CN104629393A

CN104629393A - 一种橡胶沥青的环保生产工艺及其装置系统

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Publication number: CN104629393A
Application number: CN201510112738.1A
Authority: CN
Inventors: 郭兆民; 封昕; 潘亚军; 李秋飞; 柳卫军
Original assignee: Jiangsu Tiannuo Road Material Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Tiannuo Road Material Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2015-05-20

Abstract

本发明公开了一种橡胶沥青的环保生产工艺，固液原料充分混合、研磨均匀，然后将混合物料进入反应器进行反应，反应温度为180～200℃，反应时间为10min～20h，反应后的物料进入两级分离器，一级分离器通过减压提高真空度到1～759mmHg，将反应中产生的气体引出收集，二级分离器则通过加压将分离好的产品输出到成品罐；同时公开了实现这种生产工艺的装置系统。本发明的优点是采用特有的生产工艺过程和装置系统，分离器在负压下工作，在橡胶沥青的生产过程中使产品施工温度下才会逸出的有害气体得以逸出、收集、处理，实现常压生产下将有害气体的脱除，保证产品对现场施工人员和周边环境不产生危害，保证施工环境与SBS改性沥青相当。

Description

一种橡胶沥青的环保生产工艺及其装置系统

技术领域

本发明涉及石油炼制及化工工业领域、石油沥青材料应用的交通领域、固体废弃物处理及回收利用领域等，具体来说涉及一种橡胶沥青的生产工艺及其装置系统。

背景技术

废胶粉是各种轮胎生产过程中产生的边角料或轮胎使用后的废旧轮胎经加工形成的大于10目的胶粉。

废胶粉的利用已经有30多年的历史，经历了从作为填充物的废弃物处理方法到作为改性剂的改性沥青生产法。在添加方法上，有干法和湿法。干法是将废胶粉添加到集料中混合，再与沥青拌合生产沥青混合料的过程，废胶粉只是作为填充物存在。湿法是将废胶粉与沥青混合，或物理混合、或有一定的降解减粘生产改性沥青的过程，而湿法又分现场加工和工厂化生产两种供应方式。

目前，不论干法还是湿法，不论是现场加工还是工厂化生产，均在180～250℃、常压下生产，而产品的使用温度为160～200℃，废胶粉在降解过程中产生的有害气体残留在产品中，在产品使用过程中逸出，有害气体对现场施工人员和周边环境造成危害，影响了产品的推广应用。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的之一是提供一种在橡胶沥青的生产过程中即可将产品施工温度下会逸出的有害气体逸出、收集、处理的环保生产工艺，本发明的另一目的是提供实现这种生产工艺的装置系统。

技术方案：一种橡胶沥青的环保生产工艺，包括以下步骤：

步骤一：固液原料充分混合、研磨均匀，温度达到160～250℃，固态原料是针入度为10～500的沥青或60℃粘度为20～2000PaS的重油、废胶粉，质量比为(98～60)∶(2～40)，液态原料包括稳定剂，所述稳定剂的加入量为所述固态原料质量的0.1～2.0％；

步骤二：混合物料进入反应器进行反应，反应温度为180～200℃，反应时间为10min～20h；

步骤三：反应后的物料进入两级分离器，一级分离器通过减压提高真空度到1～759mmHg，将反应中产生的气体引出收集，二级分离器则通过加压将分离好的产品输出到成品罐。

所述液态原料还包括相容剂、添加剂，所述相容剂的加入量为所述固态原料质量的0.5～20％，所述添加剂的加入量为所述固态原料质量的0.5～5.0％。

固液原料分开上料。

所述相容剂为60℃粘度为10～2000PaS的重油或馏分油，所述添加剂包括SBS、PE、EVA。

上述一种生产工艺的装置系统，包括依次顺连的混合器、胶体磨、反应器、一级分离器、二级分离器、成品罐，所述一级分离器上还连有抽真空装置，所述二级分离器上还连有加压装置。

所述混合器中具有初混器，对固态原料进行预混，减少混合器中混合时的粉尘，提高安全性。

所述混合器与所述胶体磨之间还依次顺连有过滤器、助力泵，过滤器对混合后的固态原料混合物进行过滤，防止铁块等杂质进入下级系统，保证下级系统设备的安全，助力泵增加后面胶体磨的自吸能力，提高生产效率。

