一种利用煤直接液化残渣制备的沥青混合料添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种利用煤直接液化残渣制备的沥青混合料添加剂及其制备方法，包括煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂和增塑剂，首先将煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂分别粉碎后进行混合处理，得到第一混合物；再向第一混合物中加入预热后的增塑剂进行捏合处理，得到第二混合物；最后将第二混合物挤出造粒，得到所述的沥青混合料添加剂。本发明专利技术的沥青混合料添加剂采用煤制油废弃物为主要原料，可以节约15％以上的沥青原料；添加了本发明专利技术的沥青混合料添加剂的沥青混合料，其性能可以达到或优于改性沥青混合料的各项物理指标；沥青混合料的动稳定度可达8064次/mm，抗车辙能力显著提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于道路工程领域，具体涉及一种利用煤直接液化残渣制备的沥青混合料添加剂及其制备方法。
技术介绍
随着国际能源争夺日益激烈，石油价格不断突破历史新高，出于对能源战略储备的需求，全球范围内替代石油项目也加速发展。我国能源结构现状是煤炭资源相对丰富，石油、天然气相对匮乏。随着国民经济的快速发展，我国对石油产品的消费量不断增长，大大超过了同期原油生产的增长速度。国内石油产品生产无法满足需求，导致我国石油进口量逐年俱增。充分利用丰富的煤炭资源，发展煤炭液化技术是减少对国外原油过度依赖，缓解我国石油资源短缺、石油产品供需紧张状况的重要途径之一，同时也是提高我国煤炭资源利用率、减轻燃煤污染，促进能源、经济、环境协调发展的重要举措。煤制油(Coal-to-liquids,CTL)是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，包含煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。煤直接液化是将煤在高温高压条件下，通过催化加氢直接液化合成液态烃类燃料，并脱除硫、氮、氧等原子。利用煤直接液化法产生一吨油就会产生1.4吨液化残渣，煤液化残渣是一种高碳、高灰、高硫的物质，在室温下其外观呈固体沥青状，软化点约为180℃左右，其中的有机类物质包括重质液化油、沥青类物质和未转化的煤；无机类物质包括煤中的矿物质和外加的催化剂。对于大型煤液化装置，煤液化残渣的产量十分庞大，如我国神华集团煤直接液化一期250万t/a商品油商业化示范厂在满负荷运转状态下可产生煤液化残渣388万t/a，如此大量的煤直接液化残渣如果没有找到理想的处理技术或方法，势必会对环境造成严重污染，所以无论从能源战略角度还是环境保护角度考虑，对煤直接液化残渣的利用研究都是煤液化工艺开发的重要组成部分。由于煤直接液化残渣中的沥青类物质含量较高，因此非常适合制备道路材料，而其原料成本远远低于沥青材料。专利号为200610012547.9的中国专利技术专利公开了一种道路沥青改性剂，该专利技术将
煤液化残渣直接作为道路沥青改性剂，在制备改性沥青时，煤直接液化残渣改性剂占改性沥青重量的5-10％，该专利技术简单、优化的利用了煤直接液化残渣，但是，作为改性剂的煤液化残渣添加量非常小，当煤液化残渣含量再提高后，由于沥青发脆，低温性能不好，难以满足路用性能要求。专利号为201010216320.2的中国专利公开了一种煤直接液化残渣复合改性沥青，其通过在熔融的煤直接液化残渣中加入油份和胶质，直接将煤直接液化残渣制备成改性沥青，该改性沥青制作工艺简单，价格低廉，但是，由于煤直接液化残渣的成分与沥青成分差别很大，直接将煤直接液化残渣制备成改性沥青，其各项性能指标难以达到改性沥青的要求；专利号为201010198795.3的中国专利公开了一种煤直接液化残渣制备沥青混凝土路面抗车辙剂的方法，该方法将煤直接液化残渣、石油沥青、聚乙烯分别粉碎，接着按照一定重量比混合，最后将混合物挤出造粒，制得2-5mm固体颗粒形态的抗车辙剂，该专利技术的抗车辙剂可明显提高沥青路面的抗车辙性能，但是该专利技术的抗车辙剂需要使用石油沥青作为原料，而且无法改善沥青混凝土的其他性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种利用煤直接液化残渣制备的沥青混合料添加剂，以煤直接液化残渣为主要原料复合多种有机化合物制备而成，本专利技术制备的沥青混合料添加剂可以提高沥青混合料的各项物理性能指标，节约15％沥青用量，大幅提高沥青混合料抗开裂性能和抗车辙性能。为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种利用煤直接液化残渣制备的沥青混合料添加剂的制备方法，包括如下步骤：1)对煤直接液化残渣进行元素分析，将得到的元素分析结果与优质沥青的元素分析结果进行比对；2)根据比对结果确定煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂、增塑剂的重量配比；3)将煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂分别粉碎后进行混合处理，得到第一混合物，备用；4)将增塑剂预热至60-90℃，得到粘稠状液体；5)向第一混合物中加入步骤4)制得的粘稠状液体进行捏合处理，得到第二混合物；6)将第二混合物挤出造粒，得到所述的沥青混合料添加剂。