专利名称：一种氧化沥青的方法
技术领域：
本发明涉及一种沥青氧化的方法，属于沥青氧化处理技术领域，具体地说是一种以空气为氧化剂，通过氧化反应生产沥青或改进沥青性质的方法。
2、背景技术氧化法生产沥青，是以渣油、溶剂脱油沥青或其与其他软组分的调合物为原料，在鼓泡式氧化塔中，在一定温度下，连续通入空气。沥青原料在氧化塔中停留一定时间，与空气发生氧化反应，增加了沥青质含量，提高其软化点，降低了针入度，从而得到质量合格的沥青产品。
在沥青氧化塔中，空气从塔底吹入，以气泡形式穿过液相沥青原料层，空气中的氧与沥青原料发生复杂的氧化、脱氢等反应，发生的反应为气液鼓泡式反应。空气分配器为篦式、放射状或环状，空气由喷嘴喷入沥青中，为了使空气均匀在氧化塔中分布，喷嘴直径一般为10～16mm，喷口空气流速为5～10m/s，喷嘴排列需严格设计。但是在运转过程中，往往因喷嘴部分结焦而导致空气分布不均匀，为了防止喷嘴结焦，喷嘴直径不能过小，这样导致喷出的空气泡直径较大，从而降低了空气的利用率并延长了氧化时间。随着气泡逐渐上升，静压逐渐降低，小气泡汇积成越来越大的气泡致使空气与沥青的传热、传质介面逐渐减少，气泡表面的氧气很快便消耗掉，而气泡内部的氧气却没有很好地利用。
由于空气既是氧化介质又是搅拌介质，为了提高空气与沥青间传热、传质效率，通常是加大空气用量，这样不仅增加了装置能耗，也使氧化沥青尾气中氧含量增加，因而增加了氧化尾气的处理费用，同时增加了不安全因素。
为了改善空气与沥青的接触效果，也有采用增加搅拌装置的工艺，如奥地利POERNER工程有限公司中国联络处在中国公开的BITUROX工艺介绍材料第32～36页所述，在沥青氧化塔中设置了三级搅拌器，气泡在上升过程中，被搅拌器搅碎，再次形成小气泡从而大大强化了沥青的氧化过程，由于沥青氧化塔一般塔径为1.5～3m，高径比为6～10，所以该方法增加了机械设备的复杂性，也增加了装置的能耗。
3、发明内容本发明方法所要解决的问题为，现有技术中氧化沥青技术存在的空气利用率低、沥青氧化进程慢、沥青氧化时间长、沥青氧化塔结构复杂、氧化塔操作周期短等问题。
本发明方法方案如下将空气与沥青原料在气液混合器中混合，混合后进入沥青氧化塔，在沥青氧化条件下进行氧化处理。在气液混合器中，空气以微小气泡分散于沥青原料中。
本发明的特点在于改进了空气与沥青原料的混合与分布，将空气以微小的气泡分散于沥青原料中，气泡分散好，分配均匀，空气气泡直径小，可以小于1mm，从而大大增加了反应表面积，提高了反应速度。由于预先按比例将空气与沥青原料混合，所以沥青与空气的分配也是均匀的，产品性质更加均一。因为本发明方法不使用结构复杂、易结焦堵塞的空气分布器，所以运转更平稳，操作简化，易于控制。
与鼓泡式反应工艺相比，本发明具有设备结构简单、反应速度快、空气用量少、能耗低、运转平稳、产品性质均一等优点。与在氧化塔内增加搅拌设备的工艺相比，本发明具有设备结构简单、运转平稳、不设高温转动设备等优点。本发明方法可以用于各种沥青氧化工艺中，如道路沥青、建筑沥青、水工沥青、专用沥青等的生产或改性。本发明方法还可以用于沥青催化氧化工艺及半氧化工艺等。
具体实施方式
本发明氧化沥青方法所使用的气液混合器可以采用现有技术中各种类型的气液混合器，如搅拌式混合器，高速剪切式混合器，静态混合器等，优选静态混合器，混合温度为沥青氧化温度，一般为170～320℃。
