CN111378465B - 基质沥青、改性沥青及制备方法 - Google Patents

基质沥青、改性沥青及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基质沥青、改性沥青及制备方法。该制备方法包括：以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物；将热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青。低沥青质含量的渣油和脱油沥青经过热裂化工艺能够得到沥青质含量较高的热解裂化产物；然后将上述热解裂化产物与特定的富芳烃组分进行混合能够优化沥青的烃组成，以得到沥青质含量和芳烃含量都较高的待氧化原料。将待氧化原料进行氧化反应有利于进一步优化基质沥青的烃组成及分子结构，增加了化学极性较强的含氧官能团，这有利于提高了基质沥青与SBS等添加组分的相容性，进而有利于提高由上述基质沥青制得的改性沥青的稳定性等性能。

Description

基质沥青、改性沥青及制备方法
技术领域
本发明涉及改性沥青制备领域，具体而言，涉及一种基质沥青、改性沥青及制备方法。
背景技术
近20年的路面使用经验表明，与普通的石油道路沥青相比，SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)聚合物改性沥青具有更加优良的路用性能，目前我国高速公路的表面层几乎全部使用改性沥青。SBS属于高分子聚合物，其与石油沥青在分子量、密度、化学极性和溶解度参数等性质差异较大，二者存在相容性差异，这使得SBS与石油沥青不能自发共混形成稳定的改性沥青。SBS容易从沥青中分离，即所谓的离析现象。长期以来人们一直在研究各种制备SBS改性沥青的方法。改性沥青的制备通常采用高速剪切共混反应工艺，首先基质沥青与SBS和增溶剂经过胶体磨或者高速剪切机进行剪切，SBS被剪切成微米级细小颗粒，得以均匀分散在沥青连续相中。接下来加入改性稳定剂等助剂，促使SBS与基质沥青在180～230℃高温下发生反应形成网状结构，得到性质均匀稳定的改性沥青产品。
除了高速剪切分散改性工艺，改性沥青生产工艺还有以下几种
现有文献提供了一种改性方法，该方法中通过用工业磷酸和石油酸作催化剂，对由减压渣油与丙烷脱油沥青、富含芳烃馏分调合的原料进行催化氧化反应获得基质沥青，改善沥青的组成结构。该方法使用磷酸和石油酸作为催化剂存在腐蚀设备和催化剂反应滞后效应导致沥青性质不断变化难以调控的问题；另外，对于本身沥青质含量低的原料，该工艺也不可能大幅度地将沥青质含量提高到10％以上。
另一篇现有文献提供了一种提高低沥青质原料中沥青质含量的方法，以沥青质含量低于5％的低沥青质渣油或脱油沥青为原料，在390～450℃下经过热裂化工艺大幅度生成沥青质，再经减压分馏得到塔底残渣，可以获得沥青质含量在5-～20％的高沥青质含量组分。该组分只是提供了一种高沥青质含量的原料，尚不能直接用于改性沥青生产。
又一篇现有文献提供了一种提供了一种用高芳烃油制备改性沥青的方法，其改性用的基质沥青的组成为10～25％的高芳烃油与65～85％的丙烷脱油沥青和5～10％的减压渣油调合而成；或与30～45％的氧化沥青和30～45％的减压渣油调合而成。该技术没有对原料沥青的沥青质含量提出指标要求，也没有进一步优化沥青的烃组成结构。
又一篇现有文献提供了一种低沥青质含量的原料用于改性沥青的制备方法。以芳香烃含量小于30％、沥青质含量小于5％的常压沸点高于350℃的渣油或脱油沥青或是两者的混合物为原料，经过热裂化工艺提高沥青质含量，再经蒸馏切割得到常压沸点大于350℃的塔底残渣作为高沥青质含量组分。将高沥青质含量组分与1～20％的芳烃油相容剂经过剪切分散高温搅拌反应制备出SBS改性沥青。通过该方法无法改善沥青的烃分子结构，进而不能提高沥青与SBS的相容性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基质沥青、改性沥青及制备方法，以解决采用现有的基质沥青制得的改性沥青性能不稳定，易出现离析的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面提供了一种基质沥青的制备方法，该制备方法包括：以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物，原料中沥青质含量小于1.0wt％，常压沸点高于350℃，热裂化产物的常压沸点高于350℃；将热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青，富芳烃组分中的芳烃含量大于50wt％，闪点大于235℃。
进一步地，热裂化反应过程包括：将原料输送至热裂化分馏塔中进行热裂化反应，得到热裂化生成油；将热裂化生成油进行减压蒸馏，得到热裂化产物。
进一步地，热裂化反应过程的反应温度为390～450℃，停留时间为30～60min；优选地，热裂化反应过程的反应温度为410～430℃，反应时间为30～40min。
进一步地，热裂化产物与富芳烃组分的重量比为(60～70):(30～40)。
进一步地，氧化反应在空气中进行；优选地，氧化反应的反应温度为180～260℃，氧化时间为120～360min，以每千克沥青原料和氧化时间计算，空气的通入量为2～5L/min。
本申请的另一方面还提供了一种基质沥青，基质沥青采用上述制备方法制得。
进一步地，基质沥青的软化点为48.0～56.0℃，25℃下针入度为55～100 1/10mm，沥青质含量为8～12wt％，芳香烃含量为35～45wt％，胶质为35～45wt％，饱和分为10～30wt％。
