脱油沥青组合物、110号道路石油沥青及其制备方法和用途与流程

本发明涉及一种脱油沥青组合物、110号道路石油沥青及其制备方法和用途，属于道路石油沥青领域。

背景技术：

1、110号沥青主要应用于青藏、东北等到高海拔、高纬度的寒冷地区。目前，因为缺少合适的原油，常规的常减压直馏生产工艺无法进行稳定生产，从而导致全国范围内的生产供应较少。常减压蒸馏工艺生产道路沥青是利用蒸馏原理得到沥青的一种方式。正确选择原油是采用蒸馏法生产优质道路沥青的先决条件。原油经过电脱盐脱水系统以及换热后，进入初馏塔进行初步蒸馏，初馏塔塔顶蒸出石脑油及瓦斯气等轻组分，初馏塔塔底油经过常压加热炉加热进入常压塔进行下一步蒸馏。从常压塔中得到不同切割馏分的侧线产品，可作为直馏柴油、轻质燃料油等产品。经过常压塔将轻组分分离后，常压塔底油经过减压加热炉进一步加热后进入减压塔进行下一步蒸馏分离。由于减压塔内属于真空状态，分离能力得到进一步加强，较轻的侧线组分被分离后，在减压塔底得到减压渣油，通过控制减压塔底渣油温度，最终得到符合特定要求的沥青产品。常减压蒸馏工艺最主要是通过蒸馏方法将轻组分与沥青分离切割，切割温度的控制是保证沥青产品达到标准要求的关键。用蒸馏法直接得到道路沥青，是生产沥青中工艺最简单、生产成本最低的方法。在沥青总产量中，70％～80％都是蒸馏法生产得到的。

2、尽管现有技术中还可以通过调和法生产沥青，但各种调和组分的差异很大，通过简单的热熔混匀沥青产品形成的胶体结构极不稳定。虽然短期的指标合格，但经过一段时间的存储后出现组分分层现象，储罐上下层指标出现明显差异，即调和沥青组分稳定性差。而且，调和沥青过多依靠溶脱沥青组分作为硬组分，溶脱沥青含有较高的沥青质和胶质，所以需要引入高油分的调和组分，几种调和组分较大的性质差异导致调和产品的稳定性差。此外，调和沥青中组分大部分来自于其他炼化工艺的副产品，仍处于不稳定状态，抗热老化性能存在缺陷。

技术实现思路

1、为改善上述问题，本发明提供一种脱油沥青组合物，其中所述脱油沥青组合物包含按重量份计的如下组分：

2、

3、根据本发明的实施方案，所述脱油沥青组合物中，脱油沥青可以为30、35、40、45、50、55、60、65、70、75或80重量份。

4、优选地，所述脱油沥青的软化点可以为60～90℃。作为实例，所述脱油沥青的软化点可以为65℃。

5、芳烃油：芳香烃含量76.7％，饱和烃含量32.3％，闪点223℃；

6、环烷油：饱和烃含量87.1％，芳烃含量12.4％，闪点216℃；

7、减压渣油：软化点43℃，闪点248℃，100℃粘度3276mm2/s，蜡含量2.8％；

8、根据本发明的实施方案，所述脱油沥青组合物中，环烷油可以为1、5、10、15、20或25重量份。

9、优选地，以所述环烷油的重量计，所述环烷油中的饱和烃的含量为85wt％～95wt％，例如85wt％、90wt％或95wt％。作为实例，所述环烷油中的饱和烃含量为87.1wt％。

10、优选地，以所述环烷油的重量计，所述环烷油中的芳烃的含量为5wt％～15wt％，例如5wt％、10wt％或15wt％。作为实例，所述环烷油中的芳烃含量为12.4wt％。

11、优选地，所述环烷油的闪点≮200℃，例如为210～220℃。作为实例，所述环烷油的闪点为216℃。

12、根据本发明的实施方案，所述脱油沥青组合物中，芳烃油可以为8、10、15、20、25或30重量份。

13、优选地，以所述芳烃油的重量计，所述芳烃油中的芳香烃的含量为70wt％～87wt％，例如70wt％、75wt％、80wt％、85wt％或87wt％。作为实例，所述芳烃油中的芳烃含量为为76.7wt％。

14、优选地，以所述芳烃油的重量计，所述芳烃油中的饱和烃含量为20wt％～35wt％，例如20wt％、25wt％、30wt％或35wt％。作为实例，所述芳烃油中的饱和烃含量为32.3wt％。

