CN111635638A - 植物油脚沥青再生剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
植物油脚沥青再生剂的制备方法，本发明涉及一种植物油脚沥青再生剂的制备方法，它要解决植物油脚难处置，利用率低的问题。植物油脚沥青再生剂的制备方法：一、对植物油脚进行蒸馏脱水；二、向脱水油脚中加入丙酮，固液分离收集固相物为油脚中的磷脂类材料；三、液相混合物置于蒸馏装置中进行蒸馏；四、混合液中加入甲醇，然后加入固体氢氧化钠作为催化剂，在温度为60～65℃下反应；五、在90～95℃下对反应液进行蒸馏，得到再生剂有效组分；六、在100～120℃下将基质沥青与再生剂有效组分融合搅拌。本发明为了提高植物油脚再生剂扩散性能，则将油脚中脂肪酸类物质转化为脂肪酸脂类，从而除去分子极性基团，优化其扩散特性。
Description
技术领域
本发明属于道路工程领域，具体涉及一种植物油脚沥青再生剂的制备方法。
背景技术
植物油脚是植物油精炼加工的副产品，其主要成分是水、磷脂、未分离干净的油脂、脂肪酸、烃类和树脂等，一般占植物油总质量的5％～10％。传统工艺中一般会将油脚中的磷脂等成分通过分离提纯后用于生产其他产品的原材料，而剩余物质由于成分复杂，提纯困难，往往难以加以利用，故大多数皆丢弃不用。在丢弃、堆放、运输过程中不仅要耗费大量资金，而且对环境造成很大污染，尤其是油脚在堆放池中腐败后，臭味很重，不仅会给周围群众的生活造成不良影响，更会对环境造成很大污染，既是资源浪费，又污染生态环境，油脚的处置问题成为亟待解决的一个重要问题。
植物油能够起到软化老化沥青、恢复沥青性能的作用，为制备一些沥青再生剂产品中原材料之一。除此之外，还有研究表明脂肪酸也能起到类似的功能。考虑到植物油脚的成分组成中除了水和磷脂之外，油脂、脂肪酸、烃类等主要成分均能有效起到恢复老化沥青性能的作用，因此利用植物油脚制备沥青再生剂具有可行性。植物油脚应用在沥青再生领域，可以有效解决植物油脚的处置问题，还能起到变废为宝的作用，将废弃物转变为另一种可持续技术的关键材料，具有重大的环境效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的是要解决植物油脚难处置，利用率低的问题，从而提供一种植物油脚沥青再生剂的制备方法，实现固废资源循环再利用。
本发明植物油脚沥青再生剂的制备方法按以下步骤实现：
一、对植物油脚进行蒸馏脱水，去除植物油脚中的水分，得到脱水油脚；
二、向脱水油脚中加入丙酮，搅拌均匀，过滤进行固液分离，分离得到固相物和液相混合物，收集固相物为油脚中的磷脂类材料；
三、将步骤二得到的液相混合物置于蒸馏装置中进行蒸馏，控制蒸馏温度为55～60℃，收集蒸馏出的丙酮，蒸馏后得到混合液；
四、向步骤三得到的混合液中加入甲醇，然后加入固体氢氧化钠作为催化剂，在温度为60～65℃下反应60～90min，得到反应液；
五、在90～95℃下对反应液进行蒸馏，收集蒸馏出的甲醇，过滤蒸馏残留物得到再生剂有效组分；
六、在100～120℃下将基质沥青与再生剂有效组分融合搅拌，完成植物油脚沥青再生剂的制备。
本发明经理论模拟和试验分析，植物油脚中磷脂对恢复老化沥青性能作用不大，而磷脂可以作为很多工业产品的原材料，因此本发明首先从油脚中提取出磷脂，可以将其用作生产肥料、洗衣粉等工业产品的原材料。脂肪酸类物质在沥青中扩散速度远不及脂肪酸脂类扩散速度，同比而言，脂肪酸脂类要比脂肪酸在沥青中扩散速度快2倍以上。因此，为了提高植物油脚再生剂扩散性能，则将油脚中脂肪酸类物质转化为脂肪酸脂类，从而除去分子极性基团，优化其扩散特性。油脚中其他组分对恢复老化沥青性能均有促进作用。
具体实施方法
具体实施方式一：本实施方式植物油脚沥青再生剂的制备方法按以下步骤实施：
一、对植物油脚进行蒸馏脱水，去除植物油脚中的水分，得到脱水油脚；
二、向脱水油脚中加入丙酮，搅拌均匀，过滤进行固液分离，分离得到固相物和液相混合物，收集固相物为油脚中的磷脂类材料；
三、将步骤二得到的液相混合物置于蒸馏装置中进行蒸馏，控制蒸馏温度为55～60℃，收集蒸馏出的丙酮，蒸馏后得到混合液；
四、向步骤三得到的混合液中加入甲醇，然后加入固体氢氧化钠作为催化剂，在温度为60～65℃下反应60～90min，得到反应液；
五、在90～95℃下对反应液进行蒸馏，收集蒸馏出的甲醇，过滤蒸馏残留物得到再生剂有效组分；
六、在100～120℃下将基质沥青与再生剂有效组分融合搅拌，完成植物油脚沥青再生剂的制备。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中采用重力过滤进行固液分离。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤二中向脱水油脚中加入丙酮，以300r/min的速度搅拌30～60分钟。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤四中混合液与甲醇的质量比为1:8～1:12。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四中混合液与固体氢氧化钠的质量比为50:1～60:1。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤五中采用重力过滤蒸馏残留物得到再生剂有效组分。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤六中在100℃下将基质沥青与再生剂有效组分融合搅拌。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤六中基质沥青与再生剂有效组分的质量比为1:0.5～1:2。
