基质沥青、改性沥青及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种基质沥青、改性沥青及制备方法。该制备方法包括：以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物；将热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青。低沥青质含量的渣油和脱油沥青经过热裂化工艺能够得到沥青质含量较高的热解裂化产物；然后将上述热解裂化产物与特定的富芳烃组分进行混合能够优化沥青的烃组成，以得到沥青质含量和芳烃含量都较高的待氧化原料。将待氧化原料进行氧化反应有利于进一步优化基质沥青的烃组成及分子结构，增加了化学极性较强的含氧官能团，这有利于提高了基质沥青与SBS等添加组分的相容性，进而有利于提高由上述基质沥青制得的改性沥青的稳定性等性能。

【技术实现步骤摘要】
基质沥青、改性沥青及制备方法
本专利技术涉及改性沥青制备领域，具体而言，涉及一种基质沥青、改性沥青及制备方法。
技术介绍
近20年的路面使用经验表明，与普通的石油道路沥青相比，SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)聚合物改性沥青具有更加优良的路用性能，目前我国高速公路的表面层几乎全部使用改性沥青。SBS属于高分子聚合物，其与石油沥青在分子量、密度、化学极性和溶解度参数等性质差异较大，二者存在相容性差异，这使得SBS与石油沥青不能自发共混形成稳定的改性沥青。SBS容易从沥青中分离，即所谓的离析现象。长期以来人们一直在研究各种制备SBS改性沥青的方法。改性沥青的制备通常采用高速剪切共混反应工艺，首先基质沥青与SBS和增溶剂经过胶体磨或者高速剪切机进行剪切，SBS被剪切成微米级细小颗粒，得以均匀分散在沥青连续相中。接下来加入改性稳定剂等助剂，促使SBS与基质沥青在180～230℃高温下发生反应形成网状结构，得到性质均匀稳定的改性沥青产品。除了高速剪切分散改性工艺，改性沥青生产工艺还有以下几种现有文献提供了一种改性方法，该方法中通过用工业磷酸和石油酸作催化剂，对由减压渣油与丙烷脱油沥青、富含芳烃馏分调合的原料进行催化氧化反应获得基质沥青，改善沥青的组成结构。该方法使用磷酸和石油酸作为催化剂存在腐蚀设备和催化剂反应滞后效应导致沥青性质不断变化难以调控的问题；另外，对于本身沥青质含量低的原料，该工艺也不可能大幅度地将沥青质含量提高到10％以上。另一篇现有文献提供了一种提高低沥青质原料中沥青质含量的方法，以沥青质含量低于5％的低沥青质渣油或脱油沥青为原料，在390～450℃下经过热裂化工艺大幅度生成沥青质，再经减压分馏得到塔底残渣，可以获得沥青质含量在5-～20％的高沥青质含量组分。该组分只是提供了一种高沥青质含量的原料，尚不能直接用于改性沥青生产。又一篇现有文献提供了一种提供了一种用高芳烃油制备改性沥青的方法，其改性用的基质沥青的组成为10～25％的高芳烃油与65～85％的丙烷脱油沥青和5～10％的减压渣油调合而成；或与30～45％的氧化沥青和30～45％的减压渣油调合而成。该技术没有对原料沥青的沥青质含量提出指标要求，也没有进一步优化沥青的烃组成结构。又一篇现有文献提供了一种低沥青质含量的原料用于改性沥青的制备方法。以芳香烃含量小于30％、沥青质含量小于5％的常压沸点高于350℃的渣油或脱油沥青或是两者的混合物为原料，经过热裂化工艺提高沥青质含量，再经蒸馏切割得到常压沸点大于350℃的塔底残渣作为高沥青质含量组分。将高沥青质含量组分与1～20％的芳烃油相容剂经过剪切分散高温搅拌反应制备出SBS改性沥青。通过该方法无法改善沥青的烃分子结构，进而不能提高沥青与SBS的相容性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种基质沥青、改性沥青及制备方法，以解决采用现有的基质沥青制得的改性沥青性能不稳定，易出现离析的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面提供了一种基质沥青的制备方法，该制备方法包括：以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物，原料中沥青质含量小于1.0wt％，常压沸点高于350℃，热裂化产物的常压沸点高于350℃；将热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青，富芳烃组分中的芳烃含量大于50wt％，闪点大于235℃。进一步地，热裂化反应过程包括：将原料输送至热裂化分馏塔中进行热裂化反应，得到热裂化生成油；将热裂化生成油进行减压蒸馏，得到热裂化产物。进一步地，热裂化反应过程的反应温度为390～450℃，停留时间为30～60min；优选地，热裂化反应过程的反应温度为410～430℃，反应时间为30～40min。进一步地，热裂化产物与富芳烃组分的重量比为(60～70):(30～40)。进一步地，氧化反应在空气中进行；优选地，氧化反应的反应温度为180～260℃，氧化时间为120～360min，以每千克沥青原料和氧化时间计算，空气的通入量为2～5L/min。本申请的另一方面还提供了一种基质沥青，基质沥青采用上述制备方法制得。进一步地，基质沥青的软化点为48.0～56.0℃，25℃下针入度为55～1001/10mm，沥青质含量为8～12wt％，芳香烃含量为35～45wt％，胶质为35～45wt％，饱和分为10～30wt％。本申请的有一方面还提供了一种改性沥青的制备方法，制备方法包括：将上述基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及稳定剂混合，得到改性沥青，稳定剂包括硫磺和/或酸类化合物。