改性瀝青及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤炭直接液化殘?jiān)I(lǐng)域，具體而言，涉及一種改性瀝青及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)煤炭資源相對(duì)豐富，充分利用豐富的煤炭資源，發(fā)展煤炭直接液化等先進(jìn)的 清潔煤技術(shù)是減少對(duì)國(guó)外原油過(guò)度依賴，緩解我國(guó)石油資源短缺、石油產(chǎn)品供需緊張狀況 的重要途徑之一，同時(shí)也是提高我們煤炭資源利用率，減輕燃煤污染，促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境 協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措。
[0003] 煤炭直接液化是將煤通過(guò)高溫、高壓，在催化劑作用下加氫直接轉(zhuǎn)化成清潔的運(yùn) 輸燃料（石腦油、柴油等）或化工原料的一種先進(jìn)的潔凈煤技術(shù)。但是在液化過(guò)程中除了 得到需要的液化產(chǎn)品以外，還副產(chǎn)一些烴類分子、COx等氣體、工藝水和固液分離過(guò)程產(chǎn)生 的液化殘留物（又稱煤液化殘?jiān)⑶乙夯瘹埩粑镎歼M(jìn)煤量的30wt. %左右。所以煤液化 殘?jiān)睦脤?duì)液化過(guò)程的效率和整個(gè)液化廠的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)等均有不可低估的影響。
[0004]當(dāng)今對(duì)煤液化殘?jiān)睦眉夹g(shù)主要用于鍋爐燃料、焦化制油、氣化制氫等傳統(tǒng)方 法?，F(xiàn)有的這些方法均有欠缺之處。例如，作為燃料直接在鍋爐或窯爐中燃燒，無(wú)疑將影響 煤液化的經(jīng)濟(jì)性，而且液化殘?jiān)休^高的硫含量將帶來(lái)環(huán)境方面的問(wèn)題；焦化制油雖然增 加了煤液化工藝的液體油收率，但液化殘?jiān)⒉荒艿玫阶詈侠淼睦茫虢购徒固窟€有大 量的灰分和硫影響到它的用途；將液化殘?jiān)M(jìn)行氣化制氫的方法是一種有效的大規(guī)模利用 的途徑，但對(duì)殘?jiān)械臑r青類物質(zhì)和重質(zhì)油的高附加值利用潛力未得到體現(xiàn)。
[0005] 基于上述現(xiàn)有處理方法中的缺點(diǎn)，有必要提出一種新的煤液化殘?jiān)奶幚矸椒ǎ?可以合理充分的利用煤液化殘?jiān)械母吒郊又?，并且最大限度的降低?duì)環(huán)境的污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在提供一種改性瀝青及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的煤液化殘?jiān)?理方法中的不能合理、充分利用煤液化殘?jiān)郊又档暮蛯?duì)環(huán)境造成污染的問(wèn)題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種改性瀝青的制備方法，包 括：步驟S1，對(duì)煤直接液化殘?jiān)M(jìn)行萃取處理，固液分離后獲取含有煤液化重質(zhì)粘稠物的 萃取液；步驟S2,回收萃取液中的部分萃取劑，獲得殘余物；步驟S3,使殘余物發(fā)生交聯(lián)聚 合反應(yīng)，獲得軟化點(diǎn)在75~150°C之間的改性瀝青。
[0008] 進(jìn)一步地，上述殘余物的軟化點(diǎn)在20~120°C，灰分含量值< 0. 35wt. %。
[0009]進(jìn)一步地，上述步驟S1采用的萃取劑選自煤液化油、煤焦油及其餾分油、減壓渣 油和催化裂化油漿中的一種或多種。
[0010] 進(jìn)一步地，上述煤液化殘?jiān)c萃取劑的重量比為（1~2) : (2~20)。
[0011] 進(jìn)一步地，上述步驟S1包括：步驟511，在隊(duì)或112氣氛、壓力為0. 1~l.OMPa的條 件下，80~280°C恒溫?cái)嚢栎腿?~60min，攪拌速率為50~300r/min，得到固液混合物； 步驟S12,對(duì)固液混合物進(jìn)行固液分離，得到萃取液。
[0012] 進(jìn)一步地，上述步驟SI1還包括將環(huán)境溫度以10~30°C/h的速度升溫至80~ 280 °C的過(guò)程。
[0013] 進(jìn)一步地，上述固液分離的方法為真空熱抽濾、加壓熱過(guò)濾、重力沉降分離方法、 蒸餾分離方法或者旋流分離，優(yōu)選加壓熱過(guò)濾的過(guò)濾溫度為50~250°C，進(jìn)一步優(yōu)選150~ 200°C，壓力為0? 2MPa~1.OMPa;優(yōu)選真空熱抽濾的過(guò)濾壓力為0? 02~101. 3KPa;優(yōu)選旋 流分離的分離溫度為50~250°C;入口壓力為0? 2~0? 6MPa。
[0014] 進(jìn)一步地，上述步驟S2采用常壓蒸餾、減壓蒸餾或減壓蒸發(fā)的方法回收部分萃取 劑。
[0015] 進(jìn)一步地，上述步驟S3包括：步驟S31，向殘余物中加入交聯(lián)劑，在保護(hù)性氣體氣 氛下攪拌混合獲得混合物；步驟S32,向混合物中加入催化劑，加壓使混合物進(jìn)行交聯(lián)聚合 反應(yīng)，獲得瀝青。
