[發明專利]改質瀝青及其制備方法

有效

• 申請號: 201410021224.0
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103740395A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 舒成;李克健;章序文;程時富;常鴻雁;周穎
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司上海研究院
• 主分類號: C10C3/02
• 分類號: C10C3/02;C10C3/08;C10C3/06
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及瀝青的深加工技術領域，具體而言，涉及一種改質瀝青及其制備方法。

背景技術

隨著國民經濟的快速發展，現代化和社會發展進程不斷加快，我國對石油產品的消費量不斷增長，大大超過了同期原油生產的增長速度，導致我們石油進口量逐年俱增，且已經超過了自產量。而我國是個富煤貧油的國家，充分利用豐富的煤炭資源，發展煤炭直接液化等先進的清潔煤技術是減少對國外原油過度依賴，緩解我國石油資源短缺、石油產品供需緊張狀況的重要途徑之一，同時也是提高我們煤炭資源利用率，減輕燃煤污染，促進能源、經濟、環境協調發展的重要舉措。

煤炭直接液化是將煤通過高溫、高壓，在催化劑作用下加氫直接轉化成清潔的運輸燃料（石腦油、柴油等）或化工原料的一種先進的潔凈煤技術。煤直接液化的過程一般是將煤預先粉至0.15mm以下的粒度，再與溶劑配成煤漿，并在一定溫度（約450℃）和高壓下加氫，使煤中的大分子裂解加氫成較小分子的過程。液化過程中除了得到需要的液化產品以外，還副產一些烴類分子、CO_X等氣體、工藝水和固液分離過程產生的液化殘留物（又稱煤液化殘渣）。液化殘渣一般約占進煤量的30%左右。煤液化殘渣的利用對液化過程的效率和整個液化廠的經濟性和環境保護等均有不可低估的影響。研究煤直接液化殘渣的高效、可行的綜合利用方法，提取出有價值的產品對提高直接液化過程的經濟效益具有重要的現實意義。

煤直接液化殘渣主要由無機質和有機質兩部分組成，有機質包括液化重油、瀝青類物質和未轉化的煤，無機類物質（通常稱為灰分）包括煤中的礦物質和外加的催化劑。有機類物質中的液化重油和瀝青類物質約占殘渣量的50%，未轉化煤約占殘渣量的30%，灰分占20%左右。因此，將液化殘渣中約占50%的瀝青類物質和重質油分離出來進行綜合開發利用，從中提取或制備出更有價值的產品是可行的。

當今對煤液化殘渣的利用技術主要用于鍋爐燃料、焦化制油、氣化制氫等傳統方法。作為燃料直接在鍋爐或窯爐中燃燒，無疑將影響煤液化的經濟性，而且液化殘渣中較高的硫含量將帶來環境方面的問題。焦化制油雖然增加了煤液化工藝的液體油收率，但液化殘渣并不能得到最合理的利用，半焦和焦炭還有大量的灰分和硫影響到它的用途。將液化殘渣進行氣化制氫的方法是一種有效的大規模利用的途徑，但對殘渣中的瀝青類物質和重質油的高附加值利用潛力未得到體現。

迄今為止，國內外已經有很多關于瀝青類物質改質的研究報道，如采用氧化熱聚法、加熱聚合法、加壓熱聚法。氧化熱聚法是將瀝青原料間歇式加熱蒸餾釜，再通入壓縮空氣進行加熱氧化，釜內溫度一般維持在340～360℃，通入的空氣量能將瀝青軟化點提高到所需點為止；國內有的焦化廠采用加熱聚合法，可將中溫瀝青軟化點提高到120℃，甲苯不溶物值提高到30wt%左右；日本大阪煤氣公司采用加壓熱聚法，發現瀝青β樹脂含量比常壓加熱聚合法要高，我國水城鋼鐵公司焦化廠用此方法已生成出合格的改質瀝青。

雖然這些瀝青改質方法一直被國內外生產廠家采用，并且都生產出中高溫改質瀝青，例如，軟化點在75～120℃、β樹脂含量16～35wt%，灰分含量低于0.5wt%的中高溫改質瀝青。但是這些瀝青改質方法都是針對軟化點較低（75～95℃）、β樹脂含量在20wt%左右的石油系瀝青或煤焦油系瀝青，且主要是將其軟化點提高至上述中高溫改質瀝青的軟化點。而有關高軟化點（115～160℃）、低β樹脂含量（5～15wt%）的高溫瀝青改質的研究至今未有報道，這種軟化點過高的高溫瀝青因存在粘結性太差的劣勢，產品開發適用性不強，不適合作為搗固煉焦、活性炭和石墨電極粘結劑、防水卷材、防水涂料等的原料，因此需要繼續將其進行改性以滿足市場所需。

發明內容

本發明旨在提供一種改質瀝青及其制備方法，以高溫瀝青為原料，并改善了其瀝青的性能。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種改質瀝青的制備方法，包括以下步驟：S1，將高溫瀝青與重質油、交聯劑進行混合，得到混合物，該高溫瀝青的軟化點在115～160℃，β樹脂含量為5～15wt%，灰分含量≤0.5wt%；S2，使混合物在催化劑作用下進行分階段交聯聚合，得到改質瀝青，不同階段的交聯聚合溫度不同且各所述階段的交聯聚合溫度在60～180℃之間。

進一步地，上述步驟S2在完成任一階段的交聯聚合后升溫至下一階段的交聯聚合溫度。

進一步地，上述升溫的速率為1～10℃/min。