本申请的有一方面还提供了一种改性沥青的制备方法，制备方法包括：将上述基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及稳定剂混合，得到改性沥青，稳定剂包括硫磺和/或酸类化合物。
进一步地，该制备方法还包括：在150～180℃下，将基质沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在高速剪切机或胶体磨剪切5～120min，以使苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分散在基质沥青中，得到混合物；及将混合物升温至180～200℃后，向混合物中加入稳定剂，并恒温搅拌120～360min，得到改性沥青。
进一步地，稳定剂为硫磺和酸性化合物的混合物，且重量比为(1～5):1；优选地，酸性化合物为磷酸和/或多聚磷酸。
进一步地，以占改性沥青的重量百分含量计，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加入量为4～6％，稳定剂的加入量为0.1～1.0％。
本申请的又一方面还提供了一种改性沥青，改性沥青采用上述制备方法制得。
应用本发明的技术方案，低沥青质含量的渣油和脱油沥青经过热裂化工艺能够得到沥青质含量较高的热解裂化产物；然后将上述热解裂化产物与特定的富芳烃组分进行混合能够优化沥青的烃组成，以得到沥青质含量和芳烃含量都较高的待氧化原料。将上述待氧化原料进行氧化反应有利于进一步优化基质沥青的烃组成及分子结构，增加了化学极性较强的含氧官能团，这有利于提高了基质沥青与SBS等添加组分的相容性，进而有利于提高由上述基质沥青制得的改性沥青的稳定性等性能。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，采用现有的基质沥青制得的改性沥青性能不稳定，易出现离析的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种基质沥青的制备方法，该制备方法包括：以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物，原料中沥青质含量小于1.0wt％，常压沸点高于350℃，热裂化产物的常压沸点高于350℃；将热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青，富芳烃组分中的芳烃含量大于50wt％，闪点大于235℃。
低沥青质含量的渣油和脱油沥青经过热裂化工艺能够得到沥青质含量较高的热解裂化产物；然后将上述热解裂化产物与特定的富芳烃组分进行混合能够优化沥青的烃组成，以得到沥青质含量和芳烃含量都较高的待氧化原料。将上述待氧化原料进行氧化反应有利于进一步优化基质沥青的烃组成及分子结构，增加了化学极性较强的含氧官能团，这有利于提高了基质沥青与SBS等添加组分的相容性，进而有利于提高由上述基质沥青制得的改性沥青的稳定性等性能。用该基质沥青可以制备出符合交通部JTG F40-2004技术规范中Ⅰ-C和Ⅰ-D改性沥青产品，还可以制得软化点75℃以上的高软化点改性沥青。
上述热裂化反应可以采用本领域常用的工艺进行。在一种优选的实施方式中，热裂化反应过程包括：将原料输送至热裂化分馏塔中进行热裂化反应，得到热裂化生成油；将热裂化生成油进行减压蒸馏，得到热裂化产物。
在一种优选的实施方式中，热裂化反应过程的反应温度为390～450℃，反应时间为30～60min。裂化反应过程的反应温度和反应时间包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高基质沥青中沥青质的含量，进而有利于进一步提高由其制得的改性沥青的性能。更优选地，热裂化反应过程的反应温度为410～430℃，停留时间为30～40min。
热裂化反应中，热裂化产物与富芳烃组分的重量比可以进行调整。在一种优选的实施方式中，热裂化产物与富芳烃组分的重量比为(60～70):(30～40)。将热裂化产物与富芳烃组分的重量比限定在上述范围内有利于使参与氧化反应的原料的沥青质和芳烃含量更加优化，从而有利于进一步提高基质沥青中的烃组成和分子结构，增加化学极性较强的含氧官能团的含量，进而提高基质沥青制得的改性沥青的稳定性。
优选地，上述富芳烃组分为减压馏分油糠醛精制得到的抽出油和催化裂化装置副产的催化油浆及其抽出油。
上述氧化反应可以在含氧气气氛下进行，为了降低工艺成本，优选地，上述氧化反应在空气中进行。更优选地，氧化反应的反应温度为180～260℃，氧化时间为120～360min，以每千克沥青原料和氧化时间计算，空气的通入量为2～5L/min。将氧化反应的反应温度、反应时间及空气的用量限定在上述范围内有利于进一步提高氧化效果，提高基质沥青与SBS等添加剂的相溶性。
本申请的另一方面还提供了一种基质沥青，基质沥青采用上述制备方法制得。
低沥青质含量的渣油和脱油沥青经过热裂化工艺能够得到沥青质含量较高的热解裂化产物；然后将上述热解裂化产物与特定的富芳烃组分进行混合能够优化沥青的烃组成，以得到沥青质含量和芳烃含量都较高的待氧化原料。将上述待氧化原料进行氧化反应有利于进一步优化基质沥青的烃组成及分子结构，增加了化学极性较强的含氧官能团，这有利于提高了基质沥青与SBS等添加组分的相容性，进而有利于提高由上述基质沥青制得的改性沥青的稳定性等性能。用该基质沥青可以制备出符合交通部JTG F40-2004技术规范中Ⅰ-C和Ⅰ-D改性沥青产品，还可以制得软化点75℃以上的高软化点改性沥青。
