CN108084457B - 一种恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法 - Google Patents

一种恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法：将被污染的克拉玛依沥青加热至适宜温度后通过胶体磨进行剪切；其中，当被污染的克拉玛依沥青为克拉玛依90#沥青或克拉玛依70#沥青时，所述适宜温度为135℃～175℃；当被污染的克拉玛依沥青为克拉玛依110#沥青或克拉玛依130#沥青时，所述适宜温度为125℃～175℃。该方法能够恢复被污染的克拉玛依沥青的延度，避免沥青被作为不合格沥青处理，减轻了使用者的成本损失。

Description

一种恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法
技术领域
本发明属于道路沥青技术领域，涉及一种恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法。
背景技术
新疆克拉玛依沥青年产超过百万吨，主要供应新疆及西北地区。克拉玛依沥青因其自身的特性，胶质含量远高于其他品牌沥青，胶质赋予沥青以可塑性、流动性和粘结性，对沥青的延性、粘结力有很大的影响。所以克拉玛依沥青有较好的路用性能。沥青四组分分别为沥青质、胶质、芳香份、饱和分。克拉玛依沥青沥青质含量非常低，为0.5％，而其他国产沥青及进口沥青的沥青质含量在4.3％-11.7％，远远高出克拉玛依沥青的沥青质含量(克拉玛依90号沥青在陕西使用九年之总结，《石油沥青》2009年10月第23卷第5期，作者：李炜光、周巧英、王太山等)。
根据文献汇总，克拉玛依沥青的四组分含量与其他品牌相比如表1所示：
表1克炼沥青与其他沥青四组分对比
Figure BDA0001520949700000011
该汇总所参考的文献包括：克拉玛依90号沥青在陕西使用九年之总结，《石油沥青》2009年10月第23卷第5期，作者：李炜光、周巧英、王太山等；克拉玛依高等级道路沥青的综合评价，《石油沥青》2001年12月，作者：李建新、江发强；塔河AH-90及改性沥青的性能分析与研究，《石油沥青》2006年10月，作者：郑美军、杜素军、杜蓉华。
从表1看出进口沥青的沥青质含量为克拉玛依沥青的14-39倍，而胶质含量为克拉玛依沥青的17％-40％。克拉玛依沥青的胶质含量非常高，而沥青质含量很低。沥青胶质也称树脂或极性芳烃，是半固体或液体状的黄色至褐色的粘稠状物质，具有很强的极性，其最大的特点之一就是化学稳定性很差。这也就决定了克拉玛依沥青对存储和运输条件要求苛刻，即便有少量的SBS改性沥青、其他品牌沥青混入后，会导致克拉玛依沥青中胶质抱团析出，导致15度延度迅速衰减，造成产品不合格。
根据克拉玛依炼厂及终端客户的使用经验，克拉玛依沥青在存储和运输过程中，不能与改性沥青、调和沥青、抽出油等混合，即便是掺入很少量也会造成克拉玛依沥青15度延度不合格。本实验室对克拉玛依沥青与改性沥青混合后的性能进行测试，结果如表2。
表2克拉玛依90#沥青与SBS改性沥青混合后指标变化
Figure BDA0001520949700000021
从表2中可以看出，即使混入0.5％的SBS改性沥青，也会对克拉玛依90#沥青的15度延度造成很大的影响。从试验过程中发现，克拉玛依90#原样沥青在做15度延度试验时，其拉伸后的试模粗细均匀，后期如发丝般均匀光滑，掺入改性沥青后的15度延度试模拉伸后，粗细不均，延度试模拉长后，其上不均匀的出现类似于胶团状的结节，两个结节中间非常细，结节处很粗。所以造成延度试模从两个结节中间的细处断裂，延度数据降低。
然而，目前没有一个行之有效的方法来恢复其延度指标。目前主要的处理方法还是作为不合格沥青处理，对使用者造成极大的成本负担。本发明是针对克拉玛依沥青延度衰减不合格后，使用物理方法恢复其延度指标的方法。大大降低使用者的成本损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，其能够恢复被污染的克拉玛依沥青的延度，避免沥青被作为不合格沥青处理，减轻了使用者的成本损失。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，所述被污染的克拉玛依沥青为被改性沥青或调和沥青污染的克拉玛依沥青：将被污染的克拉玛依沥青加热至适宜温度后通过胶体磨进行剪切；
其中，当被污染的克拉玛依沥青为克拉玛依90#沥青或克拉玛依70#沥青时，所述适宜温度为135℃～175℃；当被污染的克拉玛依沥青为克拉玛依110#沥青或克拉玛依130#沥青时，所述适宜温度为125℃～175℃。
优选地，胶体磨剪切速率为3-20m3/h。
优选地，对被污染的克拉玛依沥青加热的方式为导热油管道加热或导热油板式换热器加热。
优选地，对被污染的克拉玛依沥青加热的加热速率为5-10℃/h。
优选地，在用胶体磨对被污染的克拉玛依沥进行剪切前，使用180-195℃的普通沥青对胶体磨进行冲洗15-30分钟。
优选地，所述用于冲洗胶体磨的普通沥青为重交沥青。
优选地，所述重交沥青为SK重交沥青、双龙重交沥青或克拉玛依重交沥青。
优选地，所述被污染的克拉玛依沥青中改性沥青和调和沥青的含量不大于10％。
