CN1827697A - 一种道路沥青改性剂及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

一种道路沥青改性剂是煤直接液化残渣，其组成为：四氢呋喃不溶物含量为10－50wt％，四氢呋喃可溶－甲苯不溶物含量为0－40wt％，四氢呋喃可溶－甲苯可溶物含量为20－60wt％。道路沥青改性剂的应用方法是将煤直接液化残渣粉碎至100目以下，与沥青在100－250℃范围按煤直接液化残渣占改性沥青的重量比为5－30％混合均匀。本发明使煤直接液化残渣得以简单、优化利用，可有效提高煤直接液化过程的经济性。同时产生了一种新的、廉价的道路沥青改性剂。

Description

一种道路沥青改性剂及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种道路沥青改性剂及其应用。具体涉及到煤直接液化残渣的应用。
技术背景
煤直接液化是在高温450℃左右和氢气压力20MPa左右条件下，将煤直接转化，制备液体燃料的过程。由于煤不可能100％转化，所以无论何种工艺，过程条件如何，总会有一定量的(约为原煤的20％-30％)，称为液化残渣的副产物排出液化装置。这种残渣除含有未反应的煤、反应生成的高聚富碳物质、煤中矿物质和残余液化催化剂外，由于工艺条件的限制还含有一定量的高沸点重质液化油，其合理利用程度影响整个煤液化过程的经济性。在国内外研究的煤直接液化工艺中，残渣的利用方式有多种，包括作为气化制氢的原料、锅炉的燃料，低温焦化、溶剂抽提回收重质液化油，还有用于制备石墨电极或碳纤维的原料。
用于道路沥青改性的添加剂种类繁多，从改性能力方面考虑，Trinidad湖沥青(TLA)作为改性剂具有独特的改性效果，被许多发达国家使用在质量要求较高的路面，美国和英国对TLA改性沥青都有专门的标准要求，我国近几年在重要路段也开始使用(如北京二环路、首都机场)。但是，TLA受资源的限制，售价较高，使用范围受到限制。
本发明的目的是提供一种价格低、效果好的道路沥青改性及其应用方法。
本发明将煤直接液化残渣用作道路沥青改性剂，以美国ASTMD5710-95和英国BSI BS-3690对TLA改性沥青的指标要求为目标。
所述煤直接液化残渣为从煤直接液化装置排出的残渣副产物，其组成在如下范围：四氢呋喃不溶物含量为10-50％，四氢呋喃可溶-甲苯不溶物含量为0-40％，四氢呋喃可溶-甲苯可溶物含量为20-60％。
将煤直接液化残渣粉碎至100目以下，与沥青在100-250℃范围按煤直接液化残渣与改性沥青的重量比为5-30％混合均匀，可获得满足美国ASTM D5710-95和英国BSI BS-3690对TLA改性沥青的指标要求的改性沥青。
如上所述的沥青为石油沥青。
本发明的优点如下：
1.简单、优化的利用了煤直接液化过程副产物：煤直接液化残渣；
2.改性效果与TLA相当时，用量比TLA少。
具体实施方式
不同类型的煤直接液化残渣的组成如下：
  R1   R2   R3   R4   R5
  四氢呋喃不溶物％四氢呋喃可溶-甲苯不溶物％四氢呋喃可溶-甲苯可溶物％   47.563.7448.70   40.5037.2922.21   36.128.0455.84   12.8235.4051.78   24.8033.3041.90
实施例1
将R1粉碎至100目以下后，以5％的重量比(改性剂占改性沥青重量比)与道路石油沥青在110℃混合均匀，制取改性沥青。其测试结果见表一。
实施例2
将R2粉碎至100目以下后，以30％的重量比(改性剂占改性沥青重量比)与石油沥青在200℃混合均匀，制取改性沥青。其测试结果见表一。
实施例3
将R3粉碎至100目以下后，以10％的重量比(改性剂占改性沥青重量比)与道路石油沥青在180℃混合均匀，制取改性沥青。其测试结果见表一。
实施例4
将R4粉碎至100目以下后，以20％的重量比(改性剂占改性沥青重量比)与道路石油沥青在250℃混合均匀，制取改性沥青。其测试结果见表一。
实施例5
将R5粉碎至100目以下后，以25％的重量比(改性剂占改性沥青重量比)与道路石油沥青在150℃混合均匀，制取改性沥青。其测试结果见表一。
对比例
将TLA粉碎至100目以下后，以TLA占改性沥青20％的比例与道路石油沥青在180℃混合均匀，制得改性道路沥青。其测试结果见表一。
                              表一实施例1、2、3、4、5和对比例对石油沥青的改性结果与标准对比
特性   ASTM D571040-55pen   BSI BS-369050pen 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 对比例
min max min max
  软化点(℃)   -   -   47   58   51.2   50.8   53.8   52.6   54.3   51.7
  针入度25℃(0.1mm)   40   55   40   60   50   45   46   48   44   41
  粘度135℃(cSt)   385   -   500   -   510   530   540   520   510   -
  延度25℃5cm/min(cm)   100   -   ＞150   ＞150   ＞150   ＞150   130   ＞150   135   ＞150
  闪点(℃)   232   -   -   -   ＞240   ＞240   ＞240   ＞240   ＞240   ＞240
  溶解度(％)   77   90   75   79   ＞95   ＞95   ＞95   ＞95   ＞95   91.2
  灰分(％)   7.5   19.5   16   19   0.82   -   2.65   -   -   -
                                                薄膜烘箱试验(163℃，5h)
  软化点(℃)   -     -   55.5   56.2   57.8   56.1   58.5   56.1
  针入度，25℃(0.1mm)   -     -   32   32   30   34   30   26
  针入度比，25℃(％)   55   64.0   66.7   65.2   70.8   68.2   63
  延度，25℃ 5cm/min(cm)   50   ＞150   100   90   100   80   100
  质量损失(％)   -     -   0.5   0.16   0.40   0.14   0.42   0.45   0.42

Claims (4)

1、一种道路沥青改性剂，其特征在于是煤直接液化残渣。
2、如权利要求1所述的一种道路沥青改性剂，其特征在于所述的煤直接液化残渣组成为：四氢呋喃不溶物含量为10-50wt％，四氢呋喃可溶-甲苯不溶物含量为0-40wt％，四氢呋喃可溶-甲苯可溶物含量为20-60wt％。
3、如权利要求1或2所述的一种道路沥青改性剂的应用方法，其特征在于是将煤直接液化残渣粉碎至100目以下，与沥青在100-250℃范围按煤直接液化残渣占改性沥青的重量比为5-30％混合均匀。
4、如权利要求3所述的一种道路沥青改性剂的应用方法，其特征在于所述的沥青为石油沥青。
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