所述一级分离器内安装有成膜盘，其是安装在分离器搅拌轴上的集料盘，在物料进入分离器时利用搅拌轴转动的惯性将物料均匀洒布开来形成一层膜，进而使物料能够充分参与分离反应。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是采用特有的生产工艺过程和装置系统，分离器在负压下工作，在橡胶沥青的生产过程中使产品施工温度下才会逸出的有害气体得以逸出、收集、处理，实现常压生产下将有害气体的脱除，保证产品对现场施工人员和周边环境不产生危害，保证施工环境与SBS改性沥青相当。

附图说明

附图为本发明中装置系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

对比例一：

橡胶沥青的现有常规生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油36-1沥青，针入度分别为10、30、50、70、110、130、200、300、400、500(单位为1/10mm)；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数分别为10～30、30～40、40～50、50～60、60～80、80～100(单位为目)；原料三为稳定剂。原料一、原料二按质量比80∶20，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的0.1％。

现有常规生产工艺包括以下步骤：

步骤一：将原料一加热至195℃，将各原料按配比分别计量好备用；

步骤二：将加热后的原料一打到反应釜，开启搅拌，当反应釜内原料一达到计量量，开始向反应釜内添加计量量的原料二，将混合物搅拌1h，温度控制在180～200℃，进行研磨、剪切，输送到发育储存罐开启搅拌；

步骤三：向发育储存罐内均匀添加计量量的原料三，搅拌反应6h，发育降解成成品，取样分析，6～7h出化验结果。

实施例一：

橡胶沥青的本发明环保生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油36-1沥青，针入度分别为10、30、50、70、110、130、200、300、400、500(单位为1/10mm)；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数分别为10～30、30～40、40～50、50～60、60～80、80～100(单位为目)；原料三为稳定剂。原料一、原料二按质量比80∶20，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的0.1％。

本发明环保生产工艺包括以下步骤：

步骤二：将三种原料加入混合器，温度控制在160～250℃，在5min内混合均匀；

步骤三：将混合物料打入反应器内搅拌反应，反应温度为180～200℃，反应时间20～30min；

步骤四：反应后的物料打入两级分离器，一级分离器通过减压保持真空度759mmHg，将反应中产生的气体引出收集，保持30min，二级分离器则通过加压将分离好的产品输出到成品罐，对成品取样分析，6～7h出化验结果。

如附图所示，实现上述生产工艺的装置系统，包括依次顺连的混合器1、过滤器10、助力泵11、胶体磨2、反应器3、一级分离器4、二级分离器5、成品罐6，一级分离器4上还连有抽真空装置7，二级分离器5上还连有加压装置8。混合器1中具有初混器9，一级分离器4内安装有成膜盘12。混合器1前设有螺旋上料机13与初混器9对接。

固态原料通过螺旋上料机13送至初混器9预混后进入混合器1，液态原料通过管路进入混合器1，实现连续进料，各物料在混合器1中充分混合后，依次进过过滤器10、助力泵11，到达胶体磨2对物料充分研磨均匀，然后送入反应器3进行反应，反应后的物料进入一级分离器4，一级分离器4通过抽真空装置7使其内部形成一定的真空度，保证在产品不裂解的效果下达到逸出更多反应气体的目的，所逸出的气体由抽真空装置7引出进行集中收集处理，物料经过一级分离器4的处理后到达二级分离器5，二级分离器5通过加压装置8将分离完成的产品压入成品罐6，实现连续排料生产。

一级分离器4、二级分离器5是相对而言的，两者均可都与抽真空装置7、加压装置8连通，实际生产时，功能上一台分离一台出料，进而连续向成品罐6进料。

将对比例一与实施例一生产的橡胶沥青的化验结果进行比较，得到表一所列的两者有害气体溢出对比数据。可见，不同针入度的沥青(原料一)与不同目数范围的胶粉(原料二)所生产的产品，实施例产品比对比例产品的TFOT试验数据都小，TFOT试验数据越小说明在生产过程中有害气体的溢出越彻底，由于有害气体在生产和使用过程中的总量是一定的，有害气体在生产过程中的溢出越彻底，在使用过程中就越环保，因此实施例产品使用更环保。

表一：

对比例二：

橡胶沥青的现有常规生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油产重油，60℃粘度分别为20、40、80、160、320、640、1000、1400、1700、2000PaS；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数分别为10～30、30～40、40～50、50～60、60～80、80～100(单位为目)；原料三为稳定剂。原料一、原料二按质量比80∶20，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的0.5％。

