本發(fā)明屬于專用蠟生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種以F-T合成產(chǎn)物生產(chǎn)瀝青溫拌用蠟的方法。
背景技術(shù)：
道路工程中使用的瀝青混合料根據(jù)拌合施工溫度一般分為三種類型：熱拌瀝青混合料HMA(Hot Mix Asphalt) 、冷拌瀝青混合料CMA(Cold Mix Asphalt)和溫拌瀝青混合料WMA(Warm Mix Asphalt)。
熱拌瀝青混合料是應(yīng)用廣泛、路用性能良好的混合料，但熱拌瀝青混合料生產(chǎn)過程中，瀝青與石料需要在150～180℃高溫條件下拌合，這樣不僅消耗大量的能源，而且在熱拌瀝青混合料生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的煙塵及CO2、CO、SO2、NOx等有害氣體，不僅污染環(huán)境，而且也影響工作人員的身體健康，同時，高溫條件下的拌合也容易引起瀝青發(fā)生熱老化，降低瀝青在路面上的服役時間，縮短瀝青路面的使用壽命。
冷拌瀝青混合料一般采用乳化瀝青或者液體瀝青與集料在常溫狀態(tài)下拌合、鋪筑，無需對集料和結(jié)合料進(jìn)行加熱，這樣可節(jié)約大量能源。但是冷拌瀝青混合料初期強度較低，難以滿足高速公路、重載交通道路等重要工程的要求。
溫拌瀝青混合料是二十世紀(jì)九十年代后期歐美等發(fā)達(dá)國家為保護環(huán)境、節(jié)約能源并延長瀝青路面壽命而開始研究的，主要是通過降低瀝青混合料的拌合溫度，達(dá)到降低瀝青混合料生產(chǎn)過程中的能耗，減少粉塵及有害氣體排放量，同時保證溫拌瀝青混合料具有與熱拌瀝青混合料基本相同的路用性能及施工的和易性。
溫拌瀝青混合料技術(shù)主要有三種方式：一是采用蒸發(fā)殘留物含量較高的乳化瀝青，在80～120℃溫度下與石料拌合，該方式較熱拌瀝青的溫度低約30～50℃；二是在拌制混合料時把水（或表面活性劑的水溶液）與瀝青同時加入拌合罐中，由于水的存在，使瀝青發(fā)泡，達(dá)到降粘效果。但上述兩種方法會產(chǎn)生大量的水蒸氣，容易引起設(shè)備腐蝕，還經(jīng)常會發(fā)生石粉結(jié)團甚至造成拌合設(shè)備堵塞問題，給生產(chǎn)帶來不便。此外，由于剩余未揮發(fā)的水分保留在混合料中，會影響混合料初期性能。第三種方法是預(yù)先將溫拌劑添加到瀝青中，然后采取與通常的熱拌瀝青混合料同樣的生產(chǎn)方式，便于操作，容易被生產(chǎn)單位所接受。該種方法通過預(yù)先在瀝青中添加溫拌劑，降低了瀝青的高溫粘度，改變了瀝青的粘溫曲線，從而降低了瀝青與石料的拌合溫度，達(dá)到溫拌效果。但目前所用的溫拌劑在降低瀝青高溫粘度的同時，通常也會引起瀝青60℃粘度的減小，使瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性受到損失。
費-托（F-T）合成技術(shù)是1923年發(fā)明的，主要包括高溫合成技術(shù)和低溫合成技術(shù)，二十世紀(jì)九十年代以來F-T合成工藝及催化劑都取得了突破性的進(jìn)展，F(xiàn)-T合成產(chǎn)品日益豐富。F-T合成產(chǎn)物化學(xué)組成中以正構(gòu)烷烴為主，有少量異構(gòu)烷烴，其熔融粘度低、固態(tài)下結(jié)晶度高，可以制備高熔點、高硬度的蠟產(chǎn)品，但F-T合成產(chǎn)物中含有較多的烯烴和含氧化合物，并且碳數(shù)分布很寬。目前通常以F-T合成的蠟油組分直接用作F-T蠟使用。
CN200880116167.7（包括增粘劑的用于“溫拌”的瀝青改性劑）利用表面活性劑組分、蠟組分、樹脂組分制備了瀝青溫拌劑。其利用表面活性劑組分的潤滑作用起到溫拌效果；蠟組分（植物蠟、動物蠟、礦物蠟、酰胺蠟、氧化蠟等）和樹脂組分起到增粘效果，以彌補由于上述表面活性劑組分引起的瀝青粘度的損失。該專利所用的組分過多，而且很容易降低瀝青的60℃粘度，影響瀝青的高溫穩(wěn)定性，還會降低瀝青與石料的粘附性。雖然添加的樹脂組分如松香、酚醛樹脂等可彌補由于上述表面活性劑組分引起的瀝青粘度的損失，但樹脂組分與瀝青的相容性不好，長時間儲存時容易引起瀝青分層。
