道路沥青改性剂及其制备方法.pdf

1、10申请公布号CN104073003A43申请公布日20141001CN104073003A21申请号201410279184X22申请日20140621C08L95/00200601C08L21/00200601C08K11/00200601C10G1/1020060171申请人太原科技大学地址030024山西省太原市万柏林区窊流路66号72发明人薛永兵葛泽峰苏深李丰超74专利代理机构太原华弈知识产权代理事务所14108代理人李毅54发明名称道路沥青改性剂及其制备方法57摘要本发明公开了一种道路沥青改性剂及其制备方法，是将煤、废旧轮胎切片与催化裂化油浆按照0550551的质量比混合，加入以金

2、属元素计占煤总质量0024的煤加氢液化催化剂，于350450反应16小时，得到道路沥青改性剂，同时副产轻油和富烃气体。本发明道路沥青改性剂与TLA改性效果相当，达到美国材料测量协会标准（ASTMD5710），能够显著改善基质沥青的路用性能。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104073003ACN104073003A1/1页21一种道路沥青改性剂的制备方法，是将煤、废旧轮胎切片与催化裂化油浆按照0550551的质量比混合，加入以金属元素计占煤总质量0024的煤加氢液化催化剂，于350450反应16小时

3、，得到道路沥青改性剂，同时副产轻油和富烃气体。2根据权利要求1所述的道路沥青改性剂的制备方法，其特征是所述的煤加氢液化催化剂为硫酸亚铁、钼酸胺、黄铁矿或硫化钼。3以权利要求1或2所述方法制备的道路沥青改性剂。4权利要求3所述道路沥青改性剂的使用方法，是将改性剂粉碎至5微米以下，在温度130210下与基质沥青混合均匀，其中所述道路沥青改性剂占混合沥青总重量的540。权利要求书CN104073003A1/4页3道路沥青改性剂及其制备方法技术领域0001本发明属于道路沥青技术领域，涉及一种用于添加在道路沥青中，对道路沥青进行改性的道路沥青改性剂，以及该改性剂的制备方法。背景技术0002我国交通建设蓬

4、勃发展，高等级公路使用材料的需求数量与日俱增。沥青在公路建设中占有非常重要的地位，具有混凝土路面无法替代的优势，世界各国高等级路面绝大多数采用沥青路面。为防止沥青路面高温下的变形和低温下的断裂现象，要求沥青在高温下有足够的强度和热稳定性、低温下有足够的弹性和塑性。0003我国国内生产的基质沥青由于受原油性质的限制，难以同时具备上述两种特性，满足高等级公路的建设要求，所以使用改性剂改善沥青的路用性能便成为解决沥青质量问题的重要方法。产于南美洲TRINIDAD湖的天然沥青（TLA）是目前普遍使用的道路沥青改性剂，可以较好地解决单一沥青路面高温下的变形和低温下的断裂现象。但是TLA价格昂贵，来源有限

5、，在我国的使用受到限制。0004目前国内也有TLA改性剂的替代产品，但大多只是单纯起到改性作用，组成上与TLA还有很大的差别。ZL2008102222735公开了一种道路沥青改性剂，是将煤与催化裂化油浆在催化剂和惰性气体压力下反应得到。该改性剂需要在惰性气体环境下制备，工艺条件复杂，生产成本高。发明内容0005本发明的目的是提供一种制备工艺简单、改性效果好、生产成本低、利于环保的道路沥青改性剂及其制备方法。0006本发明提供的道路沥青改性剂的制备方法是将煤、废旧轮胎切片与催化裂化油浆按照0550551的质量比混合，加入以金属元素计占煤总质量0024的煤加氢液化催化剂，于350450反应16小时

6、，得到道路沥青改性剂，同时副产轻油和富烃气体。0007本发明所述的煤加氢液化催化剂为硫酸亚铁、钼酸胺、黄铁矿或硫化钼，可以促进氢分子向溶剂中转移，从而实现溶剂向煤中供氢，达到煤加氢液化的效果。0008所述的废旧轮胎切片为洗净、切片处理的废旧轮胎胎面橡胶部分。在改性剂中加入废旧轮胎，一方面可以将轮胎再生利用，另一方面，橡胶成分的引入能够改善沥青的胶体结构，有效改善其路用性能。0009所述的催化裂化油浆是原油经过蒸馏而得的石脑油再经催化裂化后，所得到的除汽油、柴油和重油以外的甩出油浆。0010本发明上述制备的道路沥青改性剂呈固态，其组成成分中的四氢呋喃可溶物为6580，甲苯可溶物为2040，残渣为

7、2035。对改性剂进行常规性能测试，针入度为35001MM，软化点60120。说明书CN104073003A2/4页40011本发明上述制备的道路沥青改性剂用于添加入基质沥青中，以改善基质沥青的路用性能。0012本发明道路沥青改性剂的使用方法是将所述改性剂粉碎至5微米以下，在温度130210下与基质沥青混合均匀，其中所述道路沥青改性剂占混合沥青总重量的540。0013本发明道路沥青改性剂的制备方法以及所制备的道路沥青改性剂具有以下技术效果。00141本发明所述道路沥青改性剂与TRINIDAD湖的天然沥青（TLA）改性效果相当，达到美国材料测量协会（AMERICANSOCIETYFORTESTI

