专利名称：：一种沥青改性剂及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种沥青改性剂及其制备方法。
背景技术：
：现代交通对道路质量的要求越来越高，道路沥青需经改性才能满足修筑高等级公路的要求。产于南美洲Trinidad湖的天然沥青(TLA)是公认优质的道路石油沥青改性剂，世界各国都有使用，多用于重要交通路面，但进口价格昂贵，产品在我国使用受到限制。目前，国内TLA改性剂替代产品很少。专利ZL02158702.7公开了一种工艺，将煤与催化裂化油浆在氢气气氛下(5-14MPa)，370-45(TC处理0.5-5小时，可制得与TLA的改性效果相当的沥青改性剂，产品性能可满足美国ASTMD5710标准要求。该专利公开的工艺由于采取氢气气氛条件，操作费用高，设备投资成本大，且反应过程安全性较差。
发明内容本发明的目的是提供一种沥青改性剂及其制备方法。本发明所提供的沥青改性剂的制备方法，是将0.5-9质量份的煤、1-1.5质量份的催化裂化油浆和催化剂混合，在惰性气体压力为4-15MPa条件下370-45(TC反应0.5-5小时，得到沥青改性剂；所述催化剂以金属元素计占煤总质量0.01-3%。所述催化裂化油浆(又称抽出油或甩出油)是重油催化裂化的副产品。所述惰性气体具体可为氮气或氩气。所述催化剂具体可为硫酸亚铁、黄铁矿和硫化钼中的至少一种。所述制备方法中，具体可将0.5-l质量份的煤、1-1.5质量份的催化裂化油浆和催化剂混合，在惰性气体压力为4-lOMPa条件下400-45(TC反应0.5-5小时，得到沥青改性剂；所述催化剂以金属元素计占煤总质量0.4-2%。所述方法制备得到的沥青改性剂也属于本发明的保护范围。所述沥青改性剂的针入度(25°C，O.lmm)为41-60，软化点为47-52.5°C。本发明还保护一种改性沥青，是将1-4质量份的所述沥青改性剂与6-9质量份的基质沥青160-20(TC混合得到的改性沥青。所述改性沥青具体可为将1-3质量份的沥青改性剂与7-9质量份的基质沥青160-200'C混合得到的改性沥青。本发明提供的制备沥青改性剂的工艺与专利ZL02158702.7中的工艺相比，用惰性气体压力代替氢气压力，具有设备投资低、运行费用低和安全系数高的优点。同时本发明得到的沥青改性剂与现有沥青改性剂的性能没有明显差别。本发明在制备沥青改性剂的过程中避免使用高压氢气气氛，具有如下优点1)减少了工艺的操作费用(通常认为煤直接液化过程氢耗占液化成本的26%)。2)由于摆脱了"氢脆"问题，降低了对设备材质的要求，减少了设备投资。3)增加了过程的安全性。以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。具体实施例方式下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。以下通过实施例进一步阐述本发明的技术方案，实施例中采用的工艺条件和配比仅用于进一步说明
发明内容作，而非限定使用这些工艺条件参数。实施例中所涉及的百分比均指质量百分比。实施例1、沥青改性剂的制备和应用一、沥青改性剂的制备将1质量份的煤和1.5质量份的催化裂化油浆加入反应釜内，加入硫酸亚铁进行反应，以金属元素计，硫酸亚铁的质量占煤总质量的1%;反应条件为氮气压力4MPa，45(TC反应5小时。分离出轻质产物后，重质残余物为沥青改性剂，副产品为轻油和富烃气体。反应完成后，以得到的所有产物的总质量作为100%，其中沥青改性剂73.2%、轻油和富烃气体23.7%、水3.1%。二、道路沥青改性剂的应用将步骤一制备的沥青改性剂粉碎至5微米以下。将15质量份粉碎的沥青改性剂与85质量份90#沥青180。C混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.lmm)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表1。实施例2、沥青改性剂的制备和应用一、沥青改性剂的制备将0.5质量份的煤和1质量份的催化裂化油浆加入反应釜内，加入硫化钼进行反应，以金属元素计，硫化钼的质量占煤总质量的0.4%;反应条件为氮气压力10MPa，40(TC反应0.5小时。分离出轻质产物后，重质残余物为沥青改性剂，副产品为轻油和富烃气体。反应完成后，以得到的所有产物的总质量作为100%，其中沥青改性剂62.7%、轻油和富烃气体35.8%、水1.5%。