CN106947516A - 一种催化油浆改性剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种催化油浆改性剂，主要通过端基封闭反应对催化油浆进行改性，提高催化油浆对热和氧的稳定性，获得满足脱油沥青调合生产高等道路沥青所需要的软组分。其特征在于：该改性剂组分及各组分的重量百分比为：醛类化合物94%～99%；催化剂0.5%～3%；醇类化合物0.5%～3%。本发明获得的改性油浆的价格低、粘度低、对热和氧的稳定性高，用其与脱油沥青进行两组分调合，能够生产满足GB15180‑2010要求的高等级道路沥青。

Description

一种催化油浆改性剂

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，主要涉及的是一种催化油浆改性剂，尤其涉及的是一种利用端基封闭技术提高催化油浆抗老化性能的改性剂。

背景技术

溶剂脱沥青工艺可以选择性脱除渣油中富含的重金属、胶质和沥青质，为下游工艺提供性能良好的脱沥青油。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、附加值低的脱油沥青。溶剂脱沥青工艺所用溶剂主要有C₃、C₄和C₅，分子量越大，脱油沥青的软化点就越高，但其利用难度也越大。脱油沥青的潜在用途非常广泛，目前主要作为气化原料、锅炉燃料和调合道路沥青的硬组分，其中调合道路沥青是用量大、效益好的脱油沥青利用途径。用脱油沥青调合道路沥青需要大量的软组分，目前使用最多的调合软组分为糠醛抽出油和催化裂化拔头油浆。糠醛抽出油调合性能好，但产量低、价格高；催化油浆/拔头重油浆产量大、价格低，但抗老化性能差，生产的沥青产品档次不高。因此，能否获得优质的道路沥青调合软组分，是制约脱油沥青生产高等级道路沥青，乃至影响溶剂脱沥青装置开工率的关键因素。

催化油浆的由饱和分、芳香分、胶质和少量沥青质组成，其中饱和份含量一般小于20%，多环芳烃的含量达到60%～70%，可以作为沥青调合的软组分，弥补脱油沥青中芳香分与胶质的不足，改善沥青的胶体结构，明显提高调合沥青的延伸性能。但是，催化油浆是经过高度裂化的产物，其中多环芳烃支链较少，具有较多的活性点和反应（缩合）活性，容易在热和氧的作用下发生缩合反应，作为调合软组分会造成沥青产品的针入度比低，即抗老化性较差。现有的提高催化油浆调合沥青品质的方法，主要是在调合过程中添加抗老化剂或依靠氧化交联剂对油浆进行改性。抗老化剂的缺点是价格高、对不同原料的适应性差，易造成沥青产品质量不合格。现有的氧化交联法虽然可以降低油浆的反应活性，但也会同时显著提高油浆的粘度，增加软组分的调入量，故对调合沥青的抗老化性能提升能力有限。

如果使用一种新型的小分子改性剂对催化油浆进行改性，使油浆在热和氧的作用下失去反应活性，但粘度不致升高太多；在提高调合沥青抗老化性能的同时，减少油浆调入量并尽可能多地消耗脱油沥青，不仅能提高溶剂脱沥青装置的加工量和经济效益，也为催化油浆的有效利用提供了新思路，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。

在现有的对催化油浆改性用于沥青调合的相关文献中：CN 102559250 A 提出在催化油浆中加入一定量的蒸汽分压剂等助剂或过氧化氢及有机过氧化物等氧化剂，通过油泵送入蒸馏塔进行分离，塔顶得到轻油、塔中馏出蜡油同时塔底得到的高沸点重油可作为沥青调合油，但是所得到的高沸点重油中仍含有一定量的催化剂颗粒，使用时需要通过高温过滤器予以清洁；CN 1103657 A公开了一种催化油浆经FeCl₃、P₂O₅催化氧化处理后，再与脱油沥青或减压渣油混合生产重交道路沥青的方法，其缺点是不能改善沥青产品闪点不合格问题；CN 104650602 A 提出采用线性或星型SBS作为改性剂、单质硫作为助剂应用于道路沥青调合，可以极大的改善催化油浆在制备沥青时存在抗老化性能差、闪点和低温延度不合格等缺点，对原料性质依赖性较小，极大地提高催化油浆的利用效率，但在应用中加入了SBS和糠醛抽出油，明显增加了沥青的生产成本；CN 102559250 A则公开了一种以常压蒸馏代替减压蒸馏处理催化油浆的方法，催化油浆在蒸馏之前加入氧化剂和蒸汽分压调节剂，在蒸馏过程中使产物稠化，重组分与丙烷脱沥青油进行调合，其质量符合GB/T15180-2000重交道路沥青AH-70指标要求，其缺点是催化油浆调入比例低，不大于30%。

发明内容

本发明的目的在于提出一种催化油浆改性剂，该改性剂能够在热和催化剂的作用下通过端基封闭催化油浆的反应活性点，提高催化油浆对热和氧的稳定性，且改性油浆的粘度变化不大，解决现有的催化油浆或改性油浆在高等级道路沥青调合过程中，造成沥青产品抗老化性能差或改性油浆调入量大的问题，提升催化油浆的附加值，为脱油沥青生产高等级道路沥青提供廉价充足的原料。

本发明所述的催化油浆改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：94%～99%醛类化合物，0.5%～3%催化剂，0.5%～3%醇类化合物。