CN201010558295.6（一種瀝青混合料溫拌改性劑及其制備方法）利用F-T蠟、增塑劑、多元酸、合成樹脂、聚酯化合物制備溫拌改性劑，其中F-T蠟用于降低瀝青粘度，其碳原子數(shù)在40～80之間（優(yōu)選45～70之間）、正構(gòu)烷烴比例大于80%（優(yōu)選85%～95%之間）、酸值0～1（優(yōu)選0～0.5之間）、熔點在55～120℃之間（優(yōu)選70～110℃之間）。該專利未介紹F-T蠟原料的來源，且從實施例中F-T蠟原料針入度（25℃）只有53.2（0.1mm）看，該F-T蠟原料中含有較多的低分子量組分，這種F-T蠟原料會降低瀝青產(chǎn)品60℃粘度。
石油蠟是原油經(jīng)過煉制加工后從含蠟餾分油中制得的各類蠟產(chǎn)品的總稱，包括液體石蠟、皂用蠟、石蠟和微晶蠟。石油蠟是多種正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴等組分的混合物。
在蠟產(chǎn)品生產(chǎn)工藝方面，常用的分離加工手段主要有蒸餾、溶劑分離、發(fā)汗分離等。
蒸餾是利用不同烴類的沸點不同達(dá)到分離提純的目的，減小蒸餾的沸程可以有效降低產(chǎn)物碳分布的寬度，但是蒸餾過程需要將原料加熱到沸點以上，消耗大量的能量。同時熔點在70℃以上的烴類的沸點在500℃（常壓）以上，采用蒸餾進(jìn)行分離時效率大大下降。
溶劑分離方法是利用正構(gòu)烷烴與異構(gòu)烷烴在溶劑中的溶解度不同達(dá)到分離提純的目的，可以有效提高產(chǎn)物中的正構(gòu)烷烴含量，但對碳分布的寬窄影響不大，同時溶劑分離工藝生產(chǎn)設(shè)備投資大；生產(chǎn)過程中需要大量使用溶劑，回收溶劑需要消耗大量的能量；溶劑中含有苯系物，會對環(huán)境造成影響；溶劑易燃，容易造成生產(chǎn)事故。
發(fā)汗分離方法是利用蠟中各種組分熔點不同的性質(zhì)進(jìn)行分離提純的。蠟中各種組分的分子量和結(jié)構(gòu)的不同都會使其熔點不同。同為正構(gòu)烷烴時，分子量較大的正構(gòu)烷烴的熔點較高，而分子量較小的正構(gòu)烷烴的熔點較低；分子量相同時，異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的熔點要低于正構(gòu)烷烴，且異構(gòu)程度越高熔點就越低。
與蒸餾方法相比，由于各種烴類的熔點溫度遠(yuǎn)低于沸點溫度，所以發(fā)汗分離過程的能耗遠(yuǎn)低于蒸餾分離；與溶劑分離方法相比，發(fā)汗分離過程不使用溶劑，所以發(fā)汗分離過程安全、節(jié)能且對環(huán)境無影響。
普通的發(fā)汗工藝主要包括以下步驟：（1）準(zhǔn)備工作：墊水（用水充滿發(fā)汗裝置皿板下部空間）后裝料（原料加熱至熔點以上呈液態(tài)時裝入發(fā)汗裝置）；（2）結(jié)晶：將原料以不大于4℃/h的降溫速率緩慢冷卻到其熔點以下10～20℃。在冷卻過程中，各種組分按熔點由高到低的順序依次結(jié)晶形成固體；（3）發(fā)汗：當(dāng)蠟層溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的降溫終止溫度之后，放掉墊水；再將原料緩慢地加熱到預(yù)設(shè)的發(fā)汗終止溫度。在發(fā)汗過程中，各種組分按熔點由低到高的順序先后熔化成液態(tài)并流出（蠟下），最后得到的蠟層剩余物（蠟上）就是高熔點、低含油、窄碳數(shù)分布的蠟；繼續(xù)升高溫度，以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品；（4）精制：通常采用白土精制（將粗產(chǎn)品熔化后升溫至預(yù)定溫度，加入白土并恒溫攪拌至預(yù)定時間后過濾）；再經(jīng)成型、包裝即為目的產(chǎn)品。
對普通發(fā)汗分離方法，在升溫發(fā)汗過程中固態(tài)組分（較高熔點的蠟）和液態(tài)組分（油和較低熔點的蠟）雖然分別處于固體和液體兩種相態(tài)，但是也很難完全分離。為使最終產(chǎn)品的含油量符合要求，通常采用延長發(fā)汗時間和提高發(fā)汗終止溫度的方法，但這樣會導(dǎo)致生產(chǎn)周期長且產(chǎn)品收率下降。