空气用量及氧化的具体条件可以根据沥青原料性质及产品的质量指标确定，如生产道路沥青通常的氧化条件为氧化温度为170～300℃，氧化时间为2～10小时，通空气量为20～80M3·M-3·h-1，生产建筑沥青通常的氧化条件为氧化温度为190～320℃，氧化时间为4～12小时，通空气量为40～120M3·M-3·h-1。
本发明方法中的沥青氧化塔为空塔结构，与空气预先混合好的原料从塔底部进入氧化塔，氧化后产物从氧化塔上部取出。产品根据需要可以部分循环或不循环。
根据装置的处理量可以确定静态混合器的参数及型号。
实施例1用减压渣油为原料生产高粘道路沥青，原料性质为25℃针入度为1701/10mm，一般鼓泡式氧化塔产品质量及工艺条件与本发明工艺结果列于表一。装置处理量为10m3/h，气液混合器为SH-24/100型静态混合器。渣油加热至240℃，与空气一道进入静态混合器，充分混合后进入氧化塔。
表一工艺类型鼓泡式氧化塔 本发明工艺工艺条件氧化温度，℃240 240氧化时间，h 126氧化空气量，M3·M-3·h-14050产品质量软化点，℃ 515025℃针入度，1/10mm 5152
实施例2以渣油为原料生产建筑沥青，原料性质为软化点45℃，一般鼓泡式氧化塔产品质量及工艺条件与本发明工艺结果列于表二。其它条件与实施例1相同。
表二工艺类型鼓泡式氧化塔本发明工艺工艺条件氧化温度，℃287 280氧化时间，h 4 3氧化空气量，M3·M-3·h-180 60循环体积比 - 0.2产品质量软化点，℃ 98 9725℃针入度，1/10mm 12 1权利要求
1.一种氧化生产沥青的方法，沥青原料与空气在沥青氧化条件下进行反应，其特征在于所述空气与沥青原料首先在气液混合器中混合，混合后进入沥青氧化塔。
2.按照权利要求1所述氧化生产沥青的方法，其特征在于所述的气液混合器为搅拌式混合器、高速剪切式混合器或静态混合器。
3.按照权利要求1或2所述氧化生产沥青的方法，其特征在于所述的气液混合器为静态混合器。
4.按照权利要求1所述氧化生产沥青的方法，其特征在于所述的气液混合温度为沥青氧化温度。
5.按照权利要求1所述氧化生产沥青的方法，其特征在于所述的沥青为道路沥青，氧化条件为氧化温度为170～300℃，氧化时间为2～10小时，通空气量为20～80M3·M-3·h-1。
6.按照权利要求1所述氧化生产沥青的方法，其特征在于所述的沥青为建筑沥青，氧化条件为氧化温度为190～320℃，氧化时间为4～12小时，通空气量为40～120M3·M-3·h-1。
7.按照权利要求1所述氧化生产沥青的方法，其特征在于所述的沥青氧化塔为空塔结构。
全文摘要
一种氧化生产沥青的方法，属于沥青氧化处理技术领域。本发明方法所要解决的问题为现有氧化沥青技术存在空气利用率低，沥青氧化进程慢，沥青氧化时间长，沥青氧化塔结构复杂，氧化塔操作周期短等问题。本发明方法是首先将空气以微小的气泡形式分散在沥青原料中，然后进入沥青氧化装置，优选采用静态合器将空气分散在沥青原料中。本发明方法可以用于各种类型的沥青氧化生产过程。
文档编号C10C3/00GK1415699SQ0113336
公开日2003年5月7日 申请日期2001年10月30日 优先权日2001年10月30日
发明者戴承远, 王仁辉, 冯敏哿, 刘树华 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院