优选地，所述适宜温度为140～170℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过将被污染的克拉玛依沥青加热至适宜的温度，使其具有较低的粘度和较好的流动性，然后通过胶体磨进行剪切，实现对克拉玛依沥青中已经析出的胶质进行物理再分散，使得被污染的克拉玛依沥青的延度得以恢复。仅剪切处理后的被污染的克拉玛依沥青非常稳定，在高温存放下15℃延度仍旧>150cm，未再出现衰减的现象。本发明提供的方法能够恢复被污染的克拉玛依沥青的延度，避免沥青被作为不合格沥青处理，减轻了使用者的成本损失。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
针对克拉玛依面临的问题，申请人通过综合分析后认为：克拉玛依沥青胶质含量高而沥青质含量低，正常情况下胶质均匀分散在沥青相中不会析出，而当混入改性沥青、调和沥青或抽出油时，因胶质的化学稳定性很差，外掺物破坏原有的化学平衡，造成胶质析出，从而导致延度降低。
因胶质属于半固体或液体物质，其析出后如胶状，因此申请人尝试通过逆向分散的方法，对已经被污染、延度降低的克拉玛依沥青中已经析出的胶质进行物理再分散。具体方法为：将已经被污染，延度降低的克拉玛依沥青，加热后通过胶体磨进行剪切，将已经析出的胶质重新分散。
本发明尝试不同温度下的分散效果，如表3.
表3被污染的克拉玛依沥青剪切前后数据
Figure BDA0001520949700000051
从表3可以看出，被污染的克拉玛依90#沥青15度延度不合格(要求≥100，JTGF40-2004)，分别在135-170度之间的温度分别进行剪切，剪切后15度延度均大于100，满足规范要求。这表明，在克拉玛依90#沥青不在高温下发送损毁的温度条件下，加热温度下限为135℃。
相应的，因为克拉玛依110#沥青的粘度更小，在恢复110#克拉玛依110#沥青的延度时，加热的温度可以在125～175℃之间进行。
本试验只做到170度再未继续提升温度剪切，因继续提高温度所带来的能耗较大。同时也未做135度以下的剪切试验，因温度过低沥青粘度较大，对剪切设备、泵等损耗较大。
同时，对于剪切后的样品在130度烘箱内存放后进行检测，验证剪切后沥青的稳定性，数据如表4：
表4：剪切过的克拉玛依90#沥青高温存放后检测数据
Figure BDA0001520949700000052
Figure BDA0001520949700000061
从表4的检测数据来看，经剪切处理后的克拉玛依90#沥青非常稳定，在高温存放其15度延度仍旧>150cm，未再出现衰减的现象。
经过大量的数据检测和试验，本发明提出了针对被外来污染物污染而导致延度不合格的克拉玛依沥青进行延度恢复的方法。以克拉玛依90#沥青为例，其实施方案为：
1)将被污染的克拉玛依沥青单独存放，避免再次污染；
2)将被污染的克拉玛依沥青加热，加热方式为导热油管道加热。边加热边搅拌，加热速率为5-10度/小时(亦可使用导热油板式换热器加热)，直至温度升至135-175度；
3)将加热到要求温度的克拉玛依沥青经过胶体磨进行剪切，剪切速率为3-20m3/h。胶体磨为通用的改性沥青生产加工用胶体磨即可；
4)在剪切开始前，使用高温普通沥青(180-195度)对管道、胶体磨进行冲洗15-30分钟；
5)剪切后的克拉玛依沥青应单独存放，禁止与其他产品混合。
6)对剪切完的产品进行检测，验证效果。
其中，综合考虑升温能耗和低温导致的剪切设备、泵等损耗，本发明优选将克拉玛依沥青在165-175度时，使用胶体磨对其进行剪切。
其中，本方案适用于因被改性沥青、调和沥青污染造成的克拉玛依沥青15度延度降低的指标恢复，所述污染指的是污染物的含量不大于10％，不适用于对于因高温老化、大量掺配其他沥青造成的指标下降。
其中，实施本发明所使用设备为一般改性沥青加工设备：包括改性沥青胶体磨、导热油板式换热器、带导热油盘管加热和搅拌装置的中间罐等；
其中，在对不合格的克拉玛依沥青进行恢复性加工前，对沥青管道、中间罐、胶体磨、存储罐使用温度不低于180度的高温重交沥青进行冲洗，尽量减少管道、胶体磨和存储罐中残留的改性沥青，避免可能发生的二次污染，建议冲洗管道的沥青为SK、双龙或克拉玛依重交沥青。
其中，提前至少30分钟开启管道、胶体磨预热。
其中，对于克拉玛依70#沥青，加热温度与克拉玛依90#沥青相同；对于克拉玛依110#沥青，为了节省能耗，加热温度下限可以较克拉玛依90#沥青低10℃。对于克拉玛依130#沥青，可以采用更低的加热温度。
采用本方法对不合格克拉玛依90#沥青进行处理，从检测数据看，本方法对15度延度改善明显，规范要求值为(≥100cm),处理前为85cm，处理后为>150cm。同时对10度延度也有明显改善。
根据本发明提供的方法，在一个批次的污染的克拉玛依90#沥青的恢复操作中，处理前后克拉玛依90#沥青的指标变化如表5所示。
表5克拉玛依90#沥青处理前后对比
Figure BDA0001520949700000071
如表5所示，采用本方法对不合格克拉玛依90#沥青进行处理，从检测数据看，本方法对15度延度改善明显，规范要求值为(≥100cm),处理前为85cm，处理后为>150cm。同时对10度延度也有明显改善。