更优选地，基质沥青的软化点为48.0～56.0℃，25℃下针入度为55～100(1/10mm)，沥青质含量为8～12wt％，芳香烃含量为35～45wt％，胶质为35～45wt％，饱和分为10～30wt％。
具有上述组成的基质沥青具有较高的沥青质含量和芳烃含量，与SBS等助剂具有良好的相溶性。
本申请又一方面还提供了一种改性沥青的制备方法，该制备方法包括：将上述基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及稳定剂混合，得到改性沥青，稳定剂包括硫磺和酸类化合物。
将具有上述组成的基质沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及稳定剂混合制备改性沥青有利于提高改性沥青的稳定性和软化点，从而有利于拓展改性沥青的应用领域。
为了进一步提高改性沥青制备过程中各原料的混合程度，在一种优选的实施方式中，该制备方法还包括：在150～180℃下，将基质沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在高速剪切机或胶体磨剪切5～120min，以使苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分散在基质沥青中，得到混合物；及将混合物升温至180～200℃后，向混合物中加入稳定剂，并恒温搅拌120～360min，得到改性沥青。
将硫磺和/或酸类化合物作为稳定剂有利于大大提高改性沥青的稳定性。在一种优选的实施方式中，稳定剂为硫磺和酸类化合物的混合物，且重量比为1:1。
硫磺的作用是促进基质沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物形成相对稳定的网状结构。与有机硫化物等其它含硫的化合物相比，硫磺的使用方法简单，易得，且成本低。酸类化合物的加入有利于增强沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的反应活性，从而有利于进一步提高改性沥青的稳定性，减少苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的离析。同时将硫磺和酸类化合物的重量限定在上述范围内有利于更进一步提高改性沥青的稳定性。优选地，酸类化合物为磷酸和/或多聚磷酸。上述几种酸的酸性较弱，采用上述几种酸作为有利于降低其对制备装置的腐蚀性。
在一种优选的实施方式中，以占改性沥青的重量百分含量计，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加入量为4～6％，稳定剂的加入量为0.1～1.0％。改性沥青中，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和稳定剂的加入量包括但不限于上述范围，而将其限定在上述范围内有利于进一步提高改性沥青的稳定性，降低离析现象的发生几率。
本申请又一方面还提供了一种改性沥青，改性沥青采用上述制备方法制得。
将具有上述组成的基质沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及稳定剂混合制备改性沥青有利于提高改性沥青的稳定性和软化点，从而有利于拓展改性沥青的应用领域。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例中热裂化产物制备过程：
由芳香分含量小于30％、沥青质含量小于5％的常压沸点高于350℃的减压渣油和脱油沥青中的一种或是两者任意比例的混合物，即低沥青质含量原料，通过加热至390～450℃，进入热裂化装置(热裂化塔)，在390～450℃温度下，在塔内停留30～60min，发生热裂化反应，热裂化生成油再经减压蒸馏切割得到常压沸点大于350℃的塔底残渣即为热裂化产物(高沥青质含量组分)，其性质见表1。
表1
Figure BDA0001923597490000061
实施例中所述的基质沥青是由表1中的高沥青质含量组分与富芳烃组分调合后得到的氧化原料，经过空气氧化工艺(氧化温度180～260℃，氧化时间120～360min，以沥青原料质量和氧化时间计算，空气通入量为2～5L/min·Kg)制备所得，所得基质沥青性质指标见表2和3。
表2
Figure BDA0001923597490000071
表3
Figure BDA0001923597490000072
Figure BDA0001923597490000081
实施例1
采用70％高沥青质含量组分-1与30％糠醛抽出油混合，在空气氧化温度250℃，空气通入量5L/min·Kg，氧化时间360min，得到基质沥青1。在容器中加入94.6％的基质沥青1，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散60min，升温至190℃之后加入0.4％的稳定剂组合物，搅拌混合240min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例2
采用65％高沥青质含量组分-2与30％糠醛抽出油、5％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度230℃，空气通入量4L/min·Kg，氧化时间300min，得到基质沥青2。在容器中加入94.6％的基质沥青2，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散45min，升温至190℃之后加入0.4％的稳定剂组合物，搅拌混合180min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例3
