CN117924953A - 一种改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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陈芳
陈伟
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Abstract

本发明公开了一种改性沥青,以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油5‑10份,SBS改性剂1‑5份,稳定剂0.05‑0.15份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 30‑60份,春风原油70号碱渣40‑70份。本发明还公开了该改性沥青的制备方法。本发明所提供的改性沥青,通过以塔河减渣THVR、春风原油70号减渣和减四线糠醛精制抽出油作为基质沥青,然后通过再加入SBS改性剂和稳定剂,可以获得符合JTG F40‑2004中I‑C和I‑B类指标的要求的改性沥青,有效减少对原油及其蒸馏工艺的依赖,大大提高了原油碱渣的利用价值。

Description

一种改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于沥青产品的技术领域,具体涉及一种改性沥青及其制备方法。
背景技术
随着国民经济健康快速发展,公路建设十分迅速,我国每年新建和维修道路所需沥青混合料约4亿万吨,所需沥青约2400万吨,然而通过减压蒸馏深拔生产的部分道路沥青却不能完全满足交通部2004年颁布的《公路沥青路面施工技术规范》中对A级沥青的技术要求,这主要是受原油性质的制约,我国原油大多数属于低硫石蜡基。一般来说,这样的原油难以生产高质量A级道路沥青,因而我国道路沥青的质量和数量长期满足不了市场需求,随着进口原油特别是中东原油(适合作沥青原料)的大量进口,高质量沥青比例有明显提高(如90号A级沥青、70号A级沥青等)。
随着公路建设事业蓬勃发展和沥青需求不断增大,新疆优质道路沥青产量不足的现象显现。尤其在公路建设旺季,沥青产品供不应求,严重制约了新疆公路沥青路面的建设。同时,新疆气候环境复杂,夏季炎热,冬季寒冷,紫外线辐射强度大,年温差较大,干湿交替,并且重载、超载现象明显,近年来也出现了较为严重的沥青路面早期病害,因此沥青产品质量和性能有待于进一度提升。另外,目前新疆地区沥青产品单一,缺乏市场竞争。因此研发高性能道路沥青产品是非常必要和紧迫的。
经研究表明,塔河油田重质稠油具有沥青质含量高,胶质含量低的特点,而春风稠油具有蜡含量和沥青质含量低、胶质含量高、TFOT后针比高(大于80%)、延度大等优点,但缺点是针入度指数PI值偏低,软化点较低。但是若将这两种稠油整合起来加以利用,改善基质沥青中的组分比例不协调,从而提高基质沥青的性能,满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关对于沥青的性能指标的技术要求。因此,十分有必要开发一种调合沥青,克服现有我国自行生产的部分道路沥青性能不高的现状,生产出高质量道路沥青。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的主要目的在于提供一种便于碱渣合理利用和工业化生产,且符合JTG F40-2004中I-C和I-B类指标的要求的改性沥青。本发明还提供了该改性沥青的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
第一方面,一种改性沥青,以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油5-10份,SBS改性剂1-5份,稳定剂0.05-0.15份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 60份,春风原油70号碱渣40份。
优选地,其中以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油5份,SBS改性剂4.7份,稳定剂0.15份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 35份,春风原油70号碱渣65份。