15、优选地，所述芳烃油的闪点≮200℃，例如为220～230℃。作为实例，所述芳烃油的闪点为223℃。

16、根据本发明的实施方案，所述脱油沥青组合物中，所述减压渣油可以为10、15、20、25或30重量份。

17、优选地，所述减压渣油的软化点为40～50℃，例如40～45℃，其实例可以为43℃。

18、优选地，所述减压渣油的闪点≮230℃，例如240～250℃，其实例可以为248℃。

19、优选地，所述减压渣油的100℃粘度为1000～5000mm2/s，例如3000～4000mm2/s，其实例可以为3276mm2/s。

20、优选地，所述减压渣油的蜡含量≯3.0wt％，例如2～3wt％，其实例可以为2.8wt％。

21、根据本发明的实施方案，所述脱油沥青组合物中，沥青质分散剂可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0重量份。

22、优选地，所述沥青质分散剂可以为烷基苯衍生物类分散剂，例如选自下列中的一种或多种：烷基苯磺酸如十二烷基苯磺酸、苯甲酸、烷基苯酚如十二烷基苯酚、水杨酸等。更优选地，所述本方法沥青质分散剂为十二烷基苯磺酸。

23、作为实例，所述脱油沥青、芳烃油、环烷油与沥青质分散剂的重量比为(10～5)：3：2：(0.05～0.1)。

24、本发明还提供一种沥青产品，所述沥青产品由所述脱油沥青组合物制备。

25、根据本发明的实施方案，所述沥青产品通过将所述脱油沥青组合物经过熔融混匀、剪切研磨和发育而制备。

26、优选地，所述沥青产品通过高温熔融混匀后，经过高速剪切乳化机充分剪切研磨均匀，以及发育而制备。

27、根据本发明的实施方案，所述沥青产品为110号道路石油沥青。

28、根据本发明的实施方案，所述沥青产品的制备方法包括如下步骤：

29、(1)按照上文所述的配比，将脱油沥青、环烷油、芳烃油、减压渣油和沥青质分散剂，在110～150℃的温度下充分熔融，搅拌均匀，得到混合组分；

30、(2)将步骤(1)得到的混合组分经过高速剪切乳化机的充分剪切研磨，分散乳化；

31、(3)将步骤(2)得到的产物，在110～150℃温度条件下机械搅拌发育得到所述沥青产品。

32、根据本发明的实施方案，步骤(1)中，充分熔融、搅拌均匀的时间为0.1～1h，如0.5h。

33、根据本发明的实施方案，步骤(1)中的熔融温度可以为130～140℃，如135℃。

34、根据本发明的实施方案，步骤(2)中，经过高速剪切乳化机的充分剪切研磨，将脱油沥青均匀精细的分散在芳烃油为主的软组分中，各组分物料在定、转子狭窄的间隙中受到强烈的机械及液力剪切、离心挤压、液层磨擦、撞击撕裂和湍流等综合作用，瞬间均匀精细地分散乳化。

35、根据本发明的实施方案，步骤(2)中，剪切研磨、分散乳化的时间为0.1～1h，如0.5h。

36、根据本发明的实施方案，步骤(2)中，剪切的速率为1000～8000rpm，如3000～5000rpm，例如4000rpm。

37、根据本发明的实施方案，步骤(3)中，机械搅拌发育的时间为0.5～2h，如1h。

38、根据本发明的实施方案，步骤(3)中的熔融温度可以为130～140℃，如135℃。

39、本发明还提供所述沥青产品的用途，其中所述沥青产品用于生产道路路面。

40、本发明还提供一种道路路面，包括所述沥青产品。

41、有益效果

42、不希望拘囿于已有理论，发明人发现沥青质分子是由若干个单元片构成，且每个单元片以稠合芳核为核心，周围链接有多个环烷环和杂环，外围链接有若干个原子数不等的烷基侧链或含杂原子侧链，同时分子中还络合有铁、钒、镍等金属。各单元片之间再通过氢键、π-π作用、偶极-偶极作用、酸碱作用、金属配位相互作用等分子间力缔合成胶束，进一步聚集成更复杂的超分子结构(沥青质的缔合结构)。由于这些作用力的存在，沥青质有强烈的自缔合倾向，增加了调和沥青产品组分的不稳定性。已有调和沥青的生产工艺中，仅将原料简单搅拌均匀，由此导致其性能不稳定。

43、发明人出人意料地发现，本发明采用高速剪切乳化机的分散工艺，促进脱油沥青的沥青质和胶质能够经过充分的研磨分散，与芳烃油、环烷油等软组分进行充分的接触混合。进一步地，本发明的脱油沥青组合物及沥青产品中的分散剂可与沥青质分子相互作用，其通过减少沥青质颗粒或絮凝物的尺寸并减弱其凝聚行为，使沥青质颗粒分散，从而在调和沥青产品中保持悬浮状态。分散剂可以通过与沥青质分子或聚集体形成稳定的配合物，借助非极性基团形成的空间位阻，阻止或减弱沥青质分子的聚集，从而保证了调和沥青产品中各组分的稳定分散，形成良好的胶体结构。