一种高等级道路沥青的制备方法与流程

1.本发明涉及一种高等级道路沥青的制备方法，属于石油化工技术领域。

背景技术：

2.沥青是修建高等级路面不可缺少的材料，随着全球高速公路通车里程的飞速增长，对沥青尤其是高等级重交沥青的需求量越来越大。调和法制备沥青工艺在世界沥青生产工艺中占有重要地位。调合法生产沥青是指按照沥青质量或胶体结构的要求来调整沥青组分之间的比例，得到能够满足使用要求的产品。目前，国内道路沥青市场需求旺盛，生产道路沥青的方法众多，其中大部分以减压蒸馏直拔沥青为主，也有部分采用溶剂脱沥青工艺调和生产道路沥青，由于溶剂脱沥青工艺限制，中间产品胶质的收率较低，胶质与沥青质调和生产道路沥青产量有限，同时大量富余沥青质只能送焦化掺炼，降低了装置效益。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种高等级道路沥青的制备方法。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
5.一种高等级道路沥青的制备方法，所述方法包括以下两个步骤：
6.(1)将减压渣油经溶剂脱沥青工艺一级抽提得到沥青质相和油相，所述沥青质相经除溶剂处理得到沥青质，所述油相经二级抽提分离得到脱沥青油溶液和胶质溶液，胶质溶液经除溶剂处理得到胶质，其中溶剂脱沥青工艺所用溶剂为丁烷、戊烷中的至少一种；
7.(2)将步骤(1)所得沥青质、胶质和减压渣油混合，得所述高等级道路沥青。
8.本发明采用减压渣油、胶质和沥青质调和制备高等级道路沥青的方法，能够有效控制道路沥青产品质量，同时对原料性质要求较低，解决炼油企业安全可靠地制备高等级道路沥青。
9.作为本发明所述一种高等级道路沥青的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，所述沥青质溶液和所述胶质溶液分别通过汽提分离回收丁烷，所述油相在胶质沉降器中进行二级抽提。
10.研究表明，一般物质在溶剂中的溶解规律是随温度升高溶解度增大，但对某些低沸点烷烃溶剂而言，如丙烷、丁烷、戊烷，当温度升到某一定值后，其溶解度是随温度升高而减小，当达到临界温度以上时，其具有气体不溶解性。溶剂脱沥青是以减压渣油为原料，在一定的温度和压力条件下，利用丁烷或戊烷液体溶剂对减压渣油中的油组份具有较大的溶解度，而对胶质、沥青质几乎不具有溶解性的特性，在抽提器内进行萃取，使其分为抽提溶液相和沥青溶液相，因其两相存在密度差，比重小的抽提溶液相逐渐上升到抽提器顶部成为提取液，比重大的沥青溶液相沉至底部，抽提液从抽提器顶出来经升温溶剂选择性提高，使胶质在沉降器中沉降下来，这样就将渣油中的胶质、沥青质脱除，获得脱沥青油溶液，最后分别将胶质溶液、沥青质溶液、脱沥青油溶液中所含溶剂回收，便可得到脱沥青油以及和
调合道路沥青的原料。利用溶剂随温度升高而对油组份溶解能力减弱的特性，在压力不很高而温度较高的超临界状态下，溶剂失去对油组份的溶解能力的规律，使溶剂与抽出油分层得以分离，实现溶剂的超临界回收。胶质、沥青之中含有的溶剂经升温蒸发汽提回收，然后循环使用。这种亚临界抽提、超临界回收工艺具有工艺简单、设备较少、耗能低等特点。
11.作为本发明所述一种高等级道路沥青的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)中的丁烷与抽提原料减压渣油的重量比为2.5～3.5：1。
12.研究表明，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比对胶质和沥青质的提取有影响，提高丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比，抽提深度增加，脱沥青油收率有所提高，相应的胶质与沥青质收率下降，软化点提高；操作过程中总是希望提高脱沥青油收率，这将倾向有较高的溶剂比，但这样又会造成溶剂循环量及进料量增加，从而导致高压电机耗电量和炉用燃料油气大幅增加，能耗、操作成本增加。因此，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比应控制在合适的范围内。丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比应该根据dmo质量要求、原料性质以及溶剂组成进行合理的选择；研究表明，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比控制在2.5～3.5之间最佳。
13.作为本发明所述一种高等级道路沥青的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中沥青质、胶质和减压渣油的质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝(3～13)：(5.1～6.9)：(10～67)。研究表明，沥青质、胶质和减压渣油的质量比对最终制备的沥青的针入度、软化点和延伸度有很大的影响。
14.作为本发明所述一种高等级道路沥青的制备方法的优选实施方式，所述一级抽提的抽提温度为105～135℃。
15.作为本发明所述一种高等级道路沥青的制备方法的优选实施方式，所述油相在进行二级抽提前先预热至125～145℃，所述二级抽提的抽提温度为125～145℃。