现有常规生产工艺包括以下步骤：

步骤一：将原料一加热至175℃，将各原料按配比分别计量好备用；

实施例二：

橡胶沥青的本发明环保生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油产重油，60℃粘度分别为20、40、80、160、320、640、1000、1400、1700、2000PaS；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数分别为10～30、30～40、40～50、50～60、60～80、80～100(单位为目)；原料三为稳定剂。原料一、原料二按质量比80∶20，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的0.5％。

本发明环保生产工艺包括以下步骤：

实现上述生产工艺的装置系统与实施例一相同。

将对比例二与实施例二生产的橡胶沥青的化验结果进行比较，得到表二所列的两者有害气体溢出对比数据。可见，不同粘度的重油(原料一)与不同目数范围的胶粉(原料二)所生产的产品，实施例产品比对比例产品的TFOT试验数据都小，TFOT试验数据越小说明在生产过程中有害气体的溢出越彻底，由于有害气体在生产和使用过程中的总量是一定的，有害气体在生产过程中的溢出越彻底，在使用过程中就越环保，因此实施例产品使用更环保。

表二：

对比例三：

橡胶沥青的现有常规生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油36-1沥青，针入度为70(单位为1/10mm)；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数为30～40(单位为目)；原料三为稳定剂；原料四为相容剂，台湾中油进口重油或馏分油，60℃粘度分别为10、40、80、150、300、600、1000、1400、1700、2000PaS；原料五为添加剂，中石化产SBS型号YH1301-1。原料一、原料二按质量比80∶20，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的1.0％，原料四的加入量为原料一和原料二质量之和的2.5％，原料五的加入量为原料一和原料二质量之和的0.5％。

现有常规生产工艺包括以下步骤：

步骤一：将原料一加热至195℃，将原料四加热至100℃，将各原料按配比分别计量好备用；

步骤二：将加热后的原料一打到反应釜，开启搅拌，当反应釜内原料一达到计量量，开始向反应釜内添加计量量的原料二、原料四、原料五，将混合物搅拌1h，温度控制在180～200℃，进行研磨、剪切，输送到发育储存罐开启搅拌；

实施例三：

橡胶沥青的本发明环保生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油36-1沥青，针入度为70(单位为1/10mm)；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数为30～40(单位为目)；原料三为稳定剂；原料四为相容剂，台湾中油进口重油或馏分油，60℃粘度分别为10、40、80、150、300、600、1000、1400、1700、2000PaS；原料五为添加剂，中石化产SBS型号YH1301-1。原料一、原料二按质量比80∶20，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的1.0％，原料四的加入量为原料一和原料二质量之和的2.5％，原料五的加入量为原料一和原料二质量之和的0.5％。

本发明环保生产工艺包括以下步骤：

步骤二：将五种原料加入混合器，温度控制在180～200℃，在5min内混合均匀；

实现上述生产工艺的装置系统与实施例一相同。

将对比例三与实施例三生产的橡胶沥青的化验结果进行比较，得到表三所列的两者有害气体溢出对比数据。可见，不同粘度的相容剂(原料四)所生产的产品，实施例产品比对比例产品的TFOT试验数据都小，TFOT试验数据越小说明在生产过程中有害气体的溢出越彻底，由于有害气体在生产和使用过程中的总量是一定的，有害气体在生产过程中的溢出越彻底，在使用过程中就越环保，因此实施例产品使用更环保。

表三：

对比例四：

橡胶沥青的现有常规生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油36-1沥青，针入度为70(单位为1/10mm)；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数为30～40(单位为目)；原料三为稳定剂；原料四为相容剂，台湾中油进口重油或馏分油，60℃粘度为40PaS；原料五为添加剂，中石化产SBS型号YH1301-1。原料一、原料二按质量比(55～93)∶(7～45)，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的2.0％，原料四的加入量为原料一和原料二质量之和的2.0％，原料五的加入量为原料一和原料二质量之和的1.0％。

现有常规生产工艺包括以下步骤：

实施例四：

橡胶沥青的本发明环保生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油36-1沥青，针入度为70(单位为1/10mm)；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数为30～40(单位为目)；原料三为稳定剂；原料四为相容剂，台湾中油进口重油或馏分油，60℃粘度为40PaS；原料五为添加剂，中石化产SBS型号YH1301-1。原料一、原料二按质量比(60～93)∶(7～40)，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的2.0％，原料四的加入量为原料一和原料二质量之和的2.0％，原料五的加入量为原料一和原料二质量之和的1.0％。