实施例一：本实施例植物油脚沥青再生剂的制备方法按以下步骤实施：
一、称取100份(质量份数)植物油脚置于蒸馏容器中，对植物油脚进行蒸馏脱水，去除植物油脚中的水分，得到脱水油脚；
二、向脱水油脚中加入150份丙酮，在常温下以300r/min的速度搅拌60分钟，过滤进行固液分离，分离得到固相物和液相混合物，收集固相物为油脚中的磷脂类材料；
三、将步骤二得到的液相混合物置于蒸馏装置中进行蒸馏，控制蒸馏温度为60℃，收集蒸馏出的丙酮，得到混合液；
四、向步骤三得到的混合液中加入550份甲醇，然后加入1份固体氢氧化钠作为催化剂，在温度为60℃下反应75min，得到反应液；
五、在90℃下对反应液进行蒸馏，收集蒸馏出的甲醇，过滤蒸馏残留物得到再生剂有效组分；
六、在100℃下将20份基质沥青与40份再生剂有效组分融合搅拌，完成植物油脚沥青再生剂的制备。
实施例二：本实施例植物油脚沥青再生剂的制备方法按以下步骤实施：
一、称取100份(质量份数)植物油脚置于蒸馏容器中，对植物油脚进行蒸馏脱水，去除植物油脚中的水分，得到脱水油脚；
二、向脱水油脚中加入200份丙酮，在常温下以300r/min的速度搅拌60分钟，过滤进行固液分离，分离得到固相物和液相混合物，收集固相物为油脚中的磷脂类材料；
三、将步骤二得到的液相混合物置于蒸馏装置中进行蒸馏，控制蒸馏温度为60℃，收集蒸馏出的丙酮，得到混合液；
四、向步骤三得到的混合液中加入650份甲醇，然后加入1份固体氢氧化钠作为催化剂，在温度为60℃下反应75min，得到反应液；
五、在90℃下对反应液进行蒸馏，收集蒸馏出的甲醇，过滤蒸馏残留物得到再生剂有效组分；
六、在100℃下将40份基质沥青与40份再生剂有效组分融合搅拌，完成植物油脚沥青再生剂的制备。
参照组：
以市面上在售的两种再生剂材料为对照组，对实施例一和实施例二中的制备的再生剂及对照组再生剂进行性能测试，检测结果如下。
测试方法：
采用公开号为CN108645705，专利名称为《沥青再生薄膜界面性能评价试验装置》中的方法对再生剂性能进行评价，测试得到力-位移(F-L)曲线围成的面积为界面能，直观的表征沥青融合层性能。相较于再生混合料性能试验，该方法很好的排除了由于拌合、离析、成型等过程中造成的混合料均匀性差、空隙率不一致等因素的干扰，更能反映再生剂对老化沥青界面的影响。老化沥青使用某服役15年以上的高速公路回收料中的沥青。试验过程中，预加载力为10N，试验停止力为30N，以消除曲线起始阶段和结束阶段由于加载装置虚接触造成的无效加载，并用扩散能指标表征再生剂与老化沥青之间的扩散融合的界面性能。
表1再生剂与老化沥青界面性能试验结果
实施例一和实施例二再生剂与老化沥青之间扩散融合及粘附效果较好，相比之对照组界面能分别提升10％和70％。植物油脚再生剂材料制备工艺使用了环境友好型材料，所用有机溶剂均可回收再利用，具有较好的社会和环境效益。
Claims (8)
1.植物油脚沥青再生剂的制备方法，其特征在于该制备方法按照以下步骤实现：
一、对植物油脚进行蒸馏脱水，去除植物油脚中的水分，得到脱水油脚；
二、向脱水油脚中加入丙酮，搅拌均匀，过滤进行固液分离，分离得到固相物和液相混合物，收集固相物为油脚中的磷脂类材料；
三、将步骤二得到的液相混合物置于蒸馏装置中进行蒸馏，控制蒸馏温度为55～60℃，收集蒸馏出的丙酮，蒸馏后得到混合液；
四、向步骤三得到的混合液中加入甲醇，然后加入固体氢氧化钠作为催化剂，在温度为60～65℃下反应60～90min，得到反应液；
五、在90～95℃下对反应液进行蒸馏，收集蒸馏出的甲醇，过滤蒸馏残留物得到再生剂有效组分；
六、在100～120℃下将基质沥青与再生剂有效组分融合搅拌，完成植物油脚沥青再生剂的制备。
2.根据权利要求1所述的植物油脚沥青再生剂的制备方法，其特征在于步骤二中采用重力过滤进行固液分离。
3.根据权利要求1所述的植物油脚沥青再生剂的制备方法，其特征在于步骤二中向脱水油脚中加入丙酮，以300r/min的速度搅拌30～60分钟。
4.根据权利要求1所述的植物油脚沥青再生剂的制备方法，其特征在于步骤四中混合液与甲醇的质量比为1:8～1:12。
5.根据权利要求1所述的植物油脚沥青再生剂的制备方法，其特征在于步骤四中混合液与固体氢氧化钠的质量比为50:1～60:1。
6.根据权利要求1所述的植物油脚沥青再生剂的制备方法，其特征在于步骤五中采用重力过滤蒸馏残留物得到再生剂有效组分。
7.根据权利要求1所述的植物油脚沥青再生剂的制备方法，其特征在于步骤六中在100℃下将基质沥青与再生剂有效组分融合搅拌。
8.根据权利要求1所述的植物油脚沥青再生剂的制备方法，其特征在于步骤六中基质沥青与再生剂有效组分的质量比为1:0.5～1:2。
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Non-Patent Citations (1)
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| 刘新新: "菜籽油脚制备磷脂和生物柴油的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
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