普通發(fā)汗分離工藝可以生產(chǎn)熔點在40℃～60℃的固態(tài)下具有粗大片狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)的皂用蠟和低熔點石蠟，不適宜生產(chǎn)熔點在70℃以上的蠟產(chǎn)品。試驗表明，普通發(fā)汗工藝生產(chǎn)熔點在70℃左右的蠟產(chǎn)品時，發(fā)汗后期蠟上的碳分布寬度和含油量與收率無關(guān)，即蠟上的碳分布寬度和含油量不隨收率的下降而下降，所以至今未見以發(fā)汗分離工藝生產(chǎn)熔點在70℃左右的蠟產(chǎn)品的報導(dǎo)。
與溶劑分離工藝相比，發(fā)汗分離工藝是間歇操作，且產(chǎn)品收率較低、生產(chǎn)周期較長，但是發(fā)汗工藝具有投資少、生產(chǎn)過程簡單、操作費用低、生產(chǎn)過程安全、節(jié)能且對環(huán)境無污染等優(yōu)點，目前仍有部分廠家在使用該方法生產(chǎn)皂用蠟產(chǎn)品。
多年來，發(fā)汗分離方法在生產(chǎn)設(shè)備和工藝方面得到了一些發(fā)展，如CN89214332（立式方形多段隔板發(fā)汗罐）、CN94223980.6（皿式發(fā)汗裝置）、CN98233254.8（石蠟發(fā)汗罐）、CN200920033500.X（新型石蠟發(fā)汗罐）、CN201210508905.0（一種高效石蠟發(fā)汗裝置）、CN201320127680.4（管式石蠟脫油裝置）等，在發(fā)汗生產(chǎn)設(shè)備上作了改進(jìn)；CN91206202（一種高效石蠟發(fā)汗罐）在發(fā)汗分離工藝上作了改進(jìn)，但這些改進(jìn)仍不能生產(chǎn)熔點在70℃以上的蠟產(chǎn)品。
現(xiàn)有瀝青溫拌劑在降低瀝青混合料拌合溫度的同時，通常會降低瀝青的60℃粘度，從而影響了瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。如何在降低瀝青高溫粘度的同時不影響其高溫使用性能，成為目前溫拌劑研制過程中的一個熱點問題。
發(fā)汗分離工藝是目前已知用于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)石油蠟產(chǎn)品的唯一無溶劑分離方法，在提倡綠色低碳、環(huán)保節(jié)能的今天，采用發(fā)汗分離工藝生產(chǎn)在降低瀝青高溫粘度的同時不影響其高溫使用性能的瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品的需求更加迫切。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種以F-T合成產(chǎn)物生產(chǎn)瀝青溫拌用蠟的方法，包括加氫轉(zhuǎn)化和發(fā)汗兩部分。具體地說是以適宜的F-T合成產(chǎn)物為原料，在催化劑作用下進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化，將其中的烯烴和含氧化合物轉(zhuǎn)化為正構(gòu)烷烴；再采用發(fā)汗裝置，在普通發(fā)汗分離工藝的基礎(chǔ)上，在發(fā)汗過程中利用氣流通過蠟層攜帶出液態(tài)組分以強制分離固態(tài)組分和液態(tài)組分，增強了分離效果并加快了分離速度；原料加熱熔化后優(yōu)選在壓力條件下?lián)饺肟煞纸馍蓺怏w的無機鹽粉末，使發(fā)汗這種無溶劑分離方法可以生產(chǎn)出滴熔點在70℃以上的瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品。本發(fā)明方法具有生產(chǎn)設(shè)備投資低、生產(chǎn)過程簡單且操作費用低、安全、節(jié)能且無溶劑污染等優(yōu)點。
本發(fā)明的一種以F-T合成產(chǎn)物生產(chǎn)瀝青溫拌用蠟的方法，包括以下內(nèi)容：
（一）加氫轉(zhuǎn)化：F-T合成產(chǎn)物在催化劑作用下進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化，將其中的烯烴和含氧化合物轉(zhuǎn)化為正構(gòu)烷烴；
（二）發(fā)汗：包括以下過程：
（1）裝料：以（一）加氫轉(zhuǎn)化產(chǎn)物為原料，加熱熔化后裝入發(fā)汗裝置；
（2）降溫-恒溫結(jié)晶：以2.0℃/h～4.0℃/h的速率將蠟層降溫至原料滴熔點以下5℃～30℃的降溫終止溫度，并恒溫一段時間；