采用70％高沥青质含量组分-3与20％糠醛抽出油、10％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度260℃，空气通入量5L/min·Kg，氧化时间360min，得到基质沥青3。在容器中加入94.4％的基质沥青3，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散60min，升温至190℃之后加入0.6％的稳定剂组合物，搅拌混合240min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例4
采用65％高沥青质含量组分-4与25％糠醛抽出油、10％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度240℃，空气通入量4L/min·Kg，氧化时间300min，得到基质沥青4。在容器中加入94.4％的基质沥青4，加入5.5％SBS，在160℃时以转速4500r/min高速剪切分散45min，升温至180℃之后加入0.1％的稳定剂组合物，搅拌混合120min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例5
采用60％高沥青质含量组分-5与30％糠醛抽出油、10％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度220℃，空气通入量4L/min·Kg，氧化时间240min，得到基质沥青5。在容器中加入93.9％的基质沥青5，加入6.0％SBS，在150℃时以转速4500r/min高速剪切分散5min，升温至180℃之后加入0.1％的稳定剂组合物，搅拌混合180min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例6
采用70％高沥青质含量组分-6与30％糠醛抽出油混合，在空气氧化温度210℃，空气通入量3L/min·Kg，氧化时间240min，得到基质沥青6。在容器中加入94.1％的基质沥青6，加入5.5％SBS，在160℃时以转速4500r/min高速剪切分散15min，升温至180℃之后加入0.4％的稳定剂组合物，搅拌混合180min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例7
采用65％高沥青质含量组分-7与30％糠醛抽出油、5％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度200℃，空气通入量3L/min·Kg，氧化时间180min，得到基质沥青7。在容器中加入93.9％的基质沥青7，加入5.5％SBS，在160℃时以转速4500r/min高速剪切分散15min，升温至180℃之后加入0.6％的稳定剂组合物，搅拌混合240min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例8
采用60％高沥青质含量组分-8与35％糠醛抽出油、5％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度190℃，空气通入量2L/min·Kg，氧化时间120min，得到基质沥青8。在容器中加入94.6％的基质沥青8，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散60min，升温至190℃之后加入0.4％的稳定剂组合物，搅拌混合180min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例9
采用60％高沥青质含量组分-9与30％糠醛抽出油、10％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度200℃，空气通入量3L/min·Kg，氧化时间180min，得到基质沥青9。在容器中加入94.1％的基质沥青9，加入5.5％SBS，在160℃时以转速4500r/min高速剪切分散30min，升温至180℃之后加入0.4％的稳定剂组合物，搅拌混合180min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例10
采用60％高沥青质含量组分-10与40％糠醛抽出油混合，在空气氧化温度180℃，空气通入量2L/min·Kg，氧化时间120min，得到基质沥青10。在容器中加入94.6％的基质沥青10，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散45min，升温至190℃之后加入0.4％的稳定剂组合物，搅拌混合240min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-C聚合物改性沥青的技术要求。
实施例11
采用70％高沥青质含量组分-1与30％糠醛抽出油混合，在空气氧化温度250℃，空气通入量5L/min·Kg，氧化时间480min，得到基质沥青11。在容器中加入95.0％的基质沥青11，加入4.0％SBS，在180℃时以转速4500r/min高速剪切分散120min，升温至200℃之后加入1.0％的稳定剂组合物，搅拌混合360min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例12