Claims (8)

1.一种恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，所述被污染的克拉玛依沥青为被含量不大于10％的改性沥青或调和沥青污染的克拉玛依沥青，其特征在于，将被污染的克拉玛依沥青加热至适宜温度后通过胶体磨进行剪切；
其中，当被污染的克拉玛依沥青为克拉玛依90#沥青或克拉玛依70#沥青时，所述适宜温度为135℃～175℃；当被污染的克拉玛依沥青为克拉玛依110#沥青或克拉玛依130#沥青时，所述适宜温度为125℃～175℃。
2.如权利要求1所述的恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，其特征在于，胶体磨剪切速率为3-20m3/h。
3.如权利要求1所述的恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，其特征在于，对被污染的克拉玛依沥青加热的方式为导热油管道加热或导热油板式换热器加热。
4.如权利要求1所述的恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，其特征在于，对被污染的克拉玛依沥青加热的加热速率为5-10℃/h。
5.如权利要求1所述的恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，其特征在于，在用胶体磨对被污染的克拉玛依沥青进行剪切前，使用180-195℃的普通沥青对胶体磨进行冲洗15-30分钟。
6.如权利要求5所述的恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，其特征在于，所述用于冲洗胶体磨的普通沥青为重交沥青。
7.如权利要求6所述的恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，其特征在于，所述重交沥青为SK重交沥青、双龙重交沥青或克拉玛依重交沥青。
8.如权利要求1所述的恢复被污染的克拉玛依沥青延度的方法，其特征在于，所述适宜温度为140～170℃。
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