[0016] 進(jìn)一步地，上述步驟S31包括：向殘余物中加入交聯(lián)劑，在保護(hù)性氣體氣氛下，以 1~10°C/min的速率升溫至100~160°C，恒溫?cái)嚢?~2h，獲得混合物；上述步驟S32包 括：向混合物中加入催化劑，加壓至0. 01~lOMPa后持續(xù)0. 5~36h，獲得瀝青。
[0017] 進(jìn)一步地，上述步驟S31中，交聯(lián)劑為對(duì)苯二甲醇或多聚甲醛，優(yōu)選交聯(lián)劑添加量 為殘余物質(zhì)量的1~50wt. % ;上述步驟S32中，催化劑為硫酸或?qū)谆交撬?，?yōu)選催化 劑的用量為殘余物的1~50wt. %，優(yōu)選硫酸的濃度為10~98wt. %;優(yōu)選上述保護(hù)性氣體 為氮?dú)饣蚨栊詺怏w。
[0018] 進(jìn)一步地，上述制備方法還包括：對(duì)通過(guò)固液分離獲取的固體部分進(jìn)行汽提處理， 回收其中的萃取劑，并將所回收的萃取劑返回萃取處理步驟中，優(yōu)選固體部分中固含量為 50 ~90wt. %。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種改性瀝青，該改性瀝青采用上述的制備方法 制備而成。
[0020] 應(yīng)用上述技術(shù)方案，通過(guò)對(duì)煤直接液化殘?jiān)M(jìn)行萃取處理，萃取出殘?jiān)幸夯?油、瀝青類物質(zhì)等，上述瀝青類物質(zhì)及液化重油構(gòu)成的煤液化重質(zhì)有機(jī)粘稠物與萃取劑通 過(guò)固液分離后以萃取液的形式分離出來(lái)；進(jìn)一步地，回收該萃取液中的部分萃取劑，利用回 收的萃取劑的多少控制所得到的殘余物的軟化點(diǎn)；然后，使殘余物中剩余的萃取劑和煤直 接液化重質(zhì)粘稠物進(jìn)行交聯(lián)聚合，通過(guò)上述的連續(xù)化工藝即可獲得改性瀝青。本申請(qǐng)的方 法在低成本的前提下，合理充分的利用了有機(jī)質(zhì)，獲得了高附加值的改性瀝青，可以應(yīng)用于 市場(chǎng)所需的粘結(jié)劑瀝青和浸漬瀝青，具有良好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示 意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0022] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種典型實(shí)施例的改性瀝青的制備流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0024]正如【背景技術(shù)】部分所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)方法中存在不能合理、充分利用煤液化殘 渣附加值和對(duì)環(huán)境造成污染的問(wèn)題。為了解決這一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明發(fā)明人提供了一種改 性瀝青的制備方法。該制備方法包括步驟S1，對(duì)煤直接液化殘?jiān)M(jìn)行萃取處理，固液分離后 獲取含有煤直接液化重質(zhì)粘稠物的萃取液；步驟S2,回收萃取液中的部分萃取劑，獲得殘 余物；步驟S3,使殘余物發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)，獲得軟化點(diǎn)在75~150°C之間的瀝青。
[0025]本發(fā)明所提供的上述方法，通過(guò)對(duì)煤直接液化殘?jiān)M(jìn)行萃取處理，萃取出殘?jiān)?液化重油、瀝青類物質(zhì)等，上述瀝青類物質(zhì)及液化重油構(gòu)成的煤液化重質(zhì)有機(jī)粘稠物與萃 取劑通過(guò)固液分離后以萃取液的形式分離出來(lái)；進(jìn)一步地，回收該萃取液中的部分萃取劑， 利用回收的萃取劑的多少控制所得到的殘余物的軟化點(diǎn)；然后，使殘余物中剩余的萃取劑 和煤直接液化重質(zhì)粘稠物進(jìn)行交聯(lián)聚合，通過(guò)上述的連續(xù)化工藝即可獲得改性瀝青。本申 請(qǐng)的方法在低成本的前提下，合理充分的利用了有機(jī)質(zhì)，獲得了高附加值的改性瀝青，可以 應(yīng)用于市場(chǎng)所需的粘結(jié)劑瀝青和浸漬瀝青，具有良好的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。
[0026]為了進(jìn)一步提高步驟S3得到的瀝青的附加值，優(yōu)選控制步驟S2處理后得到的殘 余物的軟化點(diǎn)在20~120°C，灰分含量值< 0. 35wt. %，由于交聯(lián)反應(yīng)能使得產(chǎn)物瀝青軟 化點(diǎn)提高，如果要制備軟化點(diǎn)在75~120°C的改性中高溫瀝青，殘余物軟化點(diǎn)太低，不僅需 要消耗大量的交聯(lián)劑催化劑而且增加交聯(lián)聚合時(shí)間，殘余物軟化點(diǎn)太高，最后交聯(lián)聚合得 到的瀝青軟化點(diǎn)會(huì)超出120°C，在本申請(qǐng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上確定殘余物的軟化點(diǎn)在20~ 120°