采用65％高沥青质含量组分-2与30％糠醛抽出油、5％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度230℃，空气通入量4L/min·Kg，氧化时间420min，得到基质沥青12。在容器中加入94.9％的基质沥青12，加入4.5％SBS，在180℃时以转速4500r/min高速剪切分散90min，升温至200℃之后加入0.6％的稳定剂组合物，搅拌混合300min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例13
采用70％高沥青质含量组分-3与20％糠醛抽出油、10％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度260℃，空气通入量5L/min·Kg，氧化时间480min，得到基质沥青13。在容器中加入94.5％的基质沥青13，加入4.5％SBS，在180℃时以转速4500r/min高速剪切分散90min，升温至200℃之后加入1.0％的稳定剂组合物，搅拌混合300min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTGF40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例14
采用65％高沥青质含量组分-4与25％糠醛抽出油、10％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度240℃，空气通入量4L/min·Kg，氧化时间420min，得到基质沥青14。在容器中加入94.4％的基质沥青14，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散90min，升温至200℃之后加入0.6％的稳定剂组合物，搅拌混合180min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTGF40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例15
采用60％高沥青质含量组分-5与30％糠醛抽出油、10％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度220℃，空气通入量4L/min·Kg，氧化时间360min，得到基质沥青15。在容器中加入94.2％的基质沥青15，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散60min，升温至190℃之后加入0.8％的稳定剂组合物，搅拌混合300min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTGF40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例16
采用70％高沥青质含量组分-6与30％糠醛抽出油混合，在空气氧化温度210℃，空气通入量3L/min·Kg，氧化时间360min，得到基质沥青16。在容器中加入94.0％的基质沥青16，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散60min，升温至190℃之后加入1.0％的稳定剂组合物，搅拌混合360min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例17
采用65％高沥青质含量组分-7与30％糠醛抽出油、5％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度200℃，空气通入量3L/min·Kg，氧化时间300min，得到基质沥青17。在容器中加入94.2％的基质沥青17，加入5.0％SBS，在170℃时以转速4500r/min高速剪切分散60min，升温至200℃之后加入0.8％的稳定剂组合物，搅拌混合180min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例18
采用60％高沥青质含量组分-8与35％糠醛抽出油、5％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度190℃，空气通入量2L/min·Kg，氧化时间240min，得到基质沥青18。在容器中加入94.7％的基质沥青18，加入4.5％SBS，在180℃时以转速4500r/min高速剪切分散120min，升温至200℃之后加入0.8％的稳定剂组合物，搅拌混合360min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例19
采用60％高沥青质含量组分-9与30％糠醛抽出油、10％催化裂化油浆混合，在空气氧化温度200℃，空气通入量3L/min·Kg，氧化时间300min，得到基质沥青19。在容器中加入94.4％的基质沥青19，加入5.0％SBS，在180℃时以转速4500r/min高速剪切分散90min，升温至200℃之后加入0.6％的稳定剂组合物，搅拌混合240min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTGF40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
实施例20
