，因此本发明得到的磺化沥青的性能比较稳定。

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明提供的磺化沥青的制备方法进行详细描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

以下实施例中所用的原料均为市售商品。

实施例1

向捏合机中加入200kg软化点为50℃的沥青后再加入8kg煤油和柴油的混合物，所述混合物中煤油和柴油的质量比为0.5：1，在20℃下搅拌3分钟后，得到混合产物；

向上述混合产物中加入70kg的发烟硫酸，在20℃、搅拌的条件下进行10分钟的磺化反应，得到中间产物，所述发烟硫酸中三氧化硫的含量为25wt%；

在搅拌的条件下，向上述中间产物中加入质量分数为25%的氢氧化钠溶液200kg，在100℃、80000Pa下进行60分钟的中和反应，得到磺化沥青。

制备得到磺化沥青后，本发明根据实施例1制备磺化沥青所用的时间和得到的磺化沥青的产量，计算了磺化沥青的生产效率，计算结果为，本发明实施例1提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.003小时/千克，生产效率较高。

本发明按照上述技术方案所述的方法测试了实施例1得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标，测试结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量的测试结果。由表1可知，本发明实施例1得到的磺化沥青为合格产品。

实施例2

向捏合机中加入200kg软化点为60℃的沥青后再加入12kg煤油和柴油的混合物，所述混合物中煤油和柴油的质量比为0.8：1，在22℃下搅拌4分钟后，得到混合产物；

向上述混合产物中加入80kg的发烟硫酸，在22℃、搅拌的条件下进行12分钟的磺化反应，得到中间产物，所述发烟硫酸中三氧化硫的含量为30wt%；

在搅拌的条件下，向上述中间产物中加入质量分数为30%的碳酸钠溶液245kg，在120℃、85000Pa下进行72分钟的中和反应，得到磺化沥青。

按照实施例1所述的方法计算实施例2提供的方法制备磺化沥青的生产效率，计算结果为，本发明实施例2提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.003小时/千克，生产效率较高。按照实施例1所述的方法测试实施例2得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标，测试结果如表1所示，由表1可知，本发明实施例2得到的磺化沥青为合格产品。

实施例3

向捏合机中加入200kg软化点为65℃的沥青后再加入14kg煤油和柴油的混合物，所述混合物中煤油和柴油的质量比为1：1，在25℃下搅拌5分钟后，得到混合产物；

向上述混合产物中加入100kg的发烟硫酸，在25℃、搅拌的条件下进行14分钟的磺化反应，得到中间产物，所述发烟硫酸中三氧化硫的含量为32wt%；

在搅拌的条件下，向上述中间产物中加入质量分数为32%的碳酸氢钠溶液455kg，在130℃、87000Pa下进行84分钟的中和反应，得到磺化沥青。

按照实施例1所述的方法计算实施例3提供的方法制备磺化沥青的生产效率，计算结果为，本发明实施例3提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.004小时/千克，生产效率较高。按照实施例1所述的方法测试实施例3得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标，测试结果如表1所示，由表1可知，本发明实施例3得到的磺化沥青为合格产品。

实施例4

向捏合机中加入200kg软化点为75℃的沥青后再加入16kg煤油和柴油的混合物，所述混合物中煤油和柴油的质量比为1.2：1，在28℃下搅拌15分钟后，得到混合产物；

向上述混合产物中加入120kg的发烟硫酸，在28℃、搅拌的条件下进行15分钟的磺化反应，得到中间产物，所述发烟硫酸中三氧化硫的含量为38wt%；

在搅拌的条件下，向上述中间产物中加入质量分数为37%的氢氧化钾溶液310kg，在140℃、92000Pa下进行96分钟的中和反应，得到磺化沥青。

按照实施例1所述的方法计算实施例4提供的方法制备磺化沥青的生产效率，计算结果为，本发明实施例4提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.005小时/千克，生产效率较高。按照实施例1所述的方法测试实施例4得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标，测试结果如表1所示，由表1可知，本发明实施例4得到的磺化沥青为合格产品。

实施例5

向捏合机中加入200kg软化点为80℃的沥青后再加入18kg煤油和柴油的混合物，所述混合物中煤油和柴油的质量比为1.5：1，在30℃下搅拌7分钟后，得到混合产物；

向上述混合产物中加入140kg的发烟硫酸，在30℃、搅拌的条件下进行16分钟的磺化反应，得到中间产物，所述发烟硫酸中三氧化硫的含量为40wt%；

在搅拌的条件下，向上述中间产物中加入质量分数为40%的碳酸钾溶液410kg，在150℃、95000Pa下进行108分钟的中和反应，得到磺化沥青。

按照实施例1所述的方法计算实施例5提供的方法制备磺化沥青的生产效率，计算结果为，本发明实施例5提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.0048小时/千克，生产效率较高。按照实施例1所述的方法测试实施例5得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标，测试结果如表1所示，由表1可知，本发明实施例5得到的磺化沥青为合格产品。

