道路沥青改性剂及其制备方法技术

本发明专利技术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0.5～5﹕0.5～5﹕1的质量比混合，加入以金属元素计占煤总质量0.02～4%的煤加氢液化催化剂，于350～450℃反应1～6小时，得到道路沥青改性剂，同时副产轻油和富烃气体。本发明专利技术道路沥青改性剂与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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于道路浙青
，涉及一种用于添加在道路浙青中，对道路浙青进行改性的道路浙青改性剂，以及该改性剂的制备方法。
技术介绍
我国交通建设蓬勃发展，高等级公路使用材料的需求数量与日俱增。浙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浙青路面。为防止浙青路面高温下的变形和低温下的断裂现象，要求浙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。 我国国内生产的基质浙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浙青的路用性能便成为解决浙青质量问题的重要方法。产于南美洲Trinidad湖的天然浙青(TLA)是目前普遍使用的道路浙青改性剂，可以较好地解决单一浙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，在我国的使用受到限制。 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。ZL 200810222273.5公开了一种道路浙青改性剂，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。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备工艺简单、改性效果好、生产成本低、利于环保的道路浙青改性剂及其制备方法。 本专利技术提供的道路浙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0.5~5: 0.5~5: I的质量比混合，加入以金属元素计占煤总质量0.02~4%的煤加氢液化催化剂，于350~450°C反应I~6小时，得到道路浙青改性剂，同时副产轻油和富烃气体。 本专利技术所述的煤加氢液化催化剂为硫酸亚铁、钥酸胺、黄铁矿或硫化钥，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。 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浙青的胶体结构，有效改善其路用性能。 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。 本专利技术上述制备的道路浙青改性剂呈固态，其组成成分中的四氢呋喃可溶物为65~80%，甲苯可溶物为20%~40%，残渣为20%~35%。对改性剂进行常规性能测试，针入度为3~50 (0.1mm)，软化点60~120°C。 本专利技术上述制备的道路浙青改性剂用于添加入基质浙青中，以改善基质浙青的路用性能。 本专利技术道路浙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130~210°C下与基质浙青混合均匀，其中所述道路浙青改性剂占混合浙青总重量的5~40%。 本专利技术道路浙青改性剂的制备方法以及所制备的道路浙青改性剂具有以下技术效果。 1.本专利技术所述道路浙青改性剂与Trinidad湖的天然浙青(TLA)改性效果相当,达到美国材料测量协会(American Society for Testing Materials)标准(ASTM D5710),改性效果好。 2.本专利技术所述道路浙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65~90%，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。 3.制备本专利技术所述道路浙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。 4.制备本专利技术所述道路浙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和结焦，本专利技术则大大提高了催化裂化油浆的利用价值。 【具体实施方式】 实施例1取25质量份粉碎至小于0.2mm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IL反应釜中，同时加入0.005质量份的硫化钥催化剂，升温至400°C，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浙青改性剂。以得到所有产物的总质量为100%计，其中浙青改性剂80%，轻油和富烃气体18.3%，水1.7%。 将上述制备的道路浙青改性剂低温碾磨粉碎，过筛至5微米以下，取40质量份的改性剂，与60质量份的90#石油浙青在180°C下混合均匀，制得改性道路浙青，性能指标测试结果见表1。 实施例2取40质量份粉碎至小于0.2mm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IL反应釜中，同时加入0.4质量份的硫酸亚铁催化剂，升温至425°C反应5小时，反应完成后,打开反应爸顶部阀门，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浙青改性剂。以得到所有产物的总质量为100%计，其中浙青改性剂82.1%，轻油和富烃气体15.8%, 7jC 2.1%。 将上述制备的道路浙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#石油浙青在200°C下混合均匀，制得改性道路浙青，性能指标测试结果见表1。 实施例3取42.9质量份粉碎至小于0.2mm的山西汾西煤、42.9质量份汽车废旧轮胎切片和14.2质量份催化裂化油浆，加入IL反应釜中，同时加入0.858质量份超细氧化铁催化剂，升温至400°C，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浙青改性剂。以得到所有产物的总质量为100%计，其中浙青改性剂78.1%，轻油和富烃气体19.4%, 7jC 2.5%。 将上述制备的道路浙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#石油浙青在190°C下混合均匀，制得改性道路浙青，性能指标测试结果见表1和表2。 实施例4取44.4质量份粉碎至小于0.2mm的黑龙江依兰煤、44.4质量份汽车废旧轮胎切片和 11.2质量份催化裂化油浆，加入IL反应釜中，同时加入1.332质量份黄铁矿催化剂，升温至375°C反应I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浙青改性剂。以得到所有产物的总质量为100%计，其中浙青改性剂74.2%，轻油和富烃气体22.6%，水3.2%。 将上述制备的道路浙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#石油浙青在180°C下混合均匀，制得改性道路浙青，性能指标测试结果见表1。 实施例5取45.4质量份粉碎至小于0.2mm的云南先锋煤、4本文档来自技高网...

【技术保护点】
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0.5～5﹕0.5～5﹕1的质量比混合，加入以金属元素计占煤总质量0.02～4%的煤加氢液化催化剂，于350～450℃反应1～6小时，得到道路沥青改性剂，同时副产轻油和富烃气体。

【技术特征摘要】
1.一种道路浙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0.5~5: 0.5~5: I的质量比混合,加入以金属兀素计占煤总质量0.02~4%的煤加氢液化催化剂，于350~450°C反应I~6小时，得到道路浙青改性剂，同时副产轻油和富烃气体。2.根据权利要求1所述的道路浙青改性剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛永兵，葛泽峰，苏深，李丰超，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：山西;14