（3）升溫-恒溫發(fā)汗：以1.5℃/h～3.5℃/h的速率升溫；蠟層達(dá)到預(yù)定溫度并恒溫一段時間后停止發(fā)汗；在發(fā)汗過程中強制氣流通過蠟層；
（4）精制：蠟上經(jīng)精制后即為瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品。
本發(fā)明的方法中，所述的F-T合成產(chǎn)物，其正構(gòu)烷烴重量含量要求在85%以上；優(yōu)選正構(gòu)烷烴含量為95%以上的F-T合成產(chǎn)物作為原料。
本發(fā)明的方法中，過程（一）所述的加氫轉(zhuǎn)化過程采用本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，其操作條件為：反應(yīng)壓力3～10MPa、反應(yīng)溫度150～300℃、液時體積空速0.2～2.0 h-1和氫液體積比100～1000：1，氫液體積比優(yōu)選為300～800：1。加氫轉(zhuǎn)化催化劑可以為Ni/Al2O3、W-Ni/Al2O3、Mo-Ni/Al2O3或W-Mo-Ni/Al2O3催化劑等。催化劑中活性金屬組分以氧化物計的重量含量為20%～70%。加氫轉(zhuǎn)化催化劑可以選擇已有的商業(yè)催化劑，也可以按本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備。催化劑在使用時，可以根據(jù)需要按本領(lǐng)域常規(guī)方法將活性金屬氧化物進(jìn)行還原或硫化，以提高催化劑活性。
本發(fā)明的方法中，優(yōu)選在原料加熱熔化后在壓力條件下?lián)饺肟煞纸馍蓺怏w的無機鹽粉末，所述的壓力（表壓）一般為0.5～15.0個大氣壓，優(yōu)選為1.0～8.0個大氣壓。所述的無機鹽粉末在發(fā)汗過程中可以緩慢分解釋放出氣體且自身及分解產(chǎn)物均易溶于水，可以是銨鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽中的一種或幾種。所述的無機鹽粉末的粒度為50～500目，加入量占發(fā)汗原料的0.1%～10.0%（重量），優(yōu)選的比例為0.2%～3.0%。在結(jié)晶的恒溫過程及發(fā)汗過程中吸收無機鹽分解產(chǎn)生的（有害）氣體。在精制過程中可以采用水洗方式去除未反應(yīng)的無機鹽和分解產(chǎn)物。
本發(fā)明的方法中，所述的發(fā)汗裝置是發(fā)汗皿，并在蠟層以上增加可拆卸的密封系統(tǒng)及加壓裝置，以在步驟（1）裝料過程和步驟（2）結(jié)晶的降溫過程中抑制無機鹽分解產(chǎn)生的氣體逸出蠟層。所述的壓力（表壓）為0.5～15.0個大氣壓，優(yōu)選為1.0～8.0個大氣壓。
本發(fā)明的方法中，所述的發(fā)汗皿在蠟層以上增加加壓裝置和/或在蠟層以下增加真空裝置。在步驟（3）發(fā)汗過程中，所述的強制氣流通過蠟層采用在蠟層上方增加氣壓和/或在蠟層下方降低氣壓，使蠟層上、下方形成壓力差實現(xiàn)。所述的壓力差一般為0.1～5.0個大氣壓，優(yōu)選為0.2～2.0個大氣壓，以強制氣流通過蠟層。
本發(fā)明的方法中，所述步驟（2）結(jié)晶的降溫速率優(yōu)選2.5℃/h～3.5℃/h。所述的降溫終止溫度優(yōu)選為原料滴熔點以下10℃～20℃。所述的降溫至終止溫度后，增加恒溫階段以使固體結(jié)晶更充分，結(jié)晶過程恒溫階段的時間為0.1～3.0小時，優(yōu)選為1.0～3.0小時。結(jié)晶過程恒溫的同時逐漸降低壓力至常壓，降壓速率為0.1～150.0個大氣壓/小時，優(yōu)選為0.3～8.0個大氣壓/小時。
本發(fā)明的方法中，所述步驟（3）的發(fā)汗過程的升溫速率優(yōu)選2.0℃/h～3.0℃/h；所述升溫的預(yù)定溫度為目的產(chǎn)品滴熔點-10℃～目的產(chǎn)品滴熔點；所述的升溫至預(yù)設(shè)溫度后，增加恒溫階段以使固態(tài)組分與液態(tài)組分分離更充分，恒溫階段的時間為0～5.0小時，優(yōu)選為0.1～5.0小時，更優(yōu)選為1.0～5.0小時。
