[發明專利]一種提高低瀝青質原料中瀝青質含量的方法

有效

• 申請號: 201110315371.5
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN103045281A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 楊克紅;熊良銓;汪軍平;藺習雄;毛三鵬;甄新平;秦本記;王華
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C10C3/02
• 分類號: C10C3/02;C10C3/06;C10G55/04
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種提高低(0.1～0.5％)瀝青質原料中瀝青質含量的方法，更具體地說，是涉及提高低瀝青質原料生產的基質瀝青中瀝青質含量的方法。

背景技術

瀝青是由多種碳氫化合物組成的烴類混合物。瀝青的族組成結構決定了瀝青產品的理化特性及其使用性能。通常人們采用硅膠-氧化鋁吸附色譜分離方法，將瀝青的化學族組成分離為飽和分、芳香分、膠質和瀝青質四種組分，俗稱四組分法。瀝青質作為瀝青膠體溶液的核心分散在瀝青的其他組分中，并形成穩定的膠體體系，是瀝青的重要組分，瀝青的許多性質都與瀝青質的含量有關。根據瀝青的用途和使用性能的要求，通過煉油工藝來提高瀝青質的含量，改善瀝青的族組成結構，使瀝青獲得所需的性質。目前已知的提高瀝青質含量的技術有物理法和化學法兩種。

第一種是物理方法，首先選擇合適的原油，通過物理蒸餾或溶劑萃取的方法分離出原油中的重質餾分，將原油的天然瀝青質濃縮，提高瀝青中瀝青質的含量，獲得所需族組成結構的瀝青產品，比如：蒸餾工藝得到的常壓渣油、減壓渣油，溶劑脫瀝青工藝得到的脫油瀝青等，該方法制得的瀝青產品中的瀝青質主要來源于原油中天然的瀝青質，是通過物理濃縮的方法提高瀝青中瀝青質的含量，其瀝青質含量的提高受制于原油中瀝青質含量的高低。如果原油中瀝青質含量較低，則得到的瀝青產品中的瀝青質含量也較低，難以制備高瀝青質含量的組分。

提高瀝青質含量的第二種方法是化學法，相對而言，該方法通過化學工藝改變瀝青的族組成結構，增加瀝青質含量，瀝青質含量提高幅度較大。目前人們已知的提高瀝青質含量的化學方法有氧化法、催化氧化法和調合工藝。氧化法(也叫空氣吹制)是指瀝青在250℃-300℃的高溫度下，通入空氣，烴化物發生氧化、聚合、縮合反應，瀝青中的芳香烴和膠質轉化為瀝青質，隨著氧化時間的延長，氧化深度變深，瀝青質含量增加，瀝青的軟化點增大，延伸度迅速下降，氧化法適合于生產高軟化點的建筑瀝青。對于生產道路瀝青來講，宜采用淺度氧化，瀝青質含量提高幅度小，對于族組成中天然瀝青質含量低的渣油，淺度氧化不能有效地提高瀝青質含量。加大氧化深度，雖然可以提高瀝青質含量，但是瀝青的軟化點高，延伸度低，難以生產出合格的道路瀝青。

催化氧化工藝是指在氧化工藝的基礎上加入催化劑加速氧化反應，瀝青質含量快速增加，延伸度變小，該工藝與常規的氧化工藝相比，可以快速提高瀝青質含量，存在問題是在瀝青儲存過程中，催化劑繼續反應，導致瀝青性質不穩定，目前該方法很少用于改性瀝青用基質瀝青的生產。調合工藝是將高瀝青質含量的瀝青調入瀝青質含量低的瀝青中，可以有效地提高瀝青質含量。通常采用巖瀝青、湖瀝青等瀝青質含量高的天然瀝青和溶劑脫油瀝青作調合組分，由于天然瀝青等硬瀝青的軟化點高，通常高于150℃。甚至更高，很難在基質瀝青中完全溶解，不宜用于制備改性瀝青的基質瀝青。另外，天然瀝青資源有限，開采成本高，也限制了該方法的使用。

為適應當今高等級公路的車流量大，速度快，負荷大的特點，特別是應對車輛重載超載對路面的破壞。需要對傳統的道路瀝青進行性能改進。高分子聚合物改性瀝青應運而生。改性瀝青就是將基質瀝青與聚合物進行混合，改善瀝青性能。常用的改性劑有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體即SBS和丁苯橡膠即SBR。制備聚合物改性瀝青的技術關鍵就是能夠使改性劑均勻分散到瀝青中，SBS與基質瀝青形成穩定的膠體，不產生分層離析現象，從而獲得高性能的改性瀝青產品。

SBS改性瀝青，在用于高等級道路鋪筑的SBS(化學名稱為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性瀝青的生產過程中，為減少SBS的離析，要求基質瀝青中的瀝青質含量較高，通常為10％(wt)左右。對于瀝青質含量低于5％的基質瀝青在一般工藝條件下難以生產出合格的改性瀝青，即使能夠生產合格，其工藝條件也相當苛刻，如反應溫度高達230℃以上，反應時間很長，并存在工藝不能實現連續操作，生產周期長，產品質量不穩定的問題，生產過程中不但增加了裝置設備的運行負荷和操作難度，同時也會增加生產運行中的能耗，高溫反應時產生的大量瀝青煙氣，既污染了大氣環境，又嚴重危害著操作人員的身心健康。所以針對族組成中天然瀝青質含量低的石油瀝青，用作改性瀝青的基質瀝青，必須提高其瀝青質含量。