本發(fā)明涉及石油瀝青領(lǐng)域，具體地，涉及一種顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青和調(diào)合硬質(zhì)瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康快速發(fā)展，公路建設(shè)十分迅速，我國(guó)每年新建和維修道路所需瀝青混合料約4億萬(wàn)噸，所需瀝青約2400萬(wàn)噸，然而通過減壓蒸餾深拔生產(chǎn)的部分道路瀝青卻不能完全滿足交通部2004年頒布的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)A級(jí)瀝青的技術(shù)要求，這主要是受原油性質(zhì)的制約，我國(guó)原油大多數(shù)屬于低硫石蠟基。一般來說，這樣的原油難以生產(chǎn)高質(zhì)量A級(jí)道路瀝青，因而我國(guó)道路瀝青的質(zhì)量和數(shù)量長(zhǎng)期滿足不了市場(chǎng)需求，隨著進(jìn)口原油特別是中東原油(適合作瀝青原料)的大量進(jìn)口，高質(zhì)量瀝青比例有明顯提高(如90號(hào)A級(jí)瀝青、70號(hào)A級(jí)瀝青等)。

由于目前我國(guó)道路還面對(duì)著重載超載車多、車速高、車流量大等問題，路面易出現(xiàn)車轍，嚴(yán)重危脅著行車安全，而50號(hào)道路瀝青針入度較低、軟化點(diǎn)較高，可以有效的解決瀝青路面的車轍問題。但是，煉油企業(yè)通過常減壓蒸餾技術(shù)加工中東進(jìn)口原油直接生產(chǎn)50號(hào)道路瀝青難度也很大，并且制備50號(hào)道路瀝青的原料也受到現(xiàn)有原料的限制。因此，50號(hào)A級(jí)道路瀝青需求增加與供應(yīng)缺乏之間矛盾的日益突出。

因此，現(xiàn)在急需一種新型的50號(hào)道路瀝青及其生產(chǎn)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中硬質(zhì)瀝青針入度高、軟化點(diǎn)低和較難制備的缺陷，提供一種顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青和調(diào)合硬質(zhì)瀝青及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，該顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青含有芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，以顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青總重量為基準(zhǔn)，所述芳香分的含量為20-30重量％，所述膠質(zhì)的含量為30-40重量％，所述瀝青質(zhì)的含量為30-40重量％，所述顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青的形狀為半球狀。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種調(diào)合硬質(zhì)瀝青，該調(diào)合硬質(zhì)瀝青含有硬組分瀝青和軟組分瀝青，所述硬組分瀝青為上述的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，所述軟組分瀝青的25℃針入度為60-80(1/10mm)。

第三方面，本發(fā)明還提供了一種調(diào)合硬質(zhì)瀝青的制備方法，該方法包括：將硬組分瀝青和軟組分瀝青調(diào)合，其中，所述硬組分瀝青為上述的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，所述軟組分瀝青的25℃針入度為60-80(1/10mm)。

第四方面，本發(fā)明還提供了上述方法制備的調(diào)合硬質(zhì)瀝青。

本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青的各項(xiàng)性能參數(shù)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)對(duì)50號(hào)A級(jí)道路瀝青的各項(xiàng)要求，并且所制備的調(diào)合硬質(zhì)瀝青的針入度顯著低于現(xiàn)有70號(hào)A級(jí)道路瀝青，軟化點(diǎn)顯著高于現(xiàn)有70號(hào)A級(jí)道路瀝青。本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青通過選擇合適的軟組分瀝青，其25℃針入度為60-80(1/10mm)，并將該軟組分瀝青與制備的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青進(jìn)行調(diào)合而制成調(diào)合硬質(zhì)瀝青，不僅能夠提高調(diào)合硬質(zhì)瀝青的軟化點(diǎn)，還可以降低其針入度，并且該制備工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化應(yīng)用。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

一方面，本發(fā)明提供了一種顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，該顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青含有芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，以顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青總重量為基準(zhǔn)，所述芳香分的含量為20-30重量％，所述膠質(zhì)的含量為30-40重量％，所述瀝青質(zhì)的含量為30-40重量％，所述顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青的形狀為半球狀。