本發(fā)明的方法中，所述蠟層的升溫速度和降溫速度，可以通過空氣浴、水浴、油浴或者其他可行的方式進(jìn)行控制，優(yōu)選采用水浴或油浴。采用水浴或油浴方式控制蠟層升溫速率和降溫速率時，可在發(fā)汗皿外增加夾套，夾套與可移動盤管及循環(huán)系統(tǒng)相連，夾套、盤管等可使蠟層升/降溫過程更快、蠟層溫度更均勻；循環(huán)系統(tǒng)具有程序降溫/加熱功能，循環(huán)系統(tǒng)加入水或?qū)嵊偷任镔|(zhì)作為循環(huán)介質(zhì)。
本發(fā)明的方法中，所述步驟（3）發(fā)汗過程的強制氣流通過蠟層可以在發(fā)汗過程任意階段實施，優(yōu)選在發(fā)汗初期實施。
本發(fā)明的方法中，所述步驟（3）發(fā)汗過程的強制氣流通過蠟層是采用在蠟層上方增加氣壓實現(xiàn)的，如可在蠟層上方施加0.2～2.0個大氣壓（表壓）的壓力，而蠟層下方保持為常壓。
本發(fā)明的方法中，所述步驟（3）發(fā)汗過程的強制氣流通過蠟層是采用在蠟層下方降低氣壓實現(xiàn)的，如可在蠟層上方保持常壓，而在蠟層下方維持-0.2～-1.0個大氣壓（表壓）的壓力。
本發(fā)明的方法中，所述的發(fā)汗裝置還可以連接吸收系統(tǒng)，以在步驟（2）結(jié)晶的恒溫過程及步驟（3）發(fā)汗過程中吸收無機鹽分解產(chǎn)生的（有害）氣體。吸收系統(tǒng)采用液體吸收方式。
分析表明，F(xiàn)-T合成產(chǎn)物中不含硫、氮、芳烴等雜質(zhì)，經(jīng)精制容易達(dá)到很高的純度；低溫F-T合成產(chǎn)物的化學(xué)組成中以正構(gòu)烷烴為主且分布很寬，并含有少量的烯烴 和含氧化合物。這種產(chǎn)物的熔融粘度低，這對將其作為瀝青溫拌用蠟是有益的，但是由于存在烯烴 組分會使高溫下穩(wěn)定性變差；含氧化合物有特殊的氣味；大量低熔點組分使其在瀝青產(chǎn)品中使用時會降低瀝青產(chǎn)品60℃粘度，因此F-T合成產(chǎn)物不適宜直接用作瀝青溫拌用蠟。
發(fā)汗分離方法是利用各種組分熔點不同的性質(zhì)進(jìn)行分離的。針對發(fā)汗過程的研究表明，發(fā)汗過程中液態(tài)組分是順著結(jié)晶部分逐漸排出的，類似于液體在毛細(xì)管中流動的情況。但是對于熔點在70℃左右的高熔點蠟，由于原料化學(xué)組成復(fù)雜，導(dǎo)致結(jié)晶時晶體結(jié)構(gòu)細(xì)小致密，對液態(tài)組分的排出形成巨大的濾流阻力，這就造成僅靠重力自然分離的普通發(fā)汗過程中固態(tài)組分與液態(tài)組分難以完全分離，因此普通發(fā)汗分離工藝不能生產(chǎn)熔點在70℃以上的蠟產(chǎn)品。
本發(fā)明為了生產(chǎn)瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品，通過對F-T合成產(chǎn)物的組成的深入研究，針對F-T合成產(chǎn)物含有一定量的烯烴和含氧化合物，且含有大量低熔點組分是造成F-T合成產(chǎn)物不適宜直接用作瀝青溫拌用蠟的原因，通過選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖头磻?yīng)條件，將F-T合成產(chǎn)物中的烯烴和含氧化合物等非適宜組分轉(zhuǎn)化為正構(gòu)烷烴。通過對普通發(fā)汗過程的深入研究，針對固態(tài)組分與液態(tài)組分難以分離原因，在發(fā)汗過程中采用強制氣流通過蠟層，并在結(jié)晶過程和發(fā)汗過程中增加恒溫階段；同時還優(yōu)選原料加熱熔化后在壓力條件下?lián)饺肟煞纸馍蓺怏w的無機鹽粉末，這些措施有效地去除F-T合成產(chǎn)物中的低熔點組分，使產(chǎn)物適于用作瀝青溫拌用蠟。
針對發(fā)汗過程中固態(tài)組分與液態(tài)組分難以分離的原因，通過在發(fā)汗過程中采用氣流通過蠟層攜帶出液態(tài)組分的方法強制固態(tài)組分與液態(tài)組分的分離，增強了分離效果并加快了分離速度；同時優(yōu)選原料加熱熔化后在壓力條件下?lián)饺肟煞纸馍蓺怏w的無機鹽粉末，這些物質(zhì)因粒度較小而在液態(tài)的蠟層中緩慢沉降，可以較均勻地分布在蠟層中。保持壓力條件下將原料冷卻至熔點以下10℃～15℃，并恒溫0.1h～3.0h以使蠟層結(jié)晶更充分；同時在低溫恒溫過程中逐漸降低壓力至常壓。原料降溫至滴熔點以下后到發(fā)汗過程終止的時間里蠟層處于較軟的固體狀態(tài)，此過程中無機鹽緩慢分解釋放出的氣體，會在蠟層內(nèi)形成微小氣泡，這些微小氣泡形成的空間在發(fā)汗過程中易于在蠟層中形成若干細(xì)小的通道，從而有利于發(fā)汗過程中液態(tài)組分的排出。再輔以結(jié)晶過程的恒溫階段使固體結(jié)晶更充分，以及發(fā)汗過程的恒溫階段使固態(tài)組分與液態(tài)組分分離更充分等方法，使得發(fā)汗工藝可以生產(chǎn)不含有低熔點組分的瀝青溫拌用蠟。
