CN111073324A - 胶粉改性沥青及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶粉改性沥青，涉及石油化工技术领域，其组份包括基质沥青、橡胶粉、沥青改性剂、助剂及交联剂，该胶粉改性沥青的生产工艺步骤包括：基质沥青换热‑‑基质沥青与橡胶粉、SBS改性剂、助剂及交联剂同时加入管式混料器搅拌混合‑‑一次研磨装置剪切研磨得到改性沥青‑‑储存于成品罐。本发明具有工艺简单、搬运方便的优点，环保无污染，符合文明生产的要求，生产的胶粉改性沥青性能稳定，安全性高、产量大。

Description

胶粉改性沥青及其生产工艺

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域,尤其涉及一种胶粉改性沥青及其生产工艺。

背景技术

胶粉改性沥青是将胶粉及多种改性剂按一定比例不同顺序加入基质沥青中搅拌并高强剪切，通过化学能、热能与机械能共同作用将胶粉及改性剂均匀分散在沥青中发育反应，形成稳定的胶粉改性沥青结构体系；是改善沥青性能及实现废橡胶资源化处理的有效措施。胶粉改性沥青相对普通沥青在路用性能方面具有明显的优势，具体表现为：降低路面噪音，减少对居民的影响；高温下具有较大的弹性和恢复性，提高路面对疲劳裂缝、反射裂缝抵抗能力；在低温下扔具有一定弹性，能够增大轮胎与路面间的滑动阻力，提高行车安全系数；同时提高抗滑防眩表面，与标志线颜色对比强烈，增强了夜间行车的可视性，提高夜间行车的安全性。

传统设备生产胶粉改性沥青的工艺流程如下：

第一步：在基质沥青内掺入拟定比例的沥青改性剂与增塑剂，并加热搅拌至190℃。第二步：掺加胶粉与复合稳定剂并搅拌加热至185-190℃。第三步：进行第一次剪切，将助剂与沥青剪切并搅拌均匀。第四步：添加交联剂，将沥青改性剂、胶粉及沥青进行交联、搅拌。第五步：进行二次剪切出料，在装车的过程中将各种助剂与沥青进行剪切及搅拌。目前，传统生产设备采用立式反应釜搅拌混合，利用导热油换热，属于间歇式生产方式，体量大，不可移动，具有很大的局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种产品性能稳定的胶粉改性沥青，以及能够实现连续式生产、适用于移动设备的生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种胶粉改性沥青，包括基质沥青、橡胶粉、沥青改性剂、助剂及交联剂，所述沥青改性剂为SBS改性剂，其中各组分的重量份数配比如下：

基质沥青400±20份，橡胶粉90～240份，SBS改性剂1～2份，助剂0～2份，交联剂0.5～1.5份。

优选的，所述基质沥青为70#A级道路石油沥青；所述橡胶粉的目数为24～40目。

优选的，所述SBS改性剂为线形SBS改性剂。

优选的，所述助剂一般为有机酯类化合物或芳烃油。

本发明还提供了上述胶粉改性沥青的生产工艺，包括如下步骤：

1)沥青、橡胶粉预热：将改性沥青泵送至沥青换热器换热，加热温度至185℃～200℃，橡胶粉预热至80～90℃：

2)先启动管式混料器搅拌混合，然后将预热后的基质沥青和橡胶粉输送至管式混料器内，同时加入SBS改性剂、助剂及交联剂；

3)物料在管式混料器内混合后进入一次研磨装置，得到改性沥青；

4)将改性沥青输送至成品罐存储；

所述改性沥青泵、沥青换热器、管式混料器、一次研磨装置及成品罐能够组装搬运。

优选的，在步骤4)中，当橡胶粉为90～130份时，在成品罐中无需发育时间，可直接拌合施工；当橡胶粉为130～240份时，在成品罐中相应增加15min～40min的发育时间，然后才能拌合施工。

优选的，在步骤1)中所用的沥青换热器包括若干个依次相连的加热罐，所述加热罐的内部设有用于输送沥青的沥青管路，所述加热罐的顶部设有第一天然气燃烧器，所述加热罐的出料管上设有温度传感器；所述加热罐的出料管出口均通过三通阀与压缩空气管及排污管相连；所述沥青换热器的出料管与预热沥青泵相连，所述预热沥青泵的出料口与用于输送基质沥青的管路相连；预热沥青泵与沥青换热器均设置于框架内，所述框架内还设有中控室，用于控制沥青换热器及预热沥青泵。