根據(jù)本發(fā)明所述的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，優(yōu)選地，顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青不含飽和分，從而可使顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青具有更低的針入度和更高的軟化點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明所述的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，該顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青的制備方法采用回轉(zhuǎn)鋼帶滴落成型法，該回轉(zhuǎn)鋼帶滴落成型法可以包括：將來自烷烴脫瀝青裝置的硬質(zhì)脫油瀝青(DOA)從溶劑脫瀝青裝置汽提塔塔底排出，經(jīng)換熱后進(jìn)入脫氣罐進(jìn)行靜置脫氣處理，然后用瀝青泵升壓至1.0-1.5MPa，再經(jīng)換熱后通過過濾器過濾，輸送至造粒機(jī)，通過造粒機(jī)的布料器將熔融態(tài)的硬質(zhì)脫油瀝青分布成均勻的液滴，滴落在勻速移動(dòng)的鋼帶上，經(jīng)強(qiáng)制冷卻后形成半球狀顆粒。其中，汽提塔操作條件可以包括：壓力為0.55-0.65MPa，塔底溫度為280-290℃；造粒機(jī)的操作條件可以包括：進(jìn)料溫度≥230℃，進(jìn)料壓力為0.25-0.35MPa，布料器溫度≤200℃，冷卻水溫度≤10℃，顆粒卸料溫度≤40℃。其中，造粒機(jī)為常規(guī)的造粒機(jī)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉，上述制備過程并不改變烷烴脫瀝青裝置的硬質(zhì)脫油瀝青的成分和含量，因此，烷烴脫瀝青裝置的液態(tài)硬質(zhì)脫油瀝青中芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和飽和分的含量與制得的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青中一樣。

本發(fā)明顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青的直徑可以≤10mm，優(yōu)選為6-8mm。

本發(fā)明顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青的25℃針入度≤5(1/10mm)，軟化點(diǎn)為100-140℃，溶解度≥99.5％，灰分≤1％。

另一方面，本發(fā)明還提供了一種調(diào)合硬質(zhì)瀝青，該調(diào)合硬質(zhì)瀝青含有硬組分瀝青和軟組分瀝青，所述硬組分瀝青為上述的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，所述軟組分瀝青的25℃針入度為60-80(1/10mm)。

根據(jù)本發(fā)明所述的調(diào)合硬質(zhì)瀝青，其中，以所述調(diào)合硬質(zhì)瀝青的總重量為基準(zhǔn)，硬組分瀝青的含量為2-5重量％，軟組分瀝青的含量為95-98重量％，從而能夠在滿足調(diào)合硬質(zhì)瀝青質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高軟化點(diǎn)并降低針入度。

根據(jù)本發(fā)明所述的調(diào)合硬質(zhì)瀝青，其中，軟組分瀝青可以為本領(lǐng)域常規(guī)的針入度為60-80(1/10mm)的軟組分瀝青，優(yōu)選地，軟組分瀝青的延度為薄膜烘箱前10℃延度不小于40cm。

本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青滿足50號(hào)硬質(zhì)道路瀝青的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)即可，例如25℃針入度在40-60(1/10mm)范圍內(nèi)，軟化點(diǎn)大于等于49℃，15℃延度大于等于80cm，10℃延度大于等于15cm等。

第三方面，本發(fā)明還提供了一種調(diào)合硬質(zhì)瀝青的制備方法，該方法包括：將硬組分瀝青和軟組分瀝青調(diào)合，其中，所述硬組分瀝青為上述的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，所述軟組分瀝青的25℃針入度為60-80(1/10mm)。

本發(fā)明中，硬組分瀝青為上述制得的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，該顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青的形狀為半球形，本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，將硬質(zhì)瀝青制作成半球形的，能夠提高硬質(zhì)瀝青的軟化點(diǎn)并降低其針入度，另外，由于將硬質(zhì)瀝青做成半球形，從而更有利于運(yùn)輸和使用。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，優(yōu)選地，所述軟組分瀝青的延度為薄膜烘箱前10℃延度不小于40cm。

本發(fā)明中，以所述調(diào)合硬質(zhì)瀝青的總重量為基準(zhǔn)，硬組分瀝青的用量為2-5重量％，軟組分瀝青的用量為95-98重量％，從而能夠在滿足調(diào)合硬質(zhì)瀝青質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高軟化點(diǎn)并降低針入度。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，所述調(diào)合的方式可以為攪拌混合，攪拌的轉(zhuǎn)速可以為300-400轉(zhuǎn)/min。

根據(jù)本發(fā)明所述的方法，其中，所述調(diào)合的條件優(yōu)選包括：溫度為140-160℃，時(shí)間為0.5-2h，更優(yōu)選地，溫度為150-160℃，時(shí)間為0.5-1.5h，從而能夠在滿足調(diào)合硬質(zhì)瀝青質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高軟化點(diǎn)并降低針入度。

第四方面，本發(fā)明還提供了上述方法制備的調(diào)合硬質(zhì)瀝青。

本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青滿足50號(hào)硬質(zhì)道路瀝青的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)即可，例如25℃針入度在40-60(1/10mm)范圍內(nèi)，軟化點(diǎn)大于等于49℃，15℃延度大于等于80cm，10℃延度大于等于15cm等。

