[發(fā)明專利]制備改性瀝青的多用途反應(yīng)器和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080060297.0
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102686706A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·布蘭;C·庫馬爾;S·拉吉;D·斯科特
• 申請（專利權(quán)）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C10C3/04
• 分類號: C10C3/04;B01F3/04;B01F7/00;B01F13/10;B01J19/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 陳文平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于制備改性瀝青，如吹制瀝青(包括催化吹制瀝青)或聚合物改性瀝青或高質(zhì)量添加劑瀝青的多用途反應(yīng)器和方法。

背景技術(shù)

瀝青是來自原油的粘性、非揮發(fā)性的產(chǎn)物。其通常由芳族和/或長碳鏈的烴和衍生物組成。其一般經(jīng)過常壓或真空分餾后的精煉過程而生產(chǎn)。為提高瀝青的軟化點或當(dāng)生產(chǎn)具有特定性質(zhì)的瀝青時，可以用含氧氣體氧化瀝青來生產(chǎn)吹制瀝青。通過吹煉法改變?yōu)r青的性質(zhì)可能是相當(dāng)緩慢的。而且，吹煉工藝可能是危險的，因為揮發(fā)性的烴可能會在該過程中釋放，且這些烴可能聚集在瀝青吹煉設(shè)備中的任何氣隙中。

一種這樣的設(shè)備在US-A?3935093中描述過。該已知設(shè)備包括一個在底部配備瀝青入口的垂直外殼、在外殼中一處或多處的攪拌裝置和外殼下部中的空氣入口。該空氣入口開口于攪拌裝置之下，這樣供應(yīng)至外殼的空氣能夠與攪拌裝置接觸。通過攪拌裝置和空氣的作用，外殼中的瀝青四處移動。分散容器置于瀝青外殼下部，用于分離向上的瀝青流與向下的瀝青流。向下的瀝青流可通過外殼底部的瀝青出口排出。外殼上部還配備有空氣排出管。

使用該設(shè)備時，由于瀝青入口和出口都在外殼底部，瀝青的停留時間可以改變。而且，在空氣排出管之下可以產(chǎn)生積聚揮發(fā)性烴的氣隙導(dǎo)致可能發(fā)生危險情況。

SU1198094描述了用于吹煉瀝青的設(shè)備，其是也可以作為氣體-液體分離器的連續(xù)攪拌反應(yīng)器。瀝青在反應(yīng)器的一端進(jìn)入，在另一端離開，同時氣體從反應(yīng)器頂部排出。該反應(yīng)器有相當(dāng)大的可積聚揮發(fā)性烴的氣隙。此外，與反應(yīng)器中的瀝青體積相比，用于混合瀝青和空氣的攪拌器很小。這意味著為確保所有瀝青的反應(yīng)，可能需要延長停留時間。

為克服危險情況，WO-A2006/009474中提議了一種管式反應(yīng)器。在該反應(yīng)器中，瀝青通過管狀路徑，使得瀝青通過管狀路徑中的多個混合器。注射空氣通過在沿著管狀路徑的某一點的空氣入口。這樣，在空氣入口處的氧氣濃度最高，隨后沿管狀路徑，氧氣被逐漸耗盡。因此，反應(yīng)的驅(qū)動力沿著管狀路徑減小使得氧化反應(yīng)的反應(yīng)速率進(jìn)一步降低。而且，管狀路徑涉及一個高的壓降，因此限制了瀝青的產(chǎn)量。

WO-A-2009/152461描述了生產(chǎn)改性瀝青的方法和系統(tǒng)。使用在線高剪切混合器來混合含氧氣體如空氣和瀝青。如在WO-A2006/009474中，某一點注入空氣。而且，吹制瀝青產(chǎn)物和任何剩余的氧氣再循環(huán)，在一些實施方式中，再循環(huán)大于50次，回到熱瀝青儲存容器102中。回到熱瀝青儲存容器中的空氣量可以是這樣的量，使得其能夠被再循環(huán)到在線混合器中(13頁，0032段)。此外，在熱瀝青儲存容器的空氣排出管之下，可以產(chǎn)生積聚揮發(fā)性烴的氣隙導(dǎo)致可能發(fā)生危險情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有工藝設(shè)備和方法中的缺陷。因此，本發(fā)明提供一種制備改性瀝青的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括一個含有圓柱形壁和兩個側(cè)壁的水平外殼，其中瀝青入口配備在外殼的一個側(cè)壁上或附近，且瀝青產(chǎn)物出口配備在外殼的相對側(cè)壁上或附近，其中在瀝青入口和瀝青產(chǎn)物出口之間的外殼的圓柱形壁上配備多個入口以供應(yīng)含氧氣體，該多用途反應(yīng)器進(jìn)一步在外殼中配備混合器，其包括在至少一個具有多個開口的定子中旋轉(zhuǎn)的至少一個轉(zhuǎn)子。

本發(fā)明反應(yīng)器在可接受的停留時間中確保瀝青和含氧氣體的良好混合并且最小化了揮發(fā)性烴的積聚。反應(yīng)器也有助于降低瀝青生產(chǎn)的復(fù)雜程度。目前，僅有限的粗制原料可以用于生產(chǎn)滿足規(guī)定等級的瀝青。本發(fā)明反應(yīng)器可用于寬范圍的粗制原料，因此增加了靈活性。本發(fā)明反應(yīng)器能進(jìn)行有效混合，且通常比傳統(tǒng)裝置要小，因此降低了成本。

包含在至少一個具有多個開口的定子中旋轉(zhuǎn)的至少一個轉(zhuǎn)子的混合器通常是指高剪切混合器。

高剪切混合器用于各種應(yīng)用，如醫(yī)藥工業(yè)，和造紙，尤其是必須產(chǎn)生不能自然混合的成分的分散體或乳液的應(yīng)用。在操作中，轉(zhuǎn)子頂端轉(zhuǎn)得比轉(zhuǎn)子中心快，產(chǎn)生剪切。隨著轉(zhuǎn)子在定子中旋轉(zhuǎn)，形成高剪切區(qū)域。組合的轉(zhuǎn)子和定子通常稱為混合頭或發(fā)電機(jī)。高剪切混合例如在Chemical?Engineering，April?2005，pp.46-51中描述過。

為本說明書目的，下文使用該術(shù)語“高剪切混合器”時，是對包括在至少一個具有多個開口的定子中旋轉(zhuǎn)的至少一個轉(zhuǎn)子的混合器的簡要引用。

根據(jù)進(jìn)一步的方面，出于改性瀝青的目的，本發(fā)明提供此處描述的反應(yīng)器的應(yīng)用。

根據(jù)進(jìn)一步的方面，本發(fā)明提供制備改性瀝青的方法，其包括在升高的溫度和壓力下在此處描述的反應(yīng)器中使瀝青和改性劑接觸。