优选地,其中以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油8份,SBS改性剂4.3份,稳定剂0.1份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 40份,春风原油70号碱渣60份。
优选地,其中以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油10份,SBS改性剂4.1份,稳定剂0.05份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 45份,春风原油70号碱渣55份。
优选地,其中所述塔河碱渣THVR的25℃针入度为52/0.1mm,软化点为60℃,饱和分为26.42%,芳香分为33.79%,胶质为17.84%,沥青质为21.95%。
优选地,其中所述春风原油70号碱渣的25℃针入度为68/0.1mm,软化点为48.8℃,薄膜烘箱前10℃延度为〉150cm、闪点为288℃,饱和分为27.24%,芳香分为32.11%,胶质为40.47%,沥青质为0.18%。
优选地,其中所述减四线糠醛精制抽出油的闪点为243℃,蜡含量为1.10%,饱和分为17.61%,芳香分为55.16%,胶质为27.07%,沥青质为0.16%。
第二方面:一种前述的改性沥青的制备方法,包括如下步骤:
1)将配方量的塔河减渣THVR、春风原油70号减渣和减四线糠醛精制抽出油加入调和釜中,调和的条件包括:温度为80-200℃;时间为5-60min;转速为100-1000r/min,得基质沥青;
2)搅拌条件下,在温度为140-190℃下,将配方量SBS改性剂在5-10min内全部加入到基质沥青中,搅拌均匀,得到改性基质沥青;
3)搅拌条件下,在温度为160-200℃下,将配方量的稳定剂加入到改性基质沥青中进行反应发育,得到改性沥青。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
本发明所提供的一种改性沥青,通过以塔河减渣THVR、春风原油70号减渣和减四线糠醛精制抽出油作为基质沥青,然后通过再加入SBS改性剂和稳定剂,可以获得符合JTGF40-2004中I-C和I-B类指标的要求的改性沥青,有效减少对原油及其蒸馏工艺的依赖,大大提高了原油碱渣的利用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例1中实施方式2和对比例1制备的改性沥青的显微镜微观图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明所提供的一种改性沥青,以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油5-10份,SBS改性剂1-5份,稳定剂0.05-0.15份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 60份,春风原油70号碱渣40份。
本申请中的塔河碱渣THVR的25℃针入度为52/0.1mm,软化点为60℃,饱和分为26.42%,芳香分为33.79%,胶质为17.84%,沥青质为21.95%。
本申请中的春风原油70号碱渣是由春风原油70号精制过程产生的,其25℃针入度为68/0.1mm,软化点为48.8℃,薄膜烘箱前10℃延度为〉150cm、闪点为288℃,饱和分为27.24%,芳香分为32.11%,胶质为40.47%,沥青质为0.18%。
本申请选用减四线糠醛精制抽出油作为改性沥青的塑化油,其闪点为243℃,蜡含量为1.10%,饱和分为17.61%,芳香分为55.16%,胶质为27.07%,沥青质为0.16%。
本申请中的SBS改性剂为T6302H,所述稳定剂是由大连院开发生产的稳定剂MAW-1。
本发明还提供了该改性沥青的制备方法,包括如下步骤:
1)将配方量的塔河减渣THVR、春风原油70号减渣和减四线糠醛精制抽出油加入调和釜中,调和的条件包括:温度为80-200℃;时间为5-60min;转速为100-1000r/min,得基质沥青;
2)搅拌条件下,在温度为140-190℃下,将配方量SBS改性剂在5-10min内全部加入到基质沥青中,搅拌均匀,得到改性基质沥青;
3)搅拌条件下,在温度为160-200℃下,将配方量的稳定剂加入到改性基质沥青中进行反应发育,得到改性沥青。