二、沥青改性剂的应用将步骤一制备的沥青改性剂粉碎至5微米以下。将25质量份粉碎的沥青改性剂与75质量份90tt沥青20(TC混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.lmm)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表l。实施例3、沥青改性剂的制备和应用一、沥青改性剂的制备将1质量份的煤和1质量份的催化裂化油浆加入反应釜内，加入黄铁矿进行反应，以金属元素计，黄铁矿的质量占煤总质量的2%;反应条件为氮气压力8MPa，425"C反应2小时。分离出轻质产物后，重质残余物为沥青改性剂，副产品为轻油和富烃气体。反应完成后，以得到的所有产物的总质量作为100%，其中沥青改性剂63.8%、轻油和富烃气体33.4%、水2.8%。二、沥青改性剂的应用将步骤一制备的沥青改性剂粉碎至5微米以下。将20质量份粉碎的沥青改性剂与80质量份90#沥青17(TC混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.lmm)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表l。实施例4、沥青改性剂的制备和应用一、沥青改性剂的制备将1质量份的煤和1.5质量份的催化裂化油浆加入反应釜内，加入硫酸亚铁进行反应，以金属元素计，硫酸亚铁的质量占煤总质量的1%;反应条件为氩气压力10MPa，40(TC反应3小时。分离出轻质产物后，重质残余物为沥青改性剂，副产品为轻油和富烃气体。反应完成后，以得到的所有产物的总质量作为100%,其中沥青改性剂76.3%、轻油和富烃气体2L7%、水2.0%。二、沥青改性剂的应用将步骤一制备的沥青改性剂粉碎至5微米以下。将10质量份粉碎的沥青改性剂与90质量份90tt沥青16(TC混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.lmm)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表1。实施例5、沥青改性剂的制备和应用一、沥青改性剂的制备将0.5质量份的煤和1质量份的催化裂化油浆加入反应釜内，加入硫化钼进行反应，以金属元素计，硫化钼的质量占煤总质量的0.4%;反应条件为氩气压力6MPa，43(TC反应1小时。分离出轻质产物后，重质残余物为沥青改性剂，副产品为轻油和富烃气体。反应完成后，以得到的所有产物的总质量作为100%，其中沥青改性剂75.7%、轻油和富烃气体23.1%、水1.2%。二、沥青改性剂的应用将步骤一制备的沥青改性剂粉碎至5微米以下。将30质量份粉碎的沥青改性剂与70质量份90#沥青19(TC混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.l咖)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表l。对比例l、TLA沥青改性剂的性能20质量份粉碎的TLA(特立尼达湖沥青)与80质量份90ft沥青180。C混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.lmm)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表l。对比例2、TLA沥青改性剂的性能30质量份粉碎的TLA(特立尼达湖沥青)与70质量份90#沥青18(TC混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.lmm)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表l。对比例3、现有方法制备得到的沥青改性剂的性能一、沥青改性剂的制备将0.5质量份的煤和1质量份的催化裂化油浆加入反应釜内，加入硫化钼进行反应，以金属元素计，硫化钼的质量占煤总质量的0.01%;反应条件为氢气压力9MPa，450'C反应5小时。分离出轻质产物后，重质残余物为沥青改性剂，副产品为轻油和富烃气体。反应完成后，以得到的所有产物的总质量作为100%，其中沥青改性剂76.7%、轻油和富烃气体21.3%、水2.0%。二、沥青改性剂的应用将步骤一制备的沥青改性剂粉碎至5微米以下。