一种MEREY‑16原油直馏沥青生产SBS改性沥青及其制备方法与流程

文档序号:12404025阅读:962来源:国知局

本发明属于改性沥青技术领域,具体地说,涉及一种MEREY-16原油直馏沥青生产SBS改性沥青及其制备方法。



背景技术:

沥青改性是一种物理共混过程,改性剂聚合物加入沥青后,通过溶胀与吸附在沥青中形成弹性的网格结构。这种网格结构具有理想的弹性、塑性和延伸性,使得沥青的性能得到全面的提升。而苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)应用于沥青改性已经具有成熟的应用。从SBS改性剂的结构上来说,SBS改性剂分为线性和星形两种。

沥青的改性效果与基质沥青的化学组成密切相关,针对不同的基质沥青要选择不同的配伍工艺方案,同时改性剂的结构和稳定剂的种类及生产工艺等都是影响改性沥青性能的重要因素。

在现有的一些实施方式中选用MEREY-16原油直馏生产的基质沥青作为SBS改性沥青生产原料,采用重量分数为星型或线型SBS 3%-5%,硫磺0.08-0.2%和糠醛抽出油2-10%的该性沥青。虽然使用糠醛抽出油可以起到提高改性沥青延度的作用,但研究人员在实现上述过程中,发现该改性沥青的延度指标仅能达到23~26cm,难以满足部分华南地区客户对改性沥青产品指标要求较高的市场需求。例如,在湖南“娄衡”高速,就需要铺设特殊I-D级SBS改性沥青,软化点要求大于75℃,5℃延度大于30cm的改性沥青。



技术实现要素:

本发明克服了现有技术中的缺点,提供了一种MEREY-16原油直馏沥青生产SBS改性沥青及其制备方法,该产品指标满足JTG F40规范中聚合物改性沥青SBS类(I-D)要求,且软化点指标大于75℃,5℃延度指标不低于30cm,产品储存稳定性优异,可满足长距离运输需求。

为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:

一种MEREY-16原油直馏沥青生产SBS改性沥青,其原料包括基质沥青和添加剂,所述添加剂中包含SBS改性剂、抽出油、相容剂、增溶剂、抗老化剂和稳定剂。

进一步,所述基质沥青由MEREY-16原油直馏所得。

进一步,所述SBS改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,其添加量为基质沥青重量含量的4~5%。

进一步,所述相容剂为基质沥青的重量含量1~5%,芳香分含量为70%以上,100℃运动粘度不小于30cst。

进一步,所述增溶剂的添加量为基质沥青重量含量的2~3份。

进一步,所述抗老化剂为石油基抗氧化剂T203为主剂,辅助以紫外线吸收剂炭黑和引发剂,所述抗老化剂添加量为基质沥青的重量的0.1-0.2%。

进一步,所述稳定剂以硫类交联剂和树脂类稳定剂为主,并添加丁苯类交联助剂和无机盐,所述稳定剂添加量为基质沥青的重量含量0.2~0.3%。

一种MEREY-16原油直馏沥青生产SBS改性沥青的制备方法,包括以下步骤:

1)利用MEREY-16原油制备基质沥青;

2)加入添加剂,并在以下工艺条件下进行反应:

A、剪切温度为180℃-190℃;

B、发育温度为180℃~185℃;

C、储存温度为155℃~160℃

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明所述一种MEREY-16原油直馏沥青生产SBS改性沥青及其制备方法,MEREY-16原油直馏得到基质沥青,在添加剂的作用下具有较高的软化点,其软化点提高到75℃以上以及优良的低温性能,5℃延度大于30cm。

此外,本发明的SBS改性沥青还具有良好的存储稳定性,满足长距离运输需求。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明所述一种MEREY-16原油直馏沥青生产SBS改性沥青,其配料:SBS改性沥青包括基质沥青和添加剂,所述添加剂中包含SBS改性、抽出油、相容剂、增溶剂、抗老化剂和稳定剂,基质沥青由MEREY-16原油经常减压装置直馏。

生产工艺:将MEREY-16原油经蒸馏装置深拔,获得针入度在45~55(0.1mm)基质沥青。然后加入添加剂进行改性,其中添加剂中的SBS改性剂占沥青重量的4%、相容剂占沥青重量的2%、增溶剂占沥青重量的2.5%、稳定剂占沥青重量0.2%。选用的线型SBS改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。最后,将基质沥青和添加剂在剪切温度185~190℃,发育温度为185~180℃,储存温度为155℃下采用高浓度预混剪切、稳定剂按母液法进行反应制得成品SBS改性沥青。

线型的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,兼有橡胶和塑料的特性,可以和水、弱酸、碱等接触,具有优良的拉伸强度,表面摩擦系数大,低温性能好,电性能优良,加工性能好等特性。

过程中的生产装置为公司自有的改性沥青生产装置,本装置采用四罐三磨,设置大容量的中间溶胀罐(30m3),半自动化连续生产,生产工艺特点为高温剪切、降温成化、低温储存,具有溶胀充分、分布均匀、长时间储存、质量稳定等优点。生产过程应用大容量的中间溶胀罐(30m3),采用SBS改性剂高浓度预混,先剪切后溶胀再剪切工艺,有效提高生产效率,改善SBS改性剂在沥青的分散。

所述添加剂还包括增溶剂,添加量为基质沥青重量含量的2.5%,是一种以酯类、醇类、脂肪酸类化合物为主要成分的混合物,常温下为黑褐色粘稠状液体,100℃运动粘度为10~30mm2/s(平均分子量越低,粘度越低,耐低温性越好,但耐热性越差,闪点越低;平均分子量越高,粘度越高,耐低温性越较差)。原理主要为以下几点:1、该混合物分子中含有大量羟基、酯基、羧基,这些官能团本身有抗热氧老化的功能;2、该混合物可以提高沥青的低温塑性,因而提高沥青的低温延度;3、该混合物中的羟基、羧基等官能团可以与沥青中沥青质、胶质中羧基或羟基发生酯化反应,生成的酯化物也有提高沥青低温塑性的作用。

本发明中加入的增溶剂可替代不小于同比例的相容剂添加量,对于生产助剂成本的影响极小。

抗老化剂为石油基抗氧化剂T203为主剂,辅助以紫外线吸收剂炭黑、引发剂,其添加量为基质沥青的重量的0.15%。抗老化剂可以提高改性沥青抗高温老化能力,减缓改性沥青性能衰减,延长使用寿命。

稳定剂以硫类交联剂和特种改性树脂类稳定剂为主,并添加丁苯类交联助剂和无机盐。能够引发SBS的交联反应,促使分散的SBS形成稳定的空间网络结构,防止SBS和沥青分离。同时,稳定剂引发SBS与沥青发生接枝反应。添加量为基质沥青的重量含量0.25%。

本发明中的稳定剂母液法添加,将粉状稳定剂预先与基质沥青混合均匀,以液态形式进入到成品发育罐,加以搅拌的辅助手段,增加反应强度,确保成品在发育6小时内指标合格,体系稳定,满足长距离运输需求。

最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但是凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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