上述醛类化合物主要是甲醛或乙醛或丙醛或丁醛，综合考虑其反应活性与操作难度优选丙醛。

上述催化剂为对甲基苯磺酸或过氧化苯甲酰一种。

上述的醇类化合物为乙醇或丙醇或丁醇或戊醇，综合考虑反应活性与生产成本优先乙醇。

对道路沥青而言，其抗老化化性能实质上表征的是沥青中的某些活性组分发生氧化缩合反应的程度，缩合程度越高，沥青的抗老化性能越差。本发明利用甲醛、乙醛、丙醛、丁醛等醛类化合物在一定条件和催化剂作用下，能够与催化油浆中所含的活性组分发生氧化反应，使其缩合能力显著降低，抵抗热和氧老化性能明显提高，可以替代高价值的富芳软组分（如糠醛精制抽出油）用于高等级道路沥青生产，提高调合沥青的品质和使用性能，降低调合沥青的生产成本。

附图说明

图1为本发明所用原料催化油浆的性质图表。

图2为本发明各实施例中用改性油浆调合道路沥青的性质图表。

具体实施方式

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。以下实施例所用原料催化油浆的性质见图1。

实施例1

本实施例所述的催化油浆改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：99%醛类化合物，0.5%催化剂，0.5%醇类化合物。所述的醛类化合物为甲醛，所述的催化剂为对甲基苯磺酸，所述的醇类化合物为丁醇。将甲醛、对甲基苯磺酸、丁醇按重量比均匀混合配制得到催化油浆改性剂，以该改性油浆为软组分与溶剂脱沥青工艺副产的脱油沥青按比例调合，调合沥青的性质见图2。

实施例2

本实施例所述的催化油浆改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：98%醛类化合物，1%催化剂，1%醇类化合物。所述的醛类化合物为乙醛，所述的催化剂为对甲基苯磺酸，所述的醇类化合物为戊醇。将乙醛、对甲基苯磺酸、戊醇按重量比均匀混合配制得到催化油浆改性剂，以改性油浆为软组分与溶剂脱沥青工艺副产的脱油沥青按比例调合，调合沥青的性质见图2。

实施例3

本实施例所述的催化油浆改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：97%醛类化合物，1.5%催化剂，1.5%醇类化合物。所述的醛类化合物为丙醛，所述的催化剂为对甲基苯磺酸，所述的醇类化合物为乙醇。将丙醛、对甲基苯磺酸、乙醇按重量比均匀混合配制得到催化油浆改性剂，以该改性油浆为软组分与溶剂脱沥青工艺副产的脱油沥青按比例调合，调合沥青的性质见图2。

实施例4

本实施例所述的催化油浆改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：96%醛类化合物，2.5%催化剂，1.5%醇类化合物。所述的醛类化合物为丁醛，所述的催化剂为对甲基苯磺酸，所述的醇类化合物为丙醇。将丁醛、对甲基苯磺酸、丙醇按重量比均匀混合配制得到催化油浆改性剂，以该改性油浆为软组分与溶剂脱沥青工艺副产的脱油沥青按比例调合，调合沥青的性质见图2。

实施例5

本实施例所述的催化油浆改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：95%醛类化合物，3%催化剂，4%醇类化合物。所述的醛类化合物为甲醛，所述的催化剂为过氧化苯甲酰，所述的醇类化合物为丁醇。将甲醛、过氧化苯甲酰、丁醇按重量比均匀混合配制得到催化油浆改性剂，以该改性油浆为软组分与溶剂脱沥青工艺副产的脱油沥青按比例调合，调合沥青的性质见图2。

实施例6

本实施例所述的催化油浆改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：94%醛类化合物，3%催化剂，3%醇类化合物。所述的醛类化合物为乙醛，所述的催化剂为过氧化苯甲酰，所述的醇类化合物为戊醇。将乙醛、过氧化苯甲酰、戊醇按重量比均匀混合配制得到催化油浆改性剂，以该改性油浆为软组分与溶剂脱沥青工艺副产的脱油沥青按比例调合，调合沥青的性质见图2。

实施例7

本实施例所述的催化油浆改性剂由下列组分按重量百分比配制而成：97%醛类化合物，1.5%催化剂，1.5%醇类化合物。所述的醛类化合物为丙醛，所述的催化剂为过氧化苯甲酰，所述的醇类化合物为乙醇。将丙醛、过氧化苯甲酰、乙醇按重量比均匀混合配制得到催化油浆改性剂，以该改性油浆为软组分与溶剂脱沥青工艺副产的脱油沥青按比例调合，调合沥青的性质见图2。

Claims (6)

1.一种催化油浆改性剂，其特征在于由下列组分按重量百分比配制而成：醛类化合物，94%～99%；催化剂，0.5%～3%；醇类化合物，0.5%～3%。

2.根据权利要求1所述的催化油浆改性剂，其特征在于：所述的醛类化合物为甲醛或乙醛或丙醛或丁醛。

3.根据权利要求1所述的催化油浆改性剂，其特征在于：所述的催化剂为对甲基苯磺酸或过氧化苯甲酰一种。

4.根据权利要求1所述的催化油浆改性剂，其特征在于：所述的醇类化合物为乙醇或丙醇或丁醇或戊醇。

5.根据权利要求1所述的催化油浆改性剂，其特征在于：所述的醛类化合物为丙醛。

6.根据权利要求1所述的催化油浆改性剂，其特征在于：所述的醇类化合物为乙醇。