16.作为本发明所述一种高等级道路沥青的制备方法的优选实施方式，所述沥青质相在进行汽提前先预热至290～315℃，所述沥青质相汽提压力为0.66～0.76mpa；所述胶质溶液在进行汽提前先预热至250～288℃，所述胶质溶液汽提压力为0.66～0.76mpa。
17.作为本发明所述一种高等级道路沥青的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中混合的温度为150～220℃。
18.作为本发明所述一种高等级道路沥青的制备方法的优选实施方式，所述步骤(2)中沥青质、胶质和减压渣油的混合是在静态混合器中进行，所述步骤(2)中沥青质、胶质和减压渣油混合后，经换热冷却至120～160℃。
19.静态混合器就是让流体在管线中流动冲击各种类型板元件，增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流,层流时是“分割-位置移动-重新汇合”，湍流时，流体除上述三种情况外，还会在断面方向产生剧烈的涡流，有很强的剪切力作用于流体，使流体进一步分割混合，最终混合形成所需要的乳状液。静态混合器的混合过程是由一系列安装在空心管道中的不同规格的混合单元进行的。由于混合单元的作用，使流体时而左旋，时而右转旋，不断改变流动混合机方向，不仅将中心流体推向周边，而且将周边流体推向中心，从而造成良好的径向混合效果。与此同时，流体自身的旋转作用在相邻组件连接处的接口上亦会发生，这种完善的径向环流混合作用，使物料获得混合均匀的目的。静态混合器是一种没有运动的高效混合设备，通过固定在管内的混合单元内件，使二股或多股流体产生切割、剪切、旋转
和重新混合，达到流体之间良好分散和充分混合的目的。
20.本发明还提供一种由上述高等级道路沥青的制备方法制备的高等级道路沥青。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过对溶剂脱沥青工艺各条件参数的选择，提高了胶质的收率；本发明的高等级道路沥青的制备方法，通过减压渣油作为软组分调和，大幅增加了沥青质调和量，减少了沥青质送焦化掺炼，减少副产品产出，提高装置效益；本发明通过调整减压渣油、胶质和沥青质三种组分比例，产出合格道路沥青，生产方法所需流程简单，可以在炼油企业的溶脱装置中进行。
附图说明
22.图1为各实施例工艺流程图。
具体实施方式
23.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
24.实施例1
25.本发明实施例的一种高等级道路沥青的制备方法：
26.(1)原料减压渣油进入溶剂脱沥青原料罐，经过原料泵增压至6.2mpa，与高压循环溶剂混合后进入抽提器进行一级抽提，抽提温度为120℃，抽提器底部抽出沥青质丁烷溶液；沥青质丁烷溶液自压至沥青溶液加热炉升温至310℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出沥青质；抽提器顶部的抽提液经过换热升温至135℃后进入胶质沉降器进行二级抽提，胶质沉降器顶部分离出脱沥青油溶液，底部分离出胶质溶液，胶质溶液经过加热炉升温至270℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出胶质。整个抽提过程中，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比为3：1。
27.(2)将步骤1得到的沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝3：6.3：10，置于静态混合器中混合，混合温度为160℃，经换热冷却至140℃，得所述高等级道路沥青。
28.实施例2
29.本发明实施例的一种高等级道路沥青的制备方法：
30.(1)原料减压渣油进入溶剂脱沥青原料罐，经过原料泵增压至6.2mpa，与高压循环溶剂混合后进入抽提器进行一级抽提，抽提温度为105℃，抽提器底部抽出沥青质丁烷溶液；沥青质丁烷溶液自压至沥青溶液加热炉升温至290℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出沥青质；抽提器顶部的抽提液经过换热升温至125℃后进入胶质沉降器进行二级抽提，胶质沉降器顶部分离出脱沥青油溶液，底部分离出胶质溶液，胶质溶液经过加热炉升温至250℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出胶质。整个抽提过程中，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比为2.5：1。
31.(2)将步骤1得到的沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝6.2：6.6：66，置于静态混合器中混合，混合温度为150℃，经换热冷却至120℃，得所述高等级道路沥青。
32.实施例3
33.本发明实施例的一种高等级道路沥青的制备方法：