本發(fā)明的優(yōu)點是：通過選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖头磻?yīng)條件，將F-T合成產(chǎn)物中的烯烴及含氧化合物可以通過加氫過程轉(zhuǎn)化為正構(gòu)烷烴，同時不產(chǎn)生其它雜質(zhì)；在發(fā)汗過程中采用氣流通過蠟層攜帶出液態(tài)組分的方法增強了固態(tài)組分與液態(tài)組分的分離效果并加快了分離速度；同時利用無機鹽分解產(chǎn)生的氣體在蠟層中形成微小空間，也有利于液態(tài)組分的快速排出；并增加結(jié)晶過程和發(fā)汗過程的恒溫階段等過程，從而生產(chǎn)出瀝青溫拌用蠟。本發(fā)明的方法具有裝置投資低、生產(chǎn)過程簡單且操作費用低、安全、節(jié)能且無溶劑污染環(huán)境等優(yōu)點。
具體實施方式
本發(fā)明通過選用適宜的F-T合成產(chǎn)物為原料，在催化劑作用下進(jìn)行加氫轉(zhuǎn)化；發(fā)汗皿上部連接可拆卸的密封裝置并與加壓緩沖罐和壓縮機連接，和/或在發(fā)汗皿下部連接減壓緩沖罐和真空泵；原料加熱熔化并優(yōu)選在壓力條件下?lián)饺霟o機鹽粉末后裝入發(fā)汗皿；以油浴控制蠟層升、降溫速度；在發(fā)汗過程中，啟動壓縮機以在蠟層以上形成正壓，和/或啟動真空泵以在蠟層以下形成負(fù)壓，用以強制氣流通過蠟層；蠟上經(jīng)精制、成型、包裝后即為瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品。
以下通過實施例1-2具體說明本發(fā)明的以F-T合成產(chǎn)物生產(chǎn)瀝青溫拌用蠟的方法。
實施例1
本實施例包括：（一）加氫轉(zhuǎn)化和（二）發(fā)汗兩部分。
（一）加氫轉(zhuǎn)化
以中國石油化工股份有限公司低溫F-T合成實驗裝置的蠟油產(chǎn)物（正構(gòu)烷烴含量為95.5wt%；滴熔點86.2℃；針入度（25℃）55（10-1mm））為原料，在FHJ-2催化劑（一種Ni/Al2O3商業(yè)催化劑，撫順石油化工研究院研制生產(chǎn)，以氧化物計活性金屬鎳含量為40%，催化劑在使用前進(jìn)行常規(guī)還原處理）作用下，在反應(yīng)壓力5.0MPa、反應(yīng)溫度200℃、體積空速1.0h-1 和氫液體積比500：1的條件下進(jìn)行加氫以轉(zhuǎn)化其中的烯烴和含氧化合物。
加氫產(chǎn)物性質(zhì)：正構(gòu)烷烴重量含量97.36%；滴熔點85.0℃；針入度（25℃）57（10-1mm）；色譜—質(zhì)譜分析，未檢出醇、烯、酸等物質(zhì)。
從色譜—質(zhì)譜分析未檢出醇、烯、酸等物質(zhì)可以看出原料中的含氧化合物已脫除；從針入度（25℃）57（10-1mm）可以看出加氫產(chǎn)物中含有大量低熔點物質(zhì)。
（二）發(fā)汗
本部分包括：（1）準(zhǔn)備工作、（2）降溫—恒溫結(jié)晶、（3）升溫—恒溫發(fā)汗、（4）產(chǎn)品精制等過程。
（1）準(zhǔn)備工作
將發(fā)汗皿夾套和可移動盤管與循環(huán)系統(tǒng)連接，將盤管固定在發(fā)汗皿上；以導(dǎo)熱油為介質(zhì)；啟動循環(huán)系統(tǒng)的加熱功能，使導(dǎo)熱油升溫至90℃。發(fā)汗皿皿板下方墊水。
安裝發(fā)汗皿上部的密封系統(tǒng)并與加壓緩沖罐和壓縮機連接好；在發(fā)汗皿下部安裝減壓緩沖罐并連接真空泵；啟動壓縮機并保持加壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在3.8～4.0個大氣壓（表壓）。
以（一）中加氫產(chǎn)物為原料，加熱至90℃熔化后在3.8～4.0個大氣壓（表壓）下加入發(fā)汗皿。
（2）降溫—恒溫結(jié)晶