【实施例1】改性沥青-实验室小样实验
实施方式1
本发明所提供的改性沥青的制备方法,包括如下步骤:
1)将35重量份塔河减渣THVR、65重量份春风原油70号减渣和5重量份减四线糠醛精制抽出油加入调和釜中,调和的条件包括:温度为120℃;时间为55min;转速为500r/min,得基质沥青;
2)搅拌条件下,在温度为140℃下,将4.7重量份SBS改性剂在10min内全部加入到基质沥青中,搅拌均匀,得到改性基质沥青;
3)搅拌条件下,在温度为160℃下,将0.15重量份稳定剂加入到改性基质沥青中进行反应发育,得到改性沥青。
实施方式2
本发明所提供的改性沥青的制备方法,包括如下步骤:
1)将40重量份塔河减渣THVR、60重量份春风原油70号减渣和8重量份减四线糠醛精制抽出油加入调和釜中,调和的条件包括:温度为180℃;时间为60min;转速为800r/min,得基质沥青;
2)搅拌条件下,在温度为190℃下,将4.3重量份SBS改性剂在5-10min内全部加入到基质沥青中,搅拌均匀,得到改性基质沥青;
3)搅拌条件下,在温度为160℃下,将0.1重量份稳定剂加入到改性基质沥青中进行反应发育,得到改性沥青。
实施方式3
本发明所提供的改性沥青的制备方法,包括如下步骤:
1)将45重量份塔河减渣THVR、55重量份春风原油70号减渣和10重量份减四线糠醛精制抽出油加入调和釜中,调和的条件包括:温度为150℃;时间为45min;转速为1000r/min,得基质沥青;
2)搅拌条件下,在温度为180℃下,将4.0重量份SBS改性剂在5-10min内全部加入到基质沥青中,搅拌均匀,得到改性基质沥青;
3)搅拌条件下,在温度为160℃下,将0.05重量份稳定剂加入到改性基质沥青中进行反应发育,得到改性沥青。
对比例1
本对比例所提供的改性沥青,其组分配比与实施方式2基本相同,不同之处在于不加入稳定剂,其制备方法与实施方式2相同。
性能检测:
1)对实施方式2和对比例1制备所得的改性沥青用显微镜观察其微观结构,结果如图1所示。从图中可以看出,加入稳定剂反应发育后的改性沥青与为加入稳定剂的改性沥青的微观结构存在明显差别,图1(a)中可以看到春风塔河改性基质沥青与SBS改性剂的相容性较差,图1(b)中可以看到加入稳定剂后,春风塔河改性基质沥青与SBS改性剂的相容性得到大大改善,整体能够形成均一稳定的混合料,说明本申请中的改性沥青的储存稳定性即离析指标较好,符合相关要求。
2)对本实施方式1-3制备所得改性沥青进行性能检测,结果如下表所示:
表1改性沥青的性能指标
【实施例3】改性沥青的中试实验
为提供工业试生产基础数据及沥青混合料评价,在实验室中试制备了各20kg的Ⅰ-B和Ⅰ-C改性沥青大样,具体为:
实施方式4
本发明所提供的改性沥青的制备方法,包括如下步骤:
1)将40重量份塔河减渣THVR、60重量份春风原油70号减渣和8重量份减四线糠醛精制抽出油加入调和釜中,调和的条件包括:温度为180℃;时间为60min;转速为800r/min,得基质沥青;
2)搅拌条件下,在温度为190℃下,将4.2重量份SBS改性剂在5-10min内全部加入到基质沥青中,搅拌均匀,得到改性基质沥青;
3)搅拌条件下,在温度为160℃下,将0.1重量份稳定剂加入到改性基质沥青中进行反应发育,得到改性沥青。
实施方式5
本发明所提供的改性沥青的制备方法,包括如下步骤:
1)将45重量份塔河减渣THVR、55重量份春风原油70号减渣和10重量份减四线糠醛精制抽出油加入调和釜中,调和的条件包括:温度为150℃;时间为45min;转速为1000r/min,得基质沥青;
2)搅拌条件下,在温度为180℃下,将4.0重量份SBS改性剂在5-10min内全部加入到基质沥青中,搅拌均匀,得到改性基质沥青;
3)搅拌条件下,在温度为160℃下,将0.05重量份稳定剂加入到改性基质沥青中进行反应发育,得到改性沥青。
a.对实施方式4和实施方式5制备所得的改性沥青进行性能检测,结果如表2所示:
表2中试改性沥青的性能指标
项目 Ⅰ-B Ⅰ-C
改性剂加入量,% 4.2 4.0
针入度(25℃)/1/10mm 87 77
软化点/℃ 65.8 67.7
延度(5℃)/cm 43 39
分离(163℃,48h)/℃ -0.3 0.1
运动粘度(135℃)/Pa.s 1.29 1.56
薄膜加热(163℃,5h) —— ——
针入度比,% 85.1 84.4