优选的，在步骤2)中所用的管式混料器包括若干个水平设置的混料筒，若干个混料筒自上而下依次相连，上方混料筒的出料口与之相邻的下方混料筒的进料口对接；所述混料筒的内腔设有由电机驱动的螺旋叶片；顶部混料筒设有基质沥青入口，以及胶粉、SBS改性剂、助剂和交联剂入口；底部混料筒的出料口与改性沥青泵相连；所述改性沥青泵、管式混料器和一次研磨装置均设置于安装架上。

优选的，在步骤2)中，橡胶粉经计量上料机加入管式混料器，计量上料机内的螺旋叶片为中空结构，螺旋叶片内充加热介质，用于对橡胶粉预热。

优选的，在步骤3)中所用的一次研磨装置为剪切机或胶体磨。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，利用本发明中能够组装搬运的改性沥青泵、沥青换热器、管式混料器、一次研磨装置及成品罐，生产设备结构紧凑，适用于随项目迁移生产地点，能够实现连续式生产，制取的胶粉改性沥青产品稳定、安全性高、产量大，整个生产过程无有害气体产生，符合文明生产、环保要求的规定。

附图说明

图1是本发明实施例中的工艺流程图；

图2是图1中沥青换热器的结构示意图；

图3是图1中管式混料器的结构示意图；

图4是图1中焚烧炉和介质换热装置的结构示意图；

图中：1-改性沥青泵；2-沥青换热器；3-管式混料器，31-第一混料筒，32-第二混料筒，33-第三混料筒；4-一次研磨装置；5-成品罐；6-焚烧炉；7-介质换热装置；8-引风机；9-胶粉罐；10-计量上料机；11-排风机；12-油泵；13-柜体；14-第二天然气燃烧器；15-沥青烟排放管；16-导热油出口；17-安装架；18-胶粉入口；19-基质沥青入口；20-改性沥青输出管；22-加热罐；23-第一天然气燃烧器；24-温度传感器；25-三通阀；26-压缩空气管；27-排污管；28-预热沥青泵；29-框架；30-中控室；34-压缩空气入口；35-基质沥青入口；36-基质沥青出口；37-天然气管；38-天然气入口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种胶粉改性沥青，包括基质沥青、橡胶粉、沥青改性剂、助剂及交联剂，所述沥青改性剂为SBS改性剂，其中各组分的重量份数配比如下：

基质沥青400±20份，橡胶粉90～240份，SBS改性剂1～2份，助剂0～2份，交联剂0.5～1.5份。

其中，所述基质沥青选用70#A级道路石油沥青；所述橡胶粉的目数为24～40目；所述SBS改性剂为线形SBS改性剂；所述助剂为有机酯类化合物或芳烃油中的一种。胶粉可选用普通胶粉或预处理胶粉。

本发明还提供上述胶粉改性沥青的生产工艺，包括如下步骤：

1)沥青、橡胶粉预热：将改性沥青泵送至沥青换热器换热，加热温度至185℃～200℃，橡胶粉预热至80～90℃。

2)先启动管式混料器搅拌混合，然后将预热后的基质沥青和橡胶粉输送至管式混料器内，同时加入SBS改性剂、助剂及交联剂实现物料的充分混合。

3)物料在管式混料器内混合后进入一次研磨装置，得到改性沥青。

4)将改性沥青输送至成品罐存储；当橡胶粉为90～130份时，在成品罐中无需发育时间，可直接拌合施工；当橡胶粉为130～240份时，在成品罐中相应增加15min～40min的发育时间，然后才能拌合施工。