其中，所述煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂和增塑剂的重量份配比为：煤直接液化残渣：55-90；交联剂：10-35；促进剂：0.01-0.45；胶合剂：5-15；增塑剂：0.5-5。特别是，所述煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂和增塑剂的重量份配比为：煤直接液化残渣：60-85；交联剂：15-30；促进剂：0.02-0.40；胶合剂：7-13；增塑剂：1.0-4.5。其中，所述交联剂为烷基酚醛树脂、对-叔丁基苯酚-乙炔树脂、氯化石蜡树脂、碳九石油树脂或多萜树脂中的一种或多种，优选为烷基酚醛树脂。本专利技术的交联剂可以在分子间起架桥作用，从而使多个分子相互键合交联成网状结构。其中，所述促进剂为十八烷酸、次磺酰胺类促进剂、秋兰姆类促进剂、氧化锌或氧化镁中的一种或多种，优选为十八烷酸或次磺酰胺类促进剂。本专利技术的促进剂可以提高各组分与石料结合的表面活性。其中，所述胶合剂为无规聚丙烯、聚乙烯醇缩丁醛或再生胶中的一种或多种。本专利技术的胶合剂可以增加粘度、提高沥青混合料的弹性恢复能力。其中，所述增塑剂为石蜡油、蓖麻油、妥尔油、松香油或煤焦油中的一种或多种，优选为石蜡油。本专利技术的增塑剂可以使交联剂、促进剂、胶合剂与煤直接液化残渣互相融合，分散更均匀。其中，步骤3)中所述煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂粉碎后的粒度为80-120目。其中，步骤3)中所述的混合处理在搅拌条件下进行。特别是，所述混合处理的搅拌速度为30-50r/min，搅拌时间为10-25min。其中，步骤4)中所述增塑剂的预热温度为60-90℃，优选为65-85℃，进一步优选为70-80℃。其中，步骤5)中所述捏合处理的温度为80-120℃，捏合处理的时间为3-5min。其中，步骤6)中所述的造粒的粒径为2.5-3.5mm。其中，还包括步骤7)将造粒后的沥青混合料添加剂进行冷却、装袋。特别是，所述冷却的温度为0-20℃。本专利技术又一方面提供一种按照上述方法制备而成的沥青混合料添加剂。本专利技术方法具有如下优点：1)本专利技术的利用煤直接液化残渣制备的沥青混合料添加剂采用煤直接液化残渣为主要原料制备而成，不仅实现了煤液化残渣的高效利用，而且保护了环境。2)在沥青混合料中添加本专利技术的沥青混合料添加剂，可以节约15％以上的沥青原料，能够显著提高沥青混凝土的抗开裂和抗车辙能力，动稳定度达到8000次/mm以上。3)本专利技术的沥青混合料添加剂用在重交沥青混凝土中，其性能可以达到或优于改性沥青混凝土的各项物理指标，是改性沥青的替代产品。4)本专利技术的沥青混合料添加剂使用简便，在传统的沥青混合料生产工艺中无需增加施工工序，特别适用于高温地区以及重交通路段。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。实施例1制备沥青混合料添加剂1)对煤直接液化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用煤直接液化残渣制备的沥青混合料添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对煤直接液化残渣进行元素分析，将得到的元素分析结果与优质沥青的元素分析结果进行比对；2)根据比对结果确定煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂、增塑剂的重量配比；3)将煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂分别粉碎后进行混合处理，得到第一混合物，备用；4)将增塑剂预热至60‑90℃，得到粘稠状液体；5)向第一混合物中加入步骤4)制得的粘稠状液体进行捏合处理，得到第二混合物；6)将第二混合物挤出造粒，得到所述的沥青混合料添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种利用煤直接液化残渣制备的沥青混合料添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对煤直接液化残渣进行元素分析，将得到的元素分析结果与优质沥青的元素分析结果进行比对；2)根据比对结果确定煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂、增塑剂的重量配比；3)将煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂分别粉碎后进行混合处理，得到第一混合物，备用；4)将增塑剂预热至60-90℃，得到粘稠状液体；5)向第一混合物中加入步骤4)制得的粘稠状液体进行捏合处理，得到第二混合物；6)将第二混合物挤出造粒，得到所述的沥青混合料添加剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煤直接液化残渣、交联剂、促进剂、胶合剂和增塑剂的重量份配比为：煤直接液化残渣：55-90；交联剂：10-35；促进剂：0.01-0.45；胶合剂：5-15；增塑剂：0.5-5。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为烷基酚醛树脂、对-叔丁基苯酚-乙炔树脂、氯化石蜡树...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁清源，于小桥，
申请(专利权)人：梁清源，于小桥，
类型：发明
国别省市：北京;11