啟動循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能，以2.5℃/h的降溫速率使蠟層溫度下降至72.0℃并恒溫2.0小時以使結(jié)晶更充分。恒溫階段通過排空系統(tǒng)控制加壓緩沖罐內(nèi)壓力以5.0個大氣壓/h的速率降低至常壓。關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能。
（3）升溫—恒溫發(fā)汗
排出發(fā)汗皿墊水。發(fā)汗皿出口連接中間儲罐（Ⅰ）以接收蠟下；啟動壓縮機并保持加壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在1.1～1.3個大氣壓（表壓），發(fā)汗皿皿板下方保持常壓；啟動循環(huán)系統(tǒng)加熱功能，以2.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到80.0℃；停壓縮機。
啟動真空泵并保持減壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在-0.4～-0.6個大氣壓（表壓），蠟層上方氣壓保持常壓；繼續(xù)以2.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到90.0℃并恒溫4.0小時以使蠟層中的固態(tài)組分與液態(tài)組分充分分離。
停真空泵，終止發(fā)汗過程。發(fā)汗皿出口換接粗產(chǎn)品儲罐（Ⅰ）以接收蠟上；繼續(xù)升高導(dǎo)熱油的溫度到110℃，以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品（Ⅰ）。
（4）產(chǎn)品精制
粗產(chǎn)品（Ⅰ）經(jīng)水洗、白土精制、成型、包裝后即為瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品（Ⅰ）。
瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品（Ⅰ）性質(zhì)：滴熔點93.8℃；針入度（25℃）3（10-1mm）。瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品（Ⅰ）收率為14.2％（相對于原料加氫產(chǎn)物）。
從針入度（25℃）3（10-1mm）可以看出加氫產(chǎn)物中低熔點物質(zhì)已基本除去。
實施例2
本實施例包括：（一）加氫轉(zhuǎn)化和（二）發(fā)汗兩部分。
（一）加氫轉(zhuǎn)化
同實施例1。
（二）發(fā)汗
本部分包括：（1）準(zhǔn)備工作、（2）降溫—恒溫結(jié)晶、（3）升溫—恒溫發(fā)汗、（4）產(chǎn)品精制等過程。
（1）準(zhǔn)備工作
將發(fā)汗皿夾套和可移動盤管與循環(huán)系統(tǒng)連接，將盤管固定在發(fā)汗皿上；以導(dǎo)熱油為介質(zhì)；啟動循環(huán)系統(tǒng)的加熱功能，使導(dǎo)熱油升溫至90℃。發(fā)汗皿皿板下方墊水。
安裝發(fā)汗皿上部的密封系統(tǒng)并與加壓緩沖罐和壓縮機連接好；在發(fā)汗皿下部安裝減壓緩沖罐并連接真空泵；將加壓緩沖罐排空系統(tǒng)和發(fā)汗皿下部排氣口分別與吸收系統(tǒng)連接好，以5%的NaOH溶液作為吸收介質(zhì)。
啟動壓縮機并保持加壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在3.8～4.0個大氣壓（表壓）。研磨并篩分出100目～200目的碳酸氫鈉。
以（一）中加氫產(chǎn)物為原料，加熱至90℃熔化后在3.8～4.0個大氣壓（表壓）下?lián)饺?.5%的前述碳酸氫鈉粉末，混合均勻后加入發(fā)汗皿；保持加壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在3.8～4.0個大氣壓。
（2）降溫—恒溫結(jié)晶
啟動循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能，以2.5℃/h的降溫速率使蠟層溫度下降至72.0℃并恒溫2.0小時以使結(jié)晶更充分。恒溫階段通過排空系統(tǒng)控制加壓緩沖罐內(nèi)壓力以5.0個大氣壓/h的速率降低至常壓。恒溫階段排出的氣體通過5%的NaOH溶液以吸收碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳。關(guān)閉循環(huán)系統(tǒng)的制冷功能。