延度(5℃)/cm 31 27
达标情况 合格 合格
b、将实施方式4和实施方式5制备所得的中试改性沥青经新疆交建北朋检测中心评价,同时引入路友公司的I-B和I-C产品作为对照组,路友公司的SBS改性沥青产品是以克炼沥青与春风牌沥青调合的基质沥青为原料生产获得的,结果分别表3和表4所示:
表3中试改性沥青分析结果(I-B)
表4中试改性沥青分析结果(I-C)
从表3和表4可知,本申请中的改性沥青结果均符合Ⅰ-B和Ⅰ-C改性沥青指标的要求。
c.对本申请制备所得的改性沥青进行PG等级评价
对Ⅰ-B和Ⅰ-C两个中试大样按SHRP规范进行了使用性能评价,结果见表5所示:
表5PG等级评价结果
从表5可知,本申请中的改性沥青中Ⅰ-B和Ⅰ-C牌号改性沥青的PG等级分别为PG76-34和PG82-34。
【实施例4】改性沥青的工业实验及性能评价
按上述实施方式4和实施方式5的组分配比与制备方法在新疆乌苏的路友厂区SBS改性沥青装置上展开,分别生产了I-B、Ⅰ-C两种牌号的改性沥青产品,测试结果如表6所示:
表6改性沥青工业化试验结果
从表6可知,本申请工业化试验生产的I-B、Ⅰ-C两种牌号的改性沥青,其主要性质达到了JTG F40-2004技术指标要求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种改性沥青,其特征在于,以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油5-10份,SBS改性剂1-5份,稳定剂0.05-0.15份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR30-60份,春风原油70号碱渣40-70份。
2.根据权利要求1所述的改性沥青,其特征在于,以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油5份,SBS改性剂4.7份,稳定剂0.15份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 35份,春风原油70号碱渣65份。
3.根据权利要求1所述的改性沥青,其特征在于,以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油8份,SBS改性剂4.3份,稳定剂0.1份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 40份,春风原油70号碱渣60份。
4.根据权利要求1所述的改性沥青,其特征在于,以重量份计,包括减压渣油100份,减四线糠醛精制抽出油10份,SBS改性剂4.1份,稳定剂0.05份,其中所述减压渣油包括塔河碱渣THVR 45份,春风原油70号碱渣55份。
5.根据权利要求1所述的改性沥青,其特征在于,所述塔河碱渣THVR的25℃针入度为52/0.1mm,软化点为60℃,饱和分为26.42%,芳香分为33.79%,胶质为17.84%,沥青质为21.95%。
6.根据权利要求1所述的改性沥青,其特征在于,所述春风原油70号碱渣的25℃针入度为68/0.1mm,软化点为48.8℃,薄膜烘箱前10℃延度为〉150cm、闪点为288℃,饱和分为27.24%,芳香分为32.11%,胶质为40.47%,沥青质为0.18%。
7.根据权利要求1所述的改性沥青,其特征在于,所述减四线糠醛精制抽出油的闪点为243℃,蜡含量为1.10%,饱和分为17.61%,芳香分为55.16%,胶质为27.07%,沥青质为0.16%。
8.一种根据权利要求1-7中任一项所述的改性沥青的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将配方量的塔河减渣THVR、春风原油70号减渣和减四线糠醛精制抽出油加入调和釜中,调和的条件包括:温度为80-200℃;时间为5-60min;转速为100-1000r/min,得基质沥青;
2)搅拌条件下,在温度为140-190℃下,将配方量SBS改性剂在5-10min内全部加入到基质沥青中,搅拌均匀,得到改性基质沥青;
3)搅拌条件下,在温度为160-200℃下,将配方量的稳定剂加入到改性基质沥青中进行反应发育,得到改性沥青。
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