實(shí)施例

造粒機(jī)購(gòu)自江蘇，牌號(hào)為CF型回轉(zhuǎn)帶式冷凝造粒機(jī)。

制備例1

將來自烷烴脫瀝青裝置的硬質(zhì)脫油瀝青(以硬質(zhì)脫油瀝青總重量為基準(zhǔn)，芳香分的含量為20重量％，膠質(zhì)的含量為40重量％，瀝青質(zhì)的含量為40重量％)從溶劑脫瀝青裝置汽提塔塔底排出，經(jīng)換熱后進(jìn)入脫氣罐進(jìn)行靜置脫氣處理，然后用瀝青泵升壓至1.2MPa，再經(jīng)換熱后通過過濾器過濾，輸送至造粒機(jī)，通過造粒機(jī)的布料器將熔融態(tài)的硬質(zhì)脫油瀝青分布成均勻的液滴，滴落在勻速移動(dòng)的鋼帶上，經(jīng)強(qiáng)制冷卻后形成半球狀顆粒。其中，汽提塔操作條件可以包括：壓力為0.55MPa，塔底溫度為280℃；造粒機(jī)的操作條件可以包括：進(jìn)料溫度為240℃，進(jìn)料壓力為0.30MPa，布料器溫度為200℃，冷卻水溫度為10℃，顆粒卸料溫度為40℃，制得半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，其直徑為8mm，25℃針入度為1(1/10mm)，軟化點(diǎn)為140℃，溶解度為99.5％，灰分為1％。

制備例2

將來自烷烴脫瀝青裝置的硬質(zhì)脫油瀝青(以硬質(zhì)脫油瀝青總重量為基準(zhǔn)，芳香分的含量為25重量％，膠質(zhì)的含量為37重量％，瀝青質(zhì)的含量為38重量％)從溶劑脫瀝青裝置汽提塔塔底排出，經(jīng)換熱后進(jìn)入脫氣罐進(jìn)行靜置脫氣處理，然后用瀝青泵升壓至1.1MPa，再經(jīng)換熱后通過過濾器過濾，輸送至造粒機(jī)，通過造粒機(jī)的布料器將熔融態(tài)的硬質(zhì)脫油瀝青分布成均勻的液滴，滴落在勻速移動(dòng)的鋼帶上，經(jīng)強(qiáng)制冷卻后形成半球狀顆粒。其中，汽提塔操作條件可以包括：壓力為0.55MPa，塔底溫度為285℃；造粒機(jī)的操作條件可以包括：進(jìn)料溫度為235℃，進(jìn)料壓力為0.27MPa，布料器溫度為200℃，冷卻水溫度為10℃，顆粒卸料溫度為40℃，制得半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，其直徑為6mm，25℃針入度為2(1/10mm)，軟化點(diǎn)為120℃，溶解度為99.5％，灰分為1％。

制備例3

將來自烷烴脫瀝青裝置的硬質(zhì)脫油瀝青(以硬質(zhì)脫油瀝青總重量為基準(zhǔn)，芳香分的含量為28重量％，膠質(zhì)的含量為36重量％，瀝青質(zhì)的含量為36重量％)從溶劑脫瀝青裝置汽提塔塔底排出，經(jīng)換熱后進(jìn)入脫氣罐進(jìn)行靜置脫氣處理，然后用瀝青泵升壓至1.05MPa，再經(jīng)換熱后通過過濾器過濾，輸送至造粒機(jī)，通過造粒機(jī)的布料器將熔融態(tài)的硬質(zhì)脫油瀝青分布成均勻的液滴，滴落在勻速移動(dòng)的鋼帶上，經(jīng)強(qiáng)制冷卻后形成半球狀顆粒。其中，汽提塔操作條件可以包括：壓力為0.55MPa，塔底溫度為290℃；造粒機(jī)的操作條件可以包括：進(jìn)料溫度為232℃，進(jìn)料壓力為0.25MPa，布料器溫度為200℃，冷卻水溫度為10℃，顆粒卸料溫度為40℃，制得半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，其直徑為7mm，25℃針入度為3(1/10mm)，軟化點(diǎn)為110℃，溶解度為99.6％，灰分為1％。

制備例4

按照制備例1的方法制備半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，不同的是，采用硬質(zhì)脫油瀝青(以硬質(zhì)脫油瀝青總重量為基準(zhǔn)，芳香分的含量為35重量％，膠質(zhì)的含量為45重量％，瀝青質(zhì)的含量為20重量％)替換制備例1中的硬質(zhì)脫油瀝青，制得半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，其直徑為8mm，25℃針入度為8(1/10mm)，軟化點(diǎn)為95℃，溶解度為99.5％，灰分為1％。

