CN1247741C - 用高芳烃油制备改性沥青的方法 - Google Patents

用高芳烃油制备改性沥青的方法 Download PDF

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Abstract

本发明是关于用高芳烃油制备改性沥青的方法，采用10～25wt%高芳烃油，65～85wt%的丙烷脱沥青的轻脱油抽出油和5～10wt%的减压渣油或采用10～40wt%高芳烃油，30～45wt%氧化沥青油和30～45wt%减压渣油，在100～160℃下，经静态混合器，混合搅拌20～80分钟，制备调合基质沥青；采用92～97wt%的基质沥青与3～8wt%的SBS，在170～240℃下剪切，剪切速度为2500～6000转/分，剪切时间为20～150分钟，得到低温延度和软化点均优于普通沥青的改性沥青。

Description

用高芳烃油制备改性沥青的方法
技术领域
本发明属于改性沥青的生产领域，本发明涉及到利用高芳烃油与针入度小的沥青调合成基质沥青，再用此基质沥青生产改性沥青，具体地说，是用高芳烃油制备改性沥青的方法。
背景技术
基质沥青是准备与改性剂生产改性沥青的一种沥青，改性沥青就是SBS改性沥青，高芳烃油是经过糠醛精制装置处理的减四线抽出油、催化油浆抽出油和丙烷脱沥青装置的轻脱油抽出油。对沥青进行改性是现代公路交通对沥青路面的要求，现代公路特别是高等级公路的特点是交通量大，载重量大和车速快，这就对沥青提出越来越高的要求，一般沥青难以达到要求，因此就必须对沥青进行改性。改性沥青是由改性剂与基质沥青组成，常用的改性剂有SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体)，SBR(丁苯橡胶)，PE(聚乙烯)以及其它种类改性剂。由于SBS可以改善沥青的高低温性能，当其加入到沥青中，可以提高道路沥青的路用性能，并能改善道路沥青在高低温条件下的使用性能，因此SBS是很有发展前途的一种改性剂，目前国内外普遍采用SBS作为改性剂来生产改性沥青。
近几年，国内外对SBS改性沥青的研究非常多，但是这方面的专利不多，尤其是中国专利不多。国内专利普遍采用溶剂法生产改性沥青，如专利CN1048867和CN1069989中所报道的都是先用溶剂(甲苯或二甲苯)把SBS溶解制成母料，现场使用时与大量的热沥青调配，再回收溶剂生产出改性沥青材料。此工艺的缺点是母料制造时需要用溶剂，回收后产品中仍含有少量溶剂，而且溶剂回收成本较高，增加了生产成本，同时，这些溶剂易挥发，对人体健康和环境造成危害。国外的研究集中在，依据沥青性质，选择合适的SBS进行反应生产改性沥青，如US5393811就利用SBS与沥青的磺化、中和的技术来研制SBS改性沥青，此工艺由于存在磺化和中和过程，造成生产过程复杂。
发明内容
本发明提出用高芳烃油作为一种制备改性沥青的方法，其改善了基质沥青的组成，使沥青与SBS的相溶性得到提高，本发明的生产工艺是，用高芳烃油与针入度小的一种沥青调和成基质沥青，再加入SBS，采用剪切工艺生产出改性沥青。本发明由于不使用溶剂，使生产成本降低。
本发明的目的在于提供改性沥青的制备方法，一种生产原料，作为调合基质沥青的组分，调合的基质沥青可以直接作为重交沥青使用。
本发明所提供的改性沥青的制备方法，增加沥青与SBS的配伍性。主要解决SBS在沥青中分散性，形成稳定的混相体系，生产合格的SBS改性沥青产品。
本发明是这样实现的：
以克拉玛依石化公司(或其它石油加工的生产厂家)的糖醛精制为工艺手段获得的石油产品糠醛抽出油，作为生产改性沥青的一种原料。糠醛抽出油的原料是包括稠油减压侧线的各段馏分(减三线、减四线)、丙烷脱沥青装置的轻脱油和催化油浆，这些抽出油均可作为调合基质沥青的组分，外观呈深褐色，性质依据生产抽出油的原料性质不同而不同。具体性质见表1所示。
                                            表1石化公司糠醛抽出油性质
  催化油浆抽出油   减四线抽出油   丙烷脱沥青的轻脱油抽出油
  20℃密度，g/m3   1049   992   981
  开口闪点，℃   252   262   242
  100℃粘度，mm2/s   53.25   75.81   83.34
  组成％   饱和份   12.88   26.64   28.44
  芳香份   79.45   54.24   54.56
  胶质   7.57   19.12   17.00
  硫含量，％   0.202   0.236   0.182
  氮含量，％   0.37   0.53   0.504
高芳烃油作为调合基质沥青的组分，可分别与丙烷脱沥青、氧化沥青调合基质沥青，然后生产SBS改性沥青。通过下述方法进行调合。