采用60％高沥青质含量组分-10与40％糠醛抽出油混合，在空气氧化温度180℃，空气通入量2L/min·Kg，氧化时间240min，得到基质沥青20。在容器中加入94.7％的基质沥青20，加入4.5％SBS，在180℃时以转速4500r/min高速剪切分散90min，升温至200℃之后加入0.8％的稳定剂组合物，搅拌混合300min后得到改性沥青(改性沥青性质分析结果见表4和5)，所得SBS改性沥青指标满足《公路沥青路面技术施工规范》JTG F40-2004中I-D聚合物改性沥青的技术要求。
表4
Figure BDA0001923597490000121
表5
Figure BDA0001923597490000131
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
低沥青质含量的渣油和脱油沥青经过热裂化工艺能够得到沥青质含量较高的热解裂化产物；然后将上述热解裂化产物与特定的富芳烃组分进行混合能够优化沥青的烃组成，以得到沥青质含量和芳烃含量都较高的待氧化原料。将上述待氧化原料进行氧化反应有利于进一步优化基质沥青的烃组成及分子结构，增加了化学极性较强的含氧官能团，这有利于提高了基质沥青与SBS等添加组分的相容性，进而有利于提高由上述基质沥青制得的改性沥青的稳定性等性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种基质沥青的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物，所述原料中沥青质含量小于1.0wt％，常压沸点高于350℃，所述热裂化产物的常压沸点高于350℃；
将所述热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青，所述富芳烃组分中的芳烃含量大于50wt％，闪点大于235℃。
2.根据权利要求1所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述热裂化反应过程包括：
将所述原料输送至热裂化分馏塔中进行所述热裂化反应，得到热裂化生成油；
将所述热裂化生成油进行减压蒸馏，得到所述热裂化产物。
3.根据权利要求1或2所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述热裂化反应过程的反应温度为390～450℃，停留时间为30～60min。
4.根据权利要求3所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述热裂化反应过程的反应温度为410～430℃，反应时间为30～40min。
5.根据权利要求1或2所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述热裂化产物与所述富芳烃组分的重量比为(60～70):(30～40)。
6.根据权利要求1或2所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述氧化反应在空气中进行。
7.根据权利要求6所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述氧化反应的反应温度为180～260℃，氧化时间为120～360min，以每千克沥青原料和所述氧化时间计算，所述空气的通入量为2～5L/min。
8.一种基质沥青，其特征在于，所述基质沥青采用权利要求1至7中任一项所述的制备方法制得。
9.根据权利要求8所述的基质沥青，其特征在于，所述基质沥青的软化点为48.0～56.0℃，25℃下针入度为55～100 1/10mm，沥青质含量为8～12wt％，芳香烃含量为35～45wt％，胶质为35～45wt％，饱和分为10～30wt％。
10.一种改性沥青的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将权利要求8或9所述的基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及稳定剂混合，得到所述改性沥青，所述稳定剂包括硫磺和/或酸类化合物。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
在150～180℃下，将所述基质沥青与所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在高速剪切机或胶体磨剪切5～120min，以使所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分散在所述基质沥青中，得到混合物；及
将所述混合物升温至180～200℃后，向所述混合物中加入所述稳定剂，并恒温搅拌120～360min，得到所述改性沥青。
12.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于，所述稳定剂为硫磺和酸性化合物的混合物，且重量比为(1～5):1。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述酸性化合物为磷酸和/或多聚磷酸。
14.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于，以占所述改性沥青的重量百分含量计，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加入量为4～6％，所述稳定剂的加入量为0.1～1.0％。
15.一种改性沥青，其特征在于，所述改性沥青采用权利要求10至14中任一项所述的制备方法制得。
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