该处所用的一次研磨装置为剪切机或胶体磨。

上述改性沥青泵、沥青换热器、管式混料器、一次研磨装置及成品罐能够组装搬运，方便随项目移位。

上述胶粉改性沥青生产过程中各个批次的具体参数值如下表所示。

表一：胶粉改性沥青生产过程中各个批次的参数值

表二：沥青换热器中基质沥青加热温度参数值

批次	1	2	3	4	5
						加热温度(℃)	185	190	200	190	200

上述胶粉改性沥青生产工艺所用的胶粉改性沥青生产设备，如图1-4所示，包括能够组装搬运的改性沥青泵1、沥青换热器2、管式混料器3、一次研磨装置4、成品罐5、焚烧炉6和介质换热装置7，所述改性沥青泵1的出料口与沥青换热器2的进料口相连，所述管式混料器3设有用于添加胶粉及多种添加剂的上料口，所述管式混料器3的上料口与沥青换热器2的出料口相连，所述管式混料器3的出料口与一次研磨装置4的进料口相连，所述一次研磨装置4的出料口与成品罐5相连；所述成品罐5的沥青烟排放管通过引风机8与焚烧炉6相连，所述焚烧炉6的烟道贯穿介质换热装置7，用于介质换热装置7内介质与燃烧的烟气进行热交换；所述介质换热装置7的介质管道贯穿沥青换热器2的出料管，用于对沥青二次升温来维持进入管式混料器3的沥青温度。利用沥青换热器对沥青加热至工艺要求温度，借助管式混料器将沥青、胶粉及各种添加剂充分搅拌混合，混合物料再经一次研磨装置研磨后进入成品罐储存；成品罐的沥青烟经引风机进入焚烧炉燃烧后，高热量烟气与介质换热装置内介质热交换，保证进入管式混料器的基质沥青温度在180℃-200℃之间，热交换后的烟气经烟道达标排放。

当胶粉为90～130份时，在成品罐中无需发育时间；当胶粉为130～240份时，在成品罐中相应增加15min～40min的发育时间，经过二次研磨装置才能使用。成品罐5的出料口与二次研磨装置相连；所述一次研磨装置4及二次研磨装置为剪切机或胶体磨。该设备如果在施工现场使用，经过二次剪切机过后直接进去混合料拌合楼；如果设备在工厂使用，二次剪切机过后进行装车然后运送到施工现场。

如图2所示，所述沥青换热器2包括若干个依次相连的加热罐22，所述加热罐22的内部设有用于输送沥青的沥青管路，所述加热罐22的顶部设有第一天然气燃烧器23，所述加热罐22的出料管上设有温度传感器24；所述加热罐22的出料口均通过三通阀25与压缩空气管26及排污管27相连。其中，沥青换热器的具体结构在CN201910597492.X专利中已经公开，在此不做赘述。

其中，所述沥青换热器2的出料口与预热沥青泵28相连，所述预热沥青泵28的出料口与用于输送基质沥青的管路相连；预热沥青泵28与沥青换热器2均设置于框架29内，所述框架29内还设有中控室30，用于控制沥青换热器2及预热沥青泵28。将各部分整合到框架内，方便吊装、搬运，能够随项目移位至任意地点。

进一步地，作为本发明的一种具体实施方式，如图4所示，所述介质换热装置7为导热油炉，所述导热油炉的介质出管经油泵12与沥青换热器2出料管内的介质进管相连，所述沥青换热器2出料管内的介质出管与导热油炉的介质进管相连。焚烧炉6和导热油炉均设置于可搬运的柜体13内，所述焚烧炉6的底部设有第二天然气燃烧器14，所述焚烧炉6内腔与沥青烟排放管15连通；所述导热油炉与焚烧炉6并列设置于柜体13内，所述导热油炉的底部设有油泵12和导热油出口16；所述焚烧炉6的烟道贯穿导热油炉后出口与排风机11相连。将焚烧炉和导热油炉整合到柜体内，方便吊装、搬运，能够随项目移位至任意地点。

为了方便橡胶粉上料，所述管式混料器3的上料口侧面设有胶粉上料装置，所述胶粉上料装置包括胶粉罐9和计量上料机10，所述计量上料机10的进料口与胶粉罐9的底部出料口相连，所述计量上料机10的出料口与管式混料器3的上料口相连。利用计量上料机将胶粉输送至管式混料器，方便快捷，能够降低工作人员的劳动强度。

由于橡胶粉需要预热，进一步地，可将计量上料机10的螺旋叶片设计为中空结构，所述螺旋叶片的内腔充满加热介质，用于对胶粉预热。可将导热油输入螺旋叶片内，利用导热油的热量对胶粉进行预热。同时，在计量上料机10的出料口安装计量模块，方便对胶粉的投放量进行计量；或者在管式混料器的进料口安装计量模块。

进一步地，参见图1、3，作为本发明的一种具体实施方式，所述管式混料器3包括若干个水平设置的混料筒，若干个混料筒自上而下依次相连，上方混料筒的出料口与之相邻的下方混料筒的进料口对接；所述混料筒的内腔设有由电机驱动的螺旋叶片，电机安装在混料筒的端部；底部混料筒的出料口与改性沥青泵1相连。为了方便吊装搬运，可将改性沥青泵1、管式混料器3和一次研磨装置4均设置于安装架17上，改性沥青泵1和一次研磨装置4设置于管式混料器3的侧面底部。图1、3所示的实施例中，混料筒数量设计为3个，图中混料筒自上而下依次为第一混料筒31、第二混料筒32和第三混料筒33，上方第一混料筒31的上表面设有胶粉入口18和基质沥青入口19，一次研磨装置4(剪切机)的出料口与改性沥青输出管20相连。各种添加剂经胶粉入口加入，基质沥青、胶粉和各种添加剂在第一混料筒加入，然后通过第二混料筒和第三混料筒将这些原材料混合均匀，最后经改性沥青泵输出。