34.(1)原料减压渣油进入溶剂脱沥青原料罐，经过原料泵增压至6.2mpa，与高压循环溶剂混合后进入抽提器进行一级抽提，抽提温度为135℃，抽提器底部抽出沥青质丁烷溶液；沥青质丁烷溶液自压至沥青溶液加热炉升温至315℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出沥青质；抽提器顶部的抽提液经过换热升温至145℃后进入胶质沉降器进行二级抽提，胶质沉降器顶部分离出脱沥青油溶液，底部分离出胶质溶液，胶质溶液经过加热炉升温至288℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出胶质。整个抽提过程中，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比为3.5：1。
35.(2)将步骤1得到的沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝5.5：6.9：50，置于静态混合器中混合，混合温度为160℃，经换热冷却至150℃，得所述高等级道路沥青。
36.实施例4
37.本发明实施例的一种高等级道路沥青的制备方法：
38.(1)原料减压渣油进入溶剂脱沥青原料罐，经过原料泵增压至6.2mpa，与高压循环溶剂混合后进入抽提器进行一级抽提，抽提温度为120℃，抽提器底部抽出沥青质丁烷溶液；沥青质丁烷溶液自压至沥青溶液加热炉升温至310℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出沥青质；抽提器顶部的抽提液经过换热升温至135℃后进入胶质沉降器进行二级抽提，胶质沉降器顶部分离出脱沥青油溶液，底部分离出胶质溶液，胶质溶液经过加热炉升温至270℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出胶质。整个抽提过程中，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比为3：1。
39.(2)将步骤1得到的沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝10.5：5.2：67，置于静态混合器中混合，混合温度为160℃，经换热冷却至140℃，得所述高等级道路沥青。
40.实施例5
41.本发明实施例的一种高等级道路沥青的制备方法：
42.(1)原料减压渣油进入溶剂脱沥青原料罐，经过原料泵增压至6.2mpa，与高压循环溶剂混合后进入抽提器进行一级抽提，抽提温度为120℃，抽提器底部抽出沥青质丁烷溶液；沥青质丁烷溶液自压至沥青溶液加热炉升温至310℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出沥青质；抽提器顶部的抽提液经过换热升温至135℃后进入胶质沉降器进行二级抽提，胶质沉降器顶部分离出脱沥青油溶液，底部分离出胶质溶液，胶质溶液经过加热炉升温至270℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出胶质。整个抽提过程中，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比为3：1。
43.(2)将步骤1得到的沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝13：5.1：62，置于静态混合器中混合，混合温度为160℃，经换热冷却至140℃，得所述高等级道路沥青。
44.实施例6
45.本发明实施例的一种高等级道路沥青的制备方法：
46.(1)原料减压渣油进入溶剂脱沥青原料罐，经过原料泵增压至6.2mpa，与高压循环溶剂混合后进入抽提器进行一级抽提，抽提温度为120℃，抽提器底部抽出沥青质丁烷溶
液；沥青质丁烷溶液自压至沥青溶液加热炉升温至310℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出沥青质；抽提器顶部的抽提液经过换热升温至135℃后进入胶质沉降器进行二级抽提，胶质沉降器顶部分离出脱沥青油溶液，底部分离出胶质溶液，胶质溶液经过加热炉升温至270℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出胶质。整个抽提过程中，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比为3：1。
47.(2)将步骤1得到的沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝9.2：6.1：63，置于静态混合器中混合，混合温度为160℃，经换热冷却至140℃，得所述高等级道路沥青。
48.实施例7
49.本发明实施例的一种高等级道路沥青的制备方法：
50.(1)原料减压渣油进入溶剂脱沥青原料罐，经过原料泵增压至6.2mpa，与高压循环溶剂混合后进入抽提器进行一级抽提，抽提温度为120℃，抽提器底部抽出沥青质丁烷溶液；沥青质丁烷溶液自压至沥青溶液加热炉升温至310℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出沥青质；抽提器顶部的抽提液经过换热升温至135℃后进入胶质沉降器进行二级抽提，胶质沉降器顶部分离出脱沥青油溶液，底部分离出胶质溶液，胶质溶液经过加热炉升温至270℃后进入汽提塔，分离出的丁烷溶剂循环使用，汽提塔底分离出胶质。整个抽提过程中，丁烷溶剂与抽提原料减压渣油的重量比为3：1。
