生物质油作为沥青的应用制造技术

本发明专利技术公开了生物质油作为沥青的应用，应用过程为：生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物，即得到沥青产品。生物质油作为沥青的应用的过程也可以为：将生物质油用于制备生物调和沥青，生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，与石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青混合并加热乳化，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物与石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青的混合物，即得到生物调和沥青产品。本发明专利技术得到的生物质水解产物，可作为沥青使用或用于制备沥青，生物质水解产物的含硫量远低于煤焦油沥青、石油沥青以及天然沥青，通过本方法混和得到的生物调和沥青含硫量低，符合绿色环保要求，适于推广应用。

Application of Biomass Oil as Asphalt

【技术实现步骤摘要】
生物质油作为沥青的应用
本专利技术属于生物质处理
，具体涉及生物质油作为沥青的应用。
技术介绍
通常农业生物质废料有一下几种处理方法：1）通过就地焚烧还田，就地设备较为落后地区比较常见，由于这些地区不具备农业废料集中处理的能力，只能通过就地焚烧解决固废处理问题。就地焚烧还田产生大量的烟尘，严重污染环境，现该处理方法在很多地区已经被禁止；2）生物质发电，农业生物质废料直接投入发电锅炉。该方法虽然解决了就地焚烧导致的污染问题，但是生物质利用率低。3）生物质热裂解法（如中国专利201210048116.3，将生物质热裂解法生成生物质焦油）：在绝氧条件下通过高温（400-600摄氏度）处理，使生物质分解成生物质木炭、生物质焦油、或是热解气体，该方法有效的使生物质快速分解，生成不同的可用燃料。可做燃料使用的主要是：低热值的生物质热解气和生物质焦油。该方法虽然实现了生物质到生物燃料的转换，但是大部分燃料可用碳被固定在了生物木炭里，限制了生物质焦油转化率，同时热解法生产的生物质焦油，由于易变质，同时粘度过低，无法做为沥青使用。沥青直接用于铺路时，对沥青的成分要求不高，主要对沥青的软化点和针入度有一定要求，一般要求软化点在70-90℃，针入度在25-300（单位1/10mm）之间，延度30-100厘米之间。而中温沥青用于制油毡、建筑物防水层、高级沥青漆等，也是制取沥青焦或延迟焦及改质沥青的原料。冶炼沥青焦的原料：作碳素电极，电解铝阳极的粘合剂：用于铺路防水材料：油毡涂料：生产电池和作耐火材料的粘结剂。现有技术中，中温沥青用于制备碳素时通常包括以下过程：1.沥青焦化生成沥青焦或是针状焦；2.沥青焦或针状焦通过1200-1400℃的煅烧得到煅后焦；3.煅后焦经过破碎，加入黏合沥青，挤压成型；4.放入电煅炉中烤制到2500-2700摄氏度。为了较大程度的提高企业的生产效益，沥青通常用来下游高附加值的碳素产品，沥青的基本需要满足以下性能，使得制备碳素的效果较好：a.较低的硫含量：这是因为含硫在高温烘培碳素产品时容易产生二氧化硫，由于石墨产品通常是通过挤压成型后再进行，再进行烘培，气胀会使产品内部产生裂纹，从而影响产品质量。同时生成的二氧化硫，也会造成环境污染（通常含硫量需低于0.04%）。b.低喹啉不溶物：在沥青中间相理论提到，高喹啉不溶物含量抑制沥青中间相的形成，而沥青中间相对优质碳素的形成至关重要。c.灰分含量低：灰分主要影响碳素的膨胀系数，在高温下产品会发生膨胀，如果膨胀系数过大，高温下产品强度会下降，碳素产品需要相对较低的膨胀率（通常灰分需小于0.25%）。d.芳香烃含量高：这是因为芳香烃约高，沥青焦越容易石漠化。e.残碳量高：这是因为残碳量决定了沥青到沥青焦的转化率。虽然中国专利201010576060.X将热解法得到的生物质焦油进一步制备生物沥青（参照中国专利），但是热解法生产的生物质焦油，通常生物焦油转化率为20-30%，生成的生物焦油通过200℃以上的蒸馏得到的重质物质为生物沥青。由于热解法得到的生物焦油没有脱氧，所以不稳定，需要添加助剂或者加氢，才能保证生物焦油和生物沥青的储存稳定性。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供生物质油作为沥青的应用，通过本专利技术能将生物质完全液化，且综合利用，降低环境污染的同时，提高了经济效益。所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于：生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物，即得到沥青产品；所述生物质水解产物为生物质油。所述沥青的软化点为70-90℃，甲苯不溶物含量为5-25%，喹啉不溶物含量为5-25%，结焦值为45%以上，芳香度在50%-90%之间，灰分在0.3%以下。所述蒸馏浓缩的温度在60~160℃，优选为100-105℃；所述蒸馏浓缩的操作压力在200-800mbar，优选为400-600mbar。生物质油作为沥青的应用，其特征在于将生物质油用于制备生物调和沥青，过程如下：生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，与石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青混合并加热乳化，待石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青完全溶解后，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物与石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青的混合物，即得到生物调和沥青产品，所述生物质水解产物为生物质油。所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于：所述生物调和沥青中，石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青的质量浓度在20%~50%；所述生物调和沥青的软化点为70-90℃，甲苯不溶物含量为5-25%，喹啉不溶物含量为5-25%，结焦值为45%以上，芳香度60%-95%之间，灰分在0.3%以下。所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于具体过程如下：生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，与煤焦油沥青混合并加热乳化，加热乳化的温度在40~70℃，优选为60℃；加热乳化过程中，通过高剪切机、乳化器或搅拌器进行搅拌，使煤焦油沥青充分分散在所述水解后的反应液中，待煤焦油沥青完全溶解后，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物与煤焦油沥青的混合物，即得到生物调和沥青产品，所述生物质水解产物为生物质油。所述蒸馏浓缩的温度在60~160℃，优选为100-105℃；所述蒸馏浓缩的操作压力在200-800mbar，优选为400-600mbar。所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于：所述生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，是按照以下过程制备而成：1）生物质颗粒加入反应釜中，无氧状态下加入水共溶剂，搅拌下加热升温到150℃-220℃，加入路易斯酸进行水解反应，得水解后的生物质混合液；2）向步骤1）的生物质混合液中加碱中和调节pH至4.5-8，冷却后过滤除去中和得到的沉淀物和生物质中的灰分，即得所述反应液。所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于步骤1）中生物质颗粒含水量小于8%，颗粒粒径小于25mm，生物质为木料、秸秆、纸产品、松木、草类、稻壳、甘蔗渣、棉花、黄麻、亚麻、竹、剑麻、蕉麻、稻草、玉米芯中的任意一种或几种混合物。所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于步骤1）中，水共溶剂为水与有机溶剂的混合液，所述水与有机溶剂的质量比为1：1-1：5，所述有机溶剂为乙醇、四氢呋喃或丙酮；所述生物质与水共溶剂中的水的质量比是1：1-1：3；所述路易斯酸的用量是水共溶剂中的水质量的1%-5%，优选为3%。所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于步骤2）中，调节pH加入的碱为碳酸钙或氢氧化钙。通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1）生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物，保留了生物质水解中大部分水解产物如C5-C6的糖、糠醛、5-羟甲基糠醛、乙酰丙酸和水解后的木质素，所述水解后的木质素即为即芳烃类有机物，所述生物质水解产物中的芳烃类有机物的质量含量在50%以上，木质素是天然高分子材料，具有热稳定性高的优点。由于生物质脱水产物中的糠醛类化合物属于沸点较低的轻组分，在蒸馏浓缩除去溶剂时，糠醛类化合物被蒸出，进而可调节生物沥青粘度。本专利技术水解反应得到的产物进行了脱氧，因此得到的生物质水解产物比较稳定。2）本专利技术得到的生物质水解产物，可作为沥青使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.生物质油作为沥青的应用，其特征在于：生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物，即得到沥青产品；所述生物质水解产物为生物质油。