综上所述，本发明所用生产设备与现有技术相比，具有结构紧凑、方便搬运的优点，将沥青换热器安装在框架内，焚烧炉和导热油炉安装柜体内，改性沥青泵、管式混料器和一次研磨装置均设置于安装架内，采用这些模块式结构方便吊装搬运，能够随项目地点的改变也迁移。利用沥青换热器对基质沥青加热后进入管式混料器与胶粉及多种添加剂充分搅拌混合，进入成品罐存储，能够实现连续式生产，生产效率可达30吨/小时，整套设备的功率为200kw。成品罐的沥青烟进入焚烧炉燃烧后实现了达标排放，同时烟气余热经导热油炉实现再利用，实现了节能降耗、环保生产的目的。采用该设备生产的产品性能稳定，安全性高、产量大，能够随项目移动，方便推广应用。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。

Claims (10)

1.一种胶粉改性沥青，其特征在于：包括基质沥青、橡胶粉、沥青改性剂、助剂及交联剂，所述沥青改性剂为SBS改性剂，其中各组分的重量份数配比如下：

基质沥青400±20份，橡胶粉90～240份，SBS改性剂1～2份，助剂0～2份，交联剂0.5～1.5份。

2.如权利要求1所述的胶粉改性沥青，其特征在于：所述基质沥青为70#A级道路石油沥青；所述橡胶粉的目数为24～40目。

3.如权利要求1所述的胶粉改性沥青，其特征在于：所述SBS改性剂为线形SBS改性剂。

4.如权利要求1所述的胶粉改性沥青，其特征在于：所述助剂为有机酯类化合物或芳烃油。

5.如权利要求1所述的胶粉改性沥青的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)沥青、橡胶粉预热：将改性沥青泵送至沥青换热器换热，加热温度至185℃～200℃，橡胶粉预热至80～90℃：

2)先启动管式混料器搅拌，然后将预热后的基质沥青和橡胶粉输送至管式混料器内，同时加入SBS改性剂、助剂及交联剂进行搅拌混合；

3)物料在管式混料器内混合后进入一次研磨装置，得到改性沥青；

4)将改性沥青输送至成品罐存储；

所述改性沥青泵、沥青换热器、管式混料器、一次研磨装置及成品罐能够组装搬运，其中成品罐自备或用施工现场储存罐。

6.如权利要求5所述的胶粉改性沥青生产工艺，其特征在于：在步骤4)中，当橡胶粉为90～130份时，在成品罐中无需发育时间，用于直接拌合施工；当橡胶粉为130～240份时，在成品罐中相应增加15min～40min的发育时间，然后才能拌合施工。

7.如权利要求5所述的胶粉改性沥青的生产工艺，其特征在于：在步骤1)中所用的沥青换热器包括若干个依次相连的加热罐，所述加热罐的内部设有用于输送沥青的沥青管路，所述加热罐的顶部设有第一天然气燃烧器，所述加热罐的出料管上设有温度传感器；所述加热罐的出料管出口均通过三通阀与压缩空气管及排污管相连；所述沥青换热器的出料管与预热沥青泵相连，所述预热沥青泵的出料口与用于输送基质沥青的管路相连；预热沥青泵与沥青换热器均设置于框架内，所述框架内还设有中控室，用于控制沥青换热器及预热沥青泵。

8.如权利要求5所述的胶粉改性沥青生产工艺，其特征在于：在步骤2)中所用的管式混料器包括若干个水平设置的混料筒，若干个混料筒自上而下依次相连，上方混料筒的出料口与之相邻的下方混料筒的进料口对接；所述混料筒的内腔设有由电机驱动的螺旋叶片；顶部混料筒设有基质沥青入口，以及胶粉、SBS改性剂、助剂和交联剂入口；底部混料筒的出料口与改性沥青泵相连；所述改性沥青泵、管式混料器和一次研磨装置均设置于安装架上。

9.如权利要求5所述的胶粉改性沥青生产工艺，其特征在于：在步骤2)中，橡胶粉经计量上料机加入管式混料器，计量上料机内的螺旋叶片为中空结构，螺旋叶片内充加热介质，用于对橡胶粉预热。

10.如权利要求5所述的胶粉改性沥青生产工艺，其特征在于：在步骤3)中所用的一次研磨装置为剪切机或胶体磨。

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