用高芳烃油与丙脱沥青调合基质沥青的方法。高芳烃油比例为10～25％，丙脱沥青比例为65～85％，减压渣油比例为5～10％。在100～160℃下，经静态混合器或搅拌20～80min，可得到生产改性沥青的基质沥青，它能够满足110#或90#重交沥青的技术要求。
用高芳烃油与氧化沥青(氧化沥青是10#建筑沥青或减压渣油直接氧化的沥青)调合基质沥青的方法，高芳烃油比例为10～40％，10#建筑沥青比例为30～45％，减压渣油比例为30～45％。在100～160℃下，经静态混合器或搅拌20～80min，可得到基质沥青，它同样能够满足110#或90#重交沥青的技术要求。
用上述调合的基质沥青来制备改性沥青的方法是，基质沥青比例为92～97％，SBS的比例为3～8％，在170～240℃下剪切，剪切速度为2500～6000转/分钟，剪切时间为20～150min，即得到改性沥青产品。
本发明提出的高芳烃油作为改性沥青的组分，调合基质沥青的工艺简单，不会产生三废，对环境无污染，用其生产改性沥青的方法简单，其低温延度和软化点的指标比普通沥青优越。
本发明所采用的改性沥青组分来源方便，具有糠醛精制处理装置的炼油厂都可以副产高芳烃油，分别与丙脱沥青、半氧化沥青、10#建筑沥青及减压渣油调合基质沥青，其调合工艺简单，采用现有的工艺设备就能完成调合工艺，不腐蚀设备，不会产生三废，对环境无污染，而且调合的基质沥青可以作为重交沥青直接使用。
由高芳烃油调合的基质沥青从组成分析来看，与SBS的配伍性好，直接剪切就可以生产改性沥青，克服了溶剂法生产改性沥青时必须回收溶剂。发明由于不使用溶剂，因此降低了生产成本，且对环境不会造成污染。按照本发明生产的改性沥青，经过分析评价，它的低温延度(10℃)达到50cm，软化点达到60℃，高于一般沥青的软化点45℃，25℃的弹性恢复也达到80％，完全符合交通部颁发的《聚合物改性沥青技术指标》(JTJ036-1998)。
具体实施方式
为进一步说明本发明的实施性及特点，将以实例说明。实施例1在带有搅拌器的容器中，称取10#建筑沥青220g，减压渣油100g，减四线抽出油80g，在135℃下，搅拌30min后，再加入21g(岳化的YH801)，在190℃剪切25min，静止15min，再在190℃剪切25min后，即得SBS改性沥青产品。
其余实例见表2，改性沥青产品性质见表3。
                                            表2实例表
 样品   例1   例2   例3   例4   例5   例6   例7
 减四线抽出油g   80   100   60   /   /   /   50
 轻脱油抽出油g   /   /   /   /   80   /   /
 FCC抽出油g   /   /   /   60   /   80   /
 10#建筑沥青g   220   /   200   220   200   /   /
 丙脱沥青g   /   280   /   /   /   280   320
 减压渣油g   100   20   140   120   120   40   30
 调合温度℃   135   130   130   130   130   120   125
 调合时间min   25   20   25   25   20   30   25
 SBS加入量g   23   25   20   21   20   21   24
 剪切温度℃   190   190   190   190   200   195   220
 剪切速度rpn   4500   5000   4500   4500   45004   4500   4500
 剪切时间min   50   60   60   55   55   60   60
表3SBS改性沥青性质分析
  样品   25℃针入度0.1mm   软化点℃   10℃延度cm   弹性恢复(25℃)％
  例1   66   68   58   90
  例2   61   64   75   95
  例3   86   60   51   80
  例4   68   62.5   51   79
  例5   80   79   95   95
  例6   66   60.5   69   84
  例7   65   66.5   90   95

Claims (1)

1.一种制备改性沥青的方法，其特征是：采用如下步骤
步骤1：采用10～25wt％高芳烃油，65～85wt％的丙脱沥青和5～10wt％的减压渣油或采用10～40wt％高芳烃油，30～45wt％氧化沥青和30～45wt％减压渣油，在100～160℃下，经静态混合器，混合搅拌20～80分钟，制备调合基质沥青；
步骤2：采用92～97wt％的基质沥青和3～8wt％的SBS，在170～240℃下剪切，剪切速度为2500～6000转/分，剪切时间为20～150分钟。
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