51.(2)将步骤1得到的沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝7.2：6.7：45，置于静态混合器中混合，混合温度为160℃，经换热冷却至140℃，得所述高等级道路沥青。
52.对比例1
53.本对比例与实施例2的区别仅在于沥青质、胶质与减压渣油的质量比不同，本对比例中，沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝6.2：8：66。
54.对比例2
55.本对比例与实施例2的区别仅在于沥青质、胶质与减压渣油的质量比不同，本对比例中，沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝15：6.6：66。
56.对比例3
57.本对比例与实施例2的区别仅在于沥青质、胶质与减压渣油的质量比不同，本对比例中，沥青质、胶质与减压渣油按照质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝6.2：6.6：70。
58.效果例
59.1、对实施例1～7、对比例1～3制备的胶质、沥青质的收率进行测定，结果如表1所示。
60.2、对实施例1～7、对比例1～3制备的脱沥青油的脱油率、重金属脱除率进行测定，结果如表1所示。
61.3、根据标准jtgf40-2004对实施例1～7、对比例1～3制备的高等级道路沥青的针入度、软化点、延伸度和动力粘度进行测试，实验结果如表1所示。
62.表1
[0063][0064][0065]
由表1可知，本发明按照一定的比例采用减压渣油与胶质、沥青质作为原料调和制备的道路沥青满足标准jtgf40-2004道路石油沥青70a的质量指标。
[0066]
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：

1.一种高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下两个步骤：(1)将减压渣油经溶剂脱沥青工艺一级抽提得到沥青质相和油相，所述沥青质相经除溶剂处理得到沥青质组分，所述油相经二级抽提分离得到脱沥青油溶液和胶质溶液，胶质溶液经除溶剂处理得到胶质组分，其中溶剂脱沥青工艺所用溶剂为丁烷、戊烷中的至少一种；(2)将步骤(1)所得沥青质、胶质和减压渣油混合，得所述高等级道路沥青。2.如权利要求1所述的高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述沥青质溶液和所述胶质溶液分别通过汽提分离回收丁烷，所述油相在胶质沉降器中进行二级抽提。3.如权利要求1所述的高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的丁烷与抽提原料减压渣油的重量比为2.5～3.5：1。4.如权利要求1所述的高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中沥青质、胶质和减压渣油的质量比为沥青质：胶质：减压渣油＝(3～13)：(5.1～6.9)：(10～67)。5.如权利要求1所述的高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述一级抽提的抽提温度为105～135℃。6.如权利要求1所述的高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述油相在进行二级抽提前先预热至125～145℃，所述二级抽提的抽提温度为125～145℃。7.如权利要求1所述的高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述沥青质相在进行汽提前先预热至290～315℃，所述沥青质相汽提压力为0.66～0.76mpa；所述胶质溶液在进行汽提前先预热至250～288℃，所述胶质溶液汽提压力为0.66～0.76mpa。8.如权利要求1所述的高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中混合的温度为150～220℃。9.如权利要求1所述的高等级道路沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中沥青质、胶质和减压渣油的混合是在静态混合器中进行；所述步骤(2)中沥青质、胶质和减压渣油混合后，经换热冷却至120～160℃。10.一种如权利要求1～9所述高等级道路沥青的制备方法制备的高等级道路沥青。

技术总结

本发明公开了一种高等级道路沥青的制备方法，属于石油化工技术领域。本发明的一种高等级道路沥青的制备方法是将抽提原料减压渣油经丁烷溶剂脱沥青工艺分离得到沥青质和胶质，再将沥青质、胶质和减压渣油进行调和得到高等级道路沥青。本发明采用减压渣油与溶脱胶质、沥青质调和制备高等级道路沥青的方法，提高了胶质的收率，能够有效控制道路沥青产品质量，制备方法所需流程简单，可以在炼油企业的溶脱装置中进行。溶脱装置中进行。