一种利用酸渣制备高强度沥青的方法 【技术领域】
本发明属于化工生产中的三废处理技术，特别是一种利用酸渣制备高强度沥青的方法，主要利用石化厂、炼油厂及炼焦厂等企业排出的工业废料-强酸性油渣生产高强度沥青。
背景技术
目前，世界上每年有数百万吨酸渣产生，由于酸渣的强腐蚀性和高粘稠度，造成存放和运输十分困难，而且难于利用，国内主要靠掩埋和坑贮办法处理，严重污染自然环境。因此，国内外十分重视酸渣的治理研究。
国外常用焚烧或热裂解的方法处理酸渣，如专利US 4177248提出对酸渣进行高温热解处理，即在900-1200℃燃烧炉中将酸渣燃烧产生二氧化硫，吸收后制备硫酸，但工艺复杂，耗能较大，经济效益较差，同时，酸渣的资源利用率低下。专利US4331481及US4238241提出将酸渣按0.2-0.8％的比例加入到成品沥青中，制成多孔酸性沥青，但该法未解决硫酸的腐蚀性问题，同时酸渣处理量低，得到的沥青性能不理想。专利CN1195564A中，向酸渣中加入碳酸钠和氢氧化钠混合液，反应48h后加热6-8h，再沉淀4h，生成工业芒硝和重油。该方法处理时间较长，耗能大，重油与硫酸钠水溶液难于分离，而且得到的芒硝需要进一步提纯才能符合工业要求，产生的废水量较大。专利CN1454966A中，公开了一种用碱液中和、负压下脱除水分，然后在0.09-0.06Mpa、115-145℃下分解磺酸物质，降低最后渣中的硫含量。该方法虽然可以避免严重的水污染，但显然是一种能耗很高的处理方法，使得废渣处理成本过高，企业得不偿失，况且分解磺酸的反应过程并不容易，产生的二氧化硫要经过吸收、浓缩处理，增加吸收单元，成本增加。在日本专利J49-126701中，公开了向酸渣中加入适量的废油或轻质油，水洗分离后，用石灰中和油中少量的硫酸，作为重油或经催化后转化为轻油。该法产生废水较多，而且油中有硫酸钙未经分离，废渣混于其中，油品不合格。而专利J53-144875中加入氢氧化镁浆液中和酸渣并中和酸渣燃烧后产生的二氧化硫，生成硫酸镁排放的方法存在对酸渣的综合利用率低、耗能大且污染重的缺点。专利J76-002919中在酸渣中继续加入硫酸，使酸含量达到65-90％，加热到150-190℃，有机物发生脱氢和碳化反应，从而可以制备活性炭吸附剂，此法高温下酸气污染严重，且硫酸溶液需要进一步处理。
将硫酸转化为可回收的硫酸盐报道较多，如专利CN85102005A中，采用氨水为中和剂使酸渣分为油层和硫酸铵溶液层，只需简单分离回收废油和硫酸铵，但此法在生产中溢出氨气，操作环境较差，加上氨水价格上涨，使得处理费用升高。而且中和后分层较难，不适合于胶质含量较大的酸渣处理。专利CN1193654A中，使用热水稀释酸渣，加入一定量的熟石灰粉，然后油水分离，用碳酸钠中和酸水，废水重复使用。该法产生硫酸钙、硫酸钠混合物，未谈及分离、回收利用问题。
另外，专利CN1031246A中提出一种水洗出酸渣中的硫酸、磺化物与乙醇及碱性物调和制备厕所用除垢剂的方法，适用于精制轻质油时产生的酸渣，但是水洗酸渣会产生大量废液。专利CN1073965A中，提出将酸渣破碎雾化作为氧化剂与有机物反应生成锅炉燃料油或沥青的处理方法，其缺点在于雾化时能耗较大，处理量小，反应难于完全进行，终产品中含有腐蚀性强的硫酸。
【发明内容】
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种利用酸渣制备高强度沥青的方法，以期实现科学处理废弃物，使能耗最低、化学污染物的排放量最小。该方法完全依靠反应放出的热量实现生产中对温度的要求，通过控制加料速度控制物料温度，节省了大量能源；通过对产生的少量气体的充分吸收和再利用，实现了生产零排放的要求，是一个绿色节能技术。
本发明的技术方案：
一种利用酸渣制备高强度沥青的方法，制备步骤如下：1)将酸渣加入装有搅拌器的容器中，加入废油以调节物料粘度，粘度的调节范围为(50-500)mPas，搅拌速度为(60-2000)转/分钟；2)向以上物料中缓慢加入1号钙粉后继续搅拌(5-100)min，同时将产生的气体引入到装有碱液的容器中；3)在搅拌下向以上物料中缓慢加入2号钙粉并使反应均匀，控制加料速度以使反应温度不超过150℃，反应物料的PH值为6-7；4)向以上物料中加入石油氧化沥青，搅拌均匀，即可制得性能优良的高强度沥青。
所述废油为废机油、减压四线油或糠醛抽除油，废油的加入量不超过酸渣总量的50％。
所述1号钙粉的加入量和2号钙粉的加入量的总量为完全中和物料中的酸的化学方应计量，其中1号钙粉的加入量占酸渣总质量的(1-10)％。
所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠或碳酸钾溶液。
所述石油氧化沥青的加入量为物料总量的0-100倍。
本发明的优点是：该方法完全依靠反应放出的热量实现生产中对温度的要求，通过控制加料速度控制物料温度，节省了大量能源；通过对产生的少量气体地充分吸收和再利用，实现了污染物零排放，对石化厂、炼油厂及炼焦厂等排出的工业废酸渣实现科学化处理，具有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
实施例1：
向酸值为300mgKOH/g的100g酸渣中加入5g废机油，搅拌均匀后加入1号钙粉2.5g，充分搅拌反应，将产生的气体通入到石灰水中，当石灰水液面下的气泡减少后，向酸渣中缓慢加入18g的2号钙粉，剧烈搅拌并通过加料速度控制反应温度不超过150℃；在继续搅拌下加入氧化沥青(延度大于100)200g，搅拌均匀后出料，得到成品沥青307g，从吸收液中分离得到低沸点燃料油近0.8g及碳酸钙15.3g(烘干后)。测定成品沥青软化点大于69℃，延度为74。
实施例2：
向酸值为400mgKOH/g的100g酸渣中加入废机油8g，搅拌均匀后缓慢加入3.6g 1号钙粉，充分搅拌反应并将产生的气体通入到石灰水中，当石灰水液面下气泡减少后，向酸渣中缓慢加入23.8g的2号钙粉，剧烈搅拌并通过加料速度控制反应温度不超过150℃，继续搅拌下加入氧化沥青80g，搅拌均匀后出料，得到成品沥青194g，从吸收液中分别得到燃料油近0.9g、碳酸钙18.1g(烘干后)。
本工艺高度利用了酸渣中的有用物质，生产附加值大，无三废产生，环境友好，经济效益和社会效益十分明显。