（3）升溫—恒溫發(fā)汗
排出發(fā)汗皿墊水。發(fā)汗皿出口連接中間儲罐（Ⅱ）以接收蠟下；啟動壓縮機并保持加壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在1.1～1.3個大氣壓（表壓），發(fā)汗皿皿板下方保持常壓；啟動循環(huán)系統(tǒng)加熱功能，以2.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到80.0℃；停壓縮機。
啟動真空泵并保持減壓緩沖罐內(nèi)壓力穩(wěn)定在-0.4～-0.6個大氣壓（表壓），蠟層上方氣壓保持常壓；繼續(xù)以2.5℃/h的升溫速率使蠟層溫度升高到90.0℃并恒溫4.0小時以使蠟層中的固態(tài)組分與液態(tài)組分充分分離。發(fā)汗過程中排出的氣體通過5%的NaOH溶液，以吸收碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳。
停真空泵，終止發(fā)汗過程。發(fā)汗皿出口換接粗產(chǎn)品儲罐（Ⅱ）以接收蠟上；繼續(xù)升高導(dǎo)熱油的溫度到110℃，以熔化取出蠟上，即為粗產(chǎn)品（Ⅱ）。
（4）產(chǎn)品精制
粗產(chǎn)品（Ⅱ）經(jīng)水洗、白土精制、成型、包裝后即為瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品（Ⅱ）。
瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品（Ⅱ）性質(zhì)：滴熔點93.6℃；針入度（25℃）2（10-1mm）； 瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品（Ⅱ）收率為19.0％（相對于原料加氫產(chǎn)物）。
從針入度（25℃）2（10-1mm）可以看出加氫產(chǎn)物中低熔點物質(zhì)已基本除去。
對比例
分別稱取本發(fā)明實施例1制備的瀝青溫拌用蠟（Ⅰ）、實施例2制備的瀝青溫拌用蠟（Ⅱ）、F-T合成產(chǎn)品（性質(zhì)見實施例1加氫原料）各1Kg，分別添加到100kg的沙中原油50號基質(zhì)瀝青中，在160℃溫度下攪拌30分鐘，分別得到溫拌瀝青（Ⅰ）、溫拌瀝青（Ⅱ）、對比瀝青。本發(fā)明兩種瀝青溫拌用蠟及F-T合成產(chǎn)品對瀝青性質(zhì)的影響和溫拌效果見表1。
表1 瀝青性質(zhì)及溫拌效果對比。
由表1的對比數(shù)據(jù)可見，采用本發(fā)明方法得到的兩種溫拌瀝青用蠟所制備的溫拌瀝青，軟化點和60℃粘度明顯高于基質(zhì)瀝青，而拌合溫度明顯低于基質(zhì)瀝青，說明本發(fā)明兩種溫拌瀝青用蠟在對瀝青起到溫拌效果的同時，使瀝青的高溫性能也得到了改善，即在降低瀝青混合料拌合溫度的同時，還可提高瀝青路面的抗車轍性能；而“對比瀝青”由于直接添加了F-T合成產(chǎn)品，盡管溫拌效果與本發(fā)明實施例相當(dāng)，但由于其中含有大量的輕組分，使瀝青的軟化點和60℃粘度明顯降低，容易引起瀝青路面發(fā)生車轍，降低瀝青對石料的粘結(jié)性，還易引起瀝青路面泛油，影響路面的剎車性能。
通過實施例1-2可以看出，本發(fā)明發(fā)汗及以F-T合成產(chǎn)物生產(chǎn)瀝青溫拌用蠟的方法，通過選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖头磻?yīng)條件，將原料中的烯烴及含氧化合物轉(zhuǎn)化為正構(gòu)烷烴；通過增加加壓和/或真空設(shè)施等對發(fā)汗裝置的改進(jìn)；優(yōu)選利用無機鹽分解在蠟層中形成微小空間并在升溫發(fā)汗過程中強制氣流通過蠟層等對發(fā)汗工藝的改進(jìn)；增強了固態(tài)組分與液態(tài)組分的分離效果并加快了分離速度，從而使發(fā)汗分離工藝生產(chǎn)出滴熔點在70℃以上的瀝青溫拌用蠟產(chǎn)品，可在對瀝青起到溫拌效果的同時，使瀝青的高溫性能也得到了改善，即在降低瀝青混合料拌合溫度的同時，還可提高瀝青路面的抗車轍性能。