进一步地，该制备方法还包括：在150～180℃下，将基质沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在高速剪切机或胶体磨剪切5～120min，以使苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物分散在基质沥青中，得到混合物；及将混合物升温至180～200℃后，向混合物中加入稳定剂，并恒温搅拌120～360min，得到改性沥青。进一步地，稳定剂为硫磺和酸性化合物的混合物，且重量比为(1～5):1；优选地，酸性化合物为磷酸和/或多聚磷酸。进一步地，以占改性沥青的重量百分含量计，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的加入量为4～6％，稳定剂的加入量为0.1～1.0％。本申请的又一方面还提供了一种改性沥青，改性沥青采用上述制备方法制得。应用本专利技术的技术方案，低沥青质含量的渣油和脱油沥青经过热裂化工艺能够得到沥青质含量较高的热解裂化产物；然后将上述热解裂化产物与特定的富芳烃组分进行混合能够优化沥青的烃组成，以得到沥青质含量和芳烃含量都较高的待氧化原料。将上述待氧化原料进行氧化反应有利于进一步优化基质沥青的烃组成及分子结构，增加了化学极性较强的含氧官能团，这有利于提高了基质沥青与SBS等添加组分的相容性，进而有利于提高由上述基质沥青制得的改性沥青的稳定性等性能。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
所描述的，采用现有的基质沥青制得的改性沥青性能不稳定，易出现离析的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种基质沥青的制备方法，该制备方法包括：以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物，原料中沥青质含量小于1.0wt％，常压沸点高于350℃，热裂化产物的常压沸点高于350℃；将热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青，富芳烃组分中的芳烃含量大于50wt％，闪点大于235℃。低沥青质含量的渣油和脱油沥青经过热裂化工艺能够得到沥青质含量较高的热解裂化产物；然后将上述热解裂化产物与特定的富芳烃组分进行混合能够优化沥青的烃组成，以得到沥青质含量和芳烃含量都较高的待氧化原料。将上述待氧化原料进行氧化反应有利于进一步优化基质沥青的烃组成及分子结构，增加了化学极性较强的含氧官能团，这有利于提高了基质沥青与SBS等添加组分的相容性，进而有利于提高由上述基质沥青制得的改性沥青的稳定性等性能。用该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基质沥青的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：/n以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物，所述原料中沥青质含量小于1.0wt％，常压沸点高于350℃，所述热裂化产物的常压沸点高于350℃；/n将所述热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青，所述富芳烃组分中的芳烃含量大于50wt％，闪点大于235℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种基质沥青的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
以渣油和/或脱油沥青为原料进行热裂化反应，得到热裂化产物，所述原料中沥青质含量小于1.0wt％，常压沸点高于350℃，所述热裂化产物的常压沸点高于350℃；
将所述热裂化产物与富芳烃组分进行氧化反应，得到基质沥青，所述富芳烃组分中的芳烃含量大于50wt％，闪点大于235℃。


2.根据权利要求1所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述热裂化反应过程包括：
将所述原料输送至热裂化分馏塔中进行所述热裂化反应，得到热裂化生成油；
将所述热裂化生成油进行减压蒸馏，得到所述热裂化产物。


3.根据权利要求1或2所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述热裂化反应过程的反应温度为390～450℃，停留时间为30～60min；
优选地，所述热裂化反应过程的反应温度为410～430℃，反应时间为30～40min。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述热裂化产物与所述富芳烃组分的重量比为(60～70):(30～40)。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的基质沥青的制备方法，其特征在于，所述氧化反应在空气中进行；优选地，所述氧化反应的反应温度为180～260℃，氧化时间为120～360min，以每千克沥青原料和所述氧化时间计算，所述空气的通入量为2～5L/min。


6.一种基质沥青，其特征在于，所述基质沥青采用权利要求1至5中任一项所述的制备方法制得。

【专利技术属性】
技术研发人员：熊良铨，杨克红，毛三鹏，蔺习雄，张艳莉，王援，彭煜，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，中石油克拉玛依石化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11