【技术特征摘要】
1.生物质油作为沥青的应用，其特征在于：生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物，即得到沥青产品；所述生物质水解产物为生物质油。2.生物质油作为沥青的应用，其特征在于将生物质油用于制备生物调和沥青，过程如下：生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，与石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青混合并加热乳化，待石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青完全溶解后，经蒸馏浓缩除去溶剂得到生物质水解产物与石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青的混合物，即得到生物调和沥青产品，所述生物质水解产物为生物质油。3.如权利要求1所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于：所述沥青的软化点为70-90℃，甲苯不溶物含量为5-25%，喹啉不溶物含量为5-25%，结焦值为45%以上，芳香度在50%-90%之间，灰分在0.3%以下。4.如权利要求2所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于：所述生物调和沥青中，石油沥青、煤焦油沥青或天然沥青的质量浓度在20%~50%；所述生物调和沥青的软化点为70-90℃，甲苯不溶物含量为5-25%，喹啉不溶物含量为5-25%，结焦值为45%以上，芳香度60%-95%之间，灰分在0.3%以下。5.如权利要求2所述的生物质油作为沥青的应用，其特征在于具体过程如下：生物质在酸性溶液中进行水解反应后的反应液，与煤焦油沥青混合并加热乳化，加热乳化的温度在40~70℃；加热乳化过程中，通过高剪切机、乳化器或搅拌器进行搅拌，使煤焦油沥青充分分散在所述水解后的反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈都，李振宁，
申请(专利权)人：台州立拓能源有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33