实施例6

向捏合机中加入200kg软化点为90℃的沥青后再加入20kg煤油和柴油的混合物，所述混合物中煤油和柴油的质量比为2：1，在40℃下搅拌5分钟后，得到混合产物；

向上述混合产物中加入160kg的发烟硫酸，在40℃、搅拌的条件下进行18分钟的磺化反应，得到中间产物，所述发烟硫酸中三氧化硫的含量为45wt%；

在搅拌的条件下，向上述中间产物中加入质量分数为45%的碳酸氢钾溶液620kg，在160℃、100000Pa下进行90分钟的中和反应，得到磺化沥青。

按照实施例1所述的方法计算实施例6提供的方法制备磺化沥青的生产效率，计算结果为，本发明实施例6提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.003小时/千克，生产效率较高。按照实施例1所述的方法测试实施例6得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标，测试结果如表1所示，由表1可知，本发明实施例6得到的磺化沥青为合格产品。

实施例7

向捏合机中加入200kg软化点为110℃的沥青后再加入80kg的发烟硫酸，在35℃、搅拌的条件下进行17分钟的磺化反应，得到中间产物，所述发烟硫酸中三氧化硫的含量为35wt%；

在搅拌的条件下，向上述中间产物中加入质量分数为32%的氢氧化钠溶液175kg，在180℃、90000Pa下进行60分钟的中和反应，得到磺化沥青。

按照实施例1所述的方法计算实施例7提供的方法制备磺化沥青的生产效率，计算结果为，本发明实施例7提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.003小时/千克，生产效率较高。按照实施例1所述的方法测试实施例7得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标，测试结果如表1所示，由表1可知，本发明实施例7得到的磺化沥青为合格产品。

比较例1

将煤油进行蒸馏处理，除去煤油中的水分；

将350kg的沥青粉碎，加入到750kg的上述除水后的煤油中，搅拌使所述沥青分散、溶解于上述除水后的煤油中，得到沥青溶液；

向上述沥青溶液中加入140kg的发烟硫酸进行60分钟的磺化反应，得到反应溶液；

向上述反应溶液中加入质量分数为32%的氢氧化钠溶液进行中和反应，使所述反应溶液的pH值为8，得到中和产物；

将上述中和产物通过蒸馏的方法除去其中的水份和煤油，得到磺化沥青。

按照实施例1所述的方法计算比较例1提供的方法制备磺化沥青的生产效率，计算结果为，本发明比较例1提供的方法制备磺化沥青的生产效率为0.03小时/千克，生产效率较低。按照实施例1所述的方法测试比较例1得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量等技术指标，测试结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量的测试结果。

表1 本发明实施例和比较例得到的磺化沥青的高温高压滤失量、相对膨胀降低率、水溶物含量、pH值和水分含量的测试结果

由表1可以看出，本发明提供的方法制备得到的磺化沥青的性能稳定。

本发明提供了一种磺化沥青的制备方法，包括以下步骤：a、将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；b、将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。本发明将软化点温度较低的沥青与磺化剂直接进行磺化反应，利用磺化反应放出的大量热量使软化点温度较低的沥青变为液态沥青，这种液态沥青能够与磺化剂进行比较充分的磺化反应。与现有技术相比，本发明无需将沥青粉碎后溶解在有机溶剂中即可使沥青进行充分的磺化反应，制备得到磺化沥青。本发明在制备磺化沥青的过程中节约了大量的对有机溶剂进行除水处理的时间，因此本发明提供的磺化沥青的制备方法生产效率较高。

此外，沥青容易板结、粉碎困难，本发明在制备磺化沥青的过程中无需将沥青粉碎，使本发明提供的磺化沥青的制备方法工艺简单，进一步提高了磺化沥青的生产效率；而且本发明无需将制备得到的磺化沥青中的有机溶剂去除，避免了磺化沥青中有效成分的损失，因此本发明得到的磺化沥青的性能比较稳定。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磺化沥青的制备方法，包括以下步骤：

a、将沥青与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物，所述沥青的软化点＜110℃；

b、将所述中间产物与碱性化合物进行中和反应，得到磺化沥青。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中沥青与磺化剂的质量比为1:（0.35～0.8）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中磺化反应的反应时间为10分钟～20分钟。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中沥青的软化点为50℃～90℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中磺化反应的反应原料还包括添加剂；

所述添加剂包括煤油和柴油中的一种或两种。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤a具体为：

将沥青与添加剂进行混合，得到混合产物，所述沥青的软化点＜110℃；

将所述混合产物与磺化剂进行磺化反应，得到中间产物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述沥青与添加剂的质量比为1:（0.04～0.10）。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中中和反应的反应温度为100℃～180℃；

所述步骤b中中和反应的反应压力为80000Pa～100000Pa。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中的磺化剂与所述步骤b中的碱性化合物的质量比为（0.5～1.5）:1。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中的碱性化合物为碱性化合物溶液；

所述碱性化合物溶液的质量浓度为25%～45%。