8、NGMATERIALS）标准（ASTMD5710），改性效果好。00152本发明所述道路沥青改性剂的制备方法简单，产率高，一般为进料总重量（煤、废旧轮胎切片和催化裂化油浆总重量）的6590，同时还有一定收率的副产物轻质油品和5左右的富烃气体。00163制备本发明所述道路沥青改性剂使用的原料之一为废旧轮胎，既可以提高资源的回收利用，又可以改善路面质量，而且有利于减少黑色污染，在环境保护方面起到积极的作用。00174制备本发明所述道路沥青改性剂使用的原料之一为催化裂化油浆（又称抽出油或甩出油），是重油催化裂化装置的副产品，目前主要用作燃料，不仅降低了其价值，而且残留在油浆中的催化剂还会造成烧嘴磨蚀

9、和结焦，本发明则大大提高了催化裂化油浆的利用价值。具体实施方式0018实施例1取25质量份粉碎至小于02MM的山东兖州煤、25质量份汽车废旧轮胎切片和50质量份催化裂化油浆（河北省炼油厂生产），加入1L反应釜中，同时加入0005质量份的硫化钼催化剂，升温至400，反应2小时，反应完成后，打开反应釜顶部阀门，缓慢释放出气体副产物，通过溶液吸收有毒有害成分如H2S后，其余富烃气体收集利用，轻油经蒸馏方法分离收集，最后收集釜底重质残余物即为道路沥青改性剂。以得到所有产物的总质量为100计，其中沥青改性剂80，轻油和富烃气体183，水17。0019将上述制备的道路沥青改性剂低温碾磨粉碎，过筛至5微米以

10、下，取40质量份的改性剂，与60质量份的90石油沥青在180下混合均匀，制得改性道路沥青，性能指标测试结果见表1。0020实施例2取40质量份粉碎至小于02MM的陕西神府煤、40质量份汽车废旧轮胎切片和20质量份催化裂化油浆，加入1L反应釜中，同时加入04质量份的硫酸亚铁催化剂，升温至425反应5小时，反应完成后，打开反应釜顶部阀门，缓慢释放出气体副产物，通过溶液吸收有毒有害成分如H2S后，其余富烃气体收集利用，轻油经蒸馏方法分离收集，最后收集釜底重质残余物即为道路沥青改性剂。以得到所有产物的总质量为100计，其中沥青改性剂821，轻油和富烃气体158，水21。说明书CN104073003A3

11、/4页50021将上述制备的道路沥青改性剂低温碾磨粉碎，过筛至5微米以下，取30质量份的改性剂，与70质量份的90石油沥青在200下混合均匀，制得改性道路沥青，性能指标测试结果见表1。0022实施例3取429质量份粉碎至小于02MM的山西汾西煤、429质量份汽车废旧轮胎切片和142质量份催化裂化油浆，加入1L反应釜中，同时加入0858质量份超细氧化铁催化剂，升温至400，反应4小时，反应完成后，打开反应釜顶部阀门，缓慢释放出气体副产物，通过溶液吸收有毒有害成分如H2S后，其余富烃气体收集利用，轻油经蒸馏方法分离收集，最后收集釜底重质残余物即为道路沥青改性剂。以得到所有产物的总质量为100计，其

12、中沥青改性剂781，轻油和富烃气体194，水25。0023将上述制备的道路沥青改性剂低温碾磨粉碎，过筛至5微米以下，取20质量份的改性剂，与80质量份的90石油沥青在190下混合均匀，制得改性道路沥青，性能指标测试结果见表1和表2。0024实施例4取444质量份粉碎至小于02MM的黑龙江依兰煤、444质量份汽车废旧轮胎切片和112质量份催化裂化油浆，加入1L反应釜中，同时加入1332质量份黄铁矿催化剂，升温至375反应1小时，反应完成后，打开反应釜顶部阀门，缓慢释放出气体副产物，通过溶液吸收有毒有害成分如H2S后，其余富烃气体收集利用，轻油经蒸馏方法分离收集，最后收集釜底重质残余物即为道路沥青

13、改性剂。以得到所有产物的总质量为100计，其中沥青改性剂742，轻油和富烃气体226，水32。0025将上述制备的道路沥青改性剂低温碾磨粉碎，过筛至5微米以下，取10质量份的改性剂，与90质量份的90石油沥青在180下混合均匀，制得改性道路沥青，性能指标测试结果见表1。0026实施例5取454质量份粉碎至小于02MM的云南先锋煤、454质量份汽车废旧轮胎切片和92质量份催化裂化油浆，加入1L反应釜中，同时加入1816质量份黄铁矿催化剂，升温至350反应2小时，反应完成后，打开反应釜顶部阀门，缓慢释放出气体副产物，通过溶液吸收有毒有害成分如H2S后，其余富烃气体收集利用，轻油经蒸馏方法分离收集，

14、最后收集釜底重质残余物即为道路沥青改性剂。以得到所有产物的总质量为100计，其中沥青改性剂791，轻油和富烃气体186，水23。0027将上述制备的道路沥青改性剂低温碾磨粉碎，过筛至5微米以下，取5质量份的改性剂，与95质量份的90石油沥青在170下混合均匀，制得改性道路沥青，性能指标测试结果见表1和表2。0028对比例1在180下，将10质量份粉碎至5微米以下的TLA与90质量份的90石油沥青混合均匀，制得改性道路沥青。0029对比例2在180下，将20质量份粉碎至5微米以下的TLA与80质量份的90石油沥青混合均匀，制得改性道路沥青。说明书CN104073003A4/4页60030对比例3在180下，将30质量份粉碎至5微米以下的TLA与70质量份的90石油沥青混合均匀，制得改性道路沥青。0031对比例4在180下，将40质量份粉碎至5微米以下的TLA与60质量份的90石油沥青混合均匀，制得改性道路沥青。0032从表1可以看出，本发明道路沥青改性剂与TRINIDADA湖沥青的改性效果相当。0033注标准1和标准2ASTM标准。说明书CN104073003A