将40质量份粉碎的沥青改性剂与60质量份90ft沥青18(TC混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.l咖)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表l。对比例4、现有方法制备得到的沥青改性剂的性能一、沥青改性剂的制备将2质量份的煤和1质量份的催化裂化油浆加入反应釜内，加入硫酸亚铁进行反应，以金属元素计，硫酸亚铁的质量占煤总质量的0.5%;反应条件为氢气压力5MPa，425'C反应0.5小时。分离出轻质产物后，重质残余物为沥青改性剂，副产品为轻油和富烃气体。反应完成后，以得到的所有产物的总质量作为100%,其中沥青改性剂80.1%、轻油和富烃气体17.1%、水2.8%。二、沥青改性剂的应用将步骤一制备的沥青改性剂粉碎至5微米以下。将20质量份粉碎的沥青改性剂与80质量份90財历青19(TC混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.lmm)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表l。对比例5、现有方法制备得到的沥青改性剂的性能一、沥青改性剂的制备将6质量份的煤和l质量份的催化裂化油浆加入反应釜内，加入黄铁矿进行反应，以金属元素计，黄铁矿的质量占煤总质量的1.5%;反应条件为氢气压力12MPa，40(TC反应1小时。分离出轻质产物后，重质残余物为沥青改性剂，副产品为轻油和富烃气体。反应完成后，以得到的所有产物的总质量作为100%，其中沥青改性剂76.2%、轻油和富烃气体21.6%、水2.2%。二、沥青改性剂的应用将步骤一制备的沥青改性剂粉碎至5微米以下。将25质量份粉碎的沥青改性剂与75质量份90tt沥青16(TC混合均匀，得到改性沥青。检测改性沥青的针入度(25°C，0.lmm)(方法见GB/T4509)和软化点(方法见GB/T4507)，结果见表l。表1实施例和对比例制备得到的改性沥青的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1、沥青改性剂的制备方法，是将0.5-9质量份的煤、1-1.5质量份的催化裂化油浆和催化剂混合，在惰性气体压力为4-15MPa条件下370-450℃反应0.5-5小时，得到沥青改性剂；所述催化剂以金属元素计占煤总质量0.01-3％。2、如权利要求l所述的方法，其特征在于所述惰性气体为氮气或氩气。3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述催化剂为硫酸亚铁、黄铁矿和硫化钼中的至少一种。4、如权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于将0.5-1质量份的煤、1-1.5质量份的催化裂化油浆和催化剂混合，在惰性气体压力为4-10MPa条件下400-45(TC反应0.5-5小时，得到沥青改性剂；所述催化剂以金属元素计占煤总质量0.4-2%。5、权利要求1至4中任一所述方法制备得到的沥青改性剂。6、如权利要求5所述的沥青改性剂，其特征在于所述沥青改性剂的针入度为41-60，软化点为47-52.5°C。7、一种改性沥青，是将1-4质量份的权利要求5或6所述沥青改性剂与6-9质量份的基质沥青160-20(TC混合得到的改性沥青。8、如权利要求7所述的改性沥青，其特征在于所述改性沥青是将1-3质量份的所述沥青改性剂与7-9质量份的基质沥青160-20(TC混合得到的改性沥青。全文摘要本发明公开了一种沥青改性剂及其制备方法。本发明所提供的沥青改性剂的制备方法，是将0.5-9质量份的煤与1-1.5质量份的催化裂化油浆加入反应容器中，加入以金属元素计占煤总质量0.01-3％的催化剂，惰性气体压力4-15MPa、370-450℃反应0.5-5小时，得到沥青改性剂。本发明提供的工艺与专利ZL02158702.7中的工艺相比，用惰性气体压力代替氢气压力，具有设备投资低、运行费用低和安全系数高的优点。同时本发明得到的沥青改性剂与现有沥青改性剂的性能没有明显差别。文档编号C04B24/00GK101353236SQ20081022227公开日2009年1月28日申请日期2008年9月12日优先权日2008年9月12日发明者刘延军,张玉贞,杨建丽申请人:中国海洋石油总公司;中海油气开发利用公司