制備例5

按照制備例1的方法制備半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，不同的是，采用硬質(zhì)脫油瀝青(以硬質(zhì)脫油瀝青總重量為基準(zhǔn)，芳香分的含量為20重量％，膠質(zhì)的含量為30重量％，瀝青質(zhì)的含量為30重量％，飽和分的含量為20重量％)替換制備例1中的硬質(zhì)脫油瀝青，制得半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，其直徑為8mm，25℃針入度為10(1/10mm)，軟化點(diǎn)為85℃，溶解度為99.5％，灰分為1％。

實(shí)施例1

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青及其制備方法。

將250g制備例1制得的半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青與9750g 70號(hào)A級(jí)道路瀝青(購(gòu)自中國(guó)石化東海牌瀝青，牌號(hào)為70號(hào)A級(jí)瀝青，25℃針入度為70(1/10mm)，薄膜烘箱前10℃延度為50cm)放入攪拌器中在155℃、350轉(zhuǎn)/min下攪拌1h混合均勻，制得調(diào)合硬質(zhì)瀝青。

實(shí)施例2

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青及其制備方法。

將330g制備例2制得的半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青與9670g 70號(hào)A級(jí) 道路瀝青(購(gòu)自中國(guó)石化東海牌瀝青，牌號(hào)為70號(hào)A級(jí)瀝青，25℃針入度為70(1/10mm)，薄膜烘箱前10℃延度為50cm)放入攪拌器中在155℃、350轉(zhuǎn)/min下攪拌0.8h混合均勻，制得調(diào)合硬質(zhì)瀝青。

實(shí)施例3

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青及其制備方法。

將400g制備例3制得的半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青與9600g 70號(hào)A級(jí)道路瀝青(購(gòu)自中國(guó)石化東海牌瀝青，牌號(hào)為70號(hào)A級(jí)瀝青，25℃針入度為70(1/10mm)，薄膜烘箱前10℃延度為50cm)放入攪拌器中在155℃、350轉(zhuǎn)/min下攪拌0.7h混合均勻，制得調(diào)合硬質(zhì)瀝青。

實(shí)施例4

本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青及其制備方法。

按照實(shí)施例1的方法制備調(diào)合硬質(zhì)瀝青，不同的是，調(diào)合的溫度為140℃，攪拌時(shí)間為2h，制得調(diào)合硬質(zhì)瀝青。

實(shí)施例5

按照實(shí)施例1的方法制備調(diào)合硬質(zhì)瀝青，不同的是，用制備例5的半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青替換制備例1的半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，制得調(diào)合硬質(zhì)瀝青。

對(duì)比例1

按照實(shí)施例1的方法調(diào)合制備硬質(zhì)瀝青，不同的是，用制備例4的半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青替換制備例1的半球狀顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青，制得調(diào)合硬質(zhì)瀝青。

測(cè)試?yán)?/p>

采用以下方法測(cè)定實(shí)施例1-5和對(duì)比例1的調(diào)合硬質(zhì)瀝青的性能參數(shù)，具體方法如下：

按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0604測(cè)定針入度以及針入度指數(shù)PI，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0606測(cè)定軟化點(diǎn)(環(huán)球法)，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0611測(cè)定閃點(diǎn)(COC)，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0605測(cè)定延度，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0620測(cè)定60℃動(dòng)力粘度，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0615測(cè)定含蠟量(蒸餾法)，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0603測(cè)定密度，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0607測(cè)定溶解度，按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0609進(jìn)行薄膜加熱試驗(yàn)。

表1

通過表1的數(shù)據(jù)可以看出，將實(shí)施例1-5與對(duì)比例1相比，實(shí)施例1-5的調(diào)合硬質(zhì)瀝青的各項(xiàng)性能參數(shù)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)對(duì)50號(hào)A級(jí)道路瀝青的各項(xiàng)要求，尤其是，實(shí)施例1-5的調(diào)合硬質(zhì)瀝青的針入度顯著低于對(duì)比例1，軟化點(diǎn)顯著高于對(duì)比例1。

本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青的各項(xiàng)性能參數(shù)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)對(duì)50號(hào)A級(jí)道路瀝青的各項(xiàng)要求，并且所制備的調(diào)合硬質(zhì)瀝青的針入度顯著低于現(xiàn)有70號(hào)A級(jí)道路瀝青，軟化點(diǎn)顯著高于現(xiàn)有70號(hào)A級(jí)道路瀝青。本發(fā)明的調(diào)合硬質(zhì)瀝青通過選擇合適的軟組分瀝青，其25℃針入度為60-80(1/10mm)，并將該軟組分瀝青與制備的顆粒狀石油硬質(zhì)瀝青進(jìn)行調(diào)合而制成調(diào)合硬質(zhì)瀝青，不僅能夠提高調(diào)合硬質(zhì)瀝青的軟化點(diǎn)，還可以降低其針入度，并且該制備工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化應(yīng)用。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。