本发明环保生产工艺包括以下步骤：

实现上述生产工艺的装置系统与实施例一相同。

将对比例四与实施例四生产的橡胶沥青的化验结果进行比较，得到表四所列的两者有害气体溢出对比数据。可见，不同质量比的原料一与原料二所生产的产品，实施例产品比对比例产品的TFOT试验数据都小，TFOT试验数据越小说明在生产过程中有害气体的溢出越彻底，由于有害气体在生产和使用过程中的总量是一定的，有害气体在生产过程中的溢出越彻底，在使用过程中就越环保，因此实施例产品使用更环保。

表四：

对比例五：

橡胶沥青的现有常规生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油36-1沥青，针入度为70(单位为1/10mm)；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数为30～40(单位为目)；原料三为稳定剂；原料四为相容剂，台湾中油进口重油或馏分油，60℃粘度为40PaS；原料五为添加剂，中石化产SBS型号YH1301-1。原料一、原料二按质量比80∶20，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的2.0％，原料四的加入量为原料一和原料二质量之和的2.0％，原料五的加入量为原料一和原料二质量之和的5.0％。

现有常规生产工艺包括以下步骤：

步骤三：向发育储存罐内均匀添加计量量的原料三，搅拌反应分别为0.1h、0.5h、1h、5h、10h、15h、20h，发育降解成成品，取样分析，6～7h出化验结果。

实施例五：

橡胶沥青的本发明环保生产工艺，采用的原料包括：原料一为中海油36-1沥青，针入度为70(单位为1/10mm)；原料二为常熟米扬牌胶粉，目数为30～40(单位为目)；原料三为稳定剂；原料四为相容剂，台湾中油进口重油或馏分油，60℃粘度为40PaS；原料五为添加剂，中石化产SBS型号YH1301-1。原料一、原料二按质量比80∶20，原料三的加入量为原料一和原料二质量之和的2.0％，原料四的加入量为原料一和原料二质量之和的2.0％，原料五的加入量为原料一和原料二质量之和的5.0％。

本发明环保生产工艺包括以下步骤：

步骤四：反应后的物料打入两级分离器，一级分离器通过减压保持真空度分别为1、100、200、300、400、500、600、759mmHg，将反应中产生的气体引出收集，保持分别为0.1h、0.5h、1h、5h、10h、15h、20h，二级分离器则通过加压将分离好的产品输出到成品罐，对成品取样分析，6～7h出化验结果。

实现上述生产工艺的装置系统与实施例一相同。

将对比例五与实施例五生产的橡胶沥青的化验结果进行比较，得到表五所列的两者有害气体溢出对比数据。可见，不同负压条件下，不同负压时间段所生产的产品，实施例产品比对比例产品的TFOT试验数据都小，TFOT试验数据越小说明在生产过程中有害气体的溢出越彻底，由于有害气体在生产和使用过程中的总量是一定的，有害气体在生产过程中的溢出越彻底，在使用过程中就越环保，因此实施例产品使用更环保。

表五：

Claims

1.一种橡胶沥青的环保生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种橡胶沥青的环保生产工艺，其特征在于：所述液态原料还包括相容剂、添加剂，所述相容剂的加入量为所述固态原料质量的0.5～20％，所述添加剂的加入量为所述固态原料质量的0.5～5.0％。

3.根据权利要求1所述的一种橡胶沥青的环保生产工艺，其特征在于：固液原料分开上料。

4.根据权利要求2所述的一种橡胶沥青的环保生产工艺，其特征在于：所述相容剂为60℃粘度为10～2000PaS的重油或馏分油，所述添加剂包括SBS、PE、EVA。

5.一种权利要求1所述的生产工艺的装置系统，其特征在于：包括依次顺连的混合器(1)、胶体磨(2)、反应器(3)、一级分离器(4)、二级分离器(5)、成品罐(6)，所述一级分离器(4)上还连有抽真空装置(7)，所述二级分离器(5)上还连有加压装置(8)。

6.根据权利要求5所述的装置系统，其特征在于：所述混合器(1)中具有初混器(9)。

7.根据权利要求5所述的装置系统，其特征在于：所述混合器(1)与所述胶体磨(2)之间还依次顺连有过滤器(10)、助力泵(11)。

8.根据权利要求5所述的装置系统，其特征在于：所述一级分离器(4)内安装有成膜盘(12)。