[发明专利]一种磺化沥青的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及沥青的制备工艺，具体说是一种磺化沥青的制备工艺。

背景技术

磺化沥青是用硫酸将沥青中的芳烃、胶质和沥青质中的芳烃结构单元进行磺化，生成沥青磺酸，用烧碱中和后成为沥青磺酸钠，烘干粉碎即磺化沥青粉。

磺化沥青可以直接加到各类水基钻井液体系中，由在钻井液中不易分散变为能分散于钻井液，且抗温能力升高。磺化沥青一方面是为了生成部分沥青磺酸钠作为乳化剂，将不易分散于钻井液中的沥青通过乳化变为能分散于钻井液，以便更好地发挥护壁防塌的作用；另一方面是为了提高沥青的抗温能力。溶于水的磺酸根阴离子基团通过化学作用吸附在黏土颗粒或页岩边缘，形成具有一定强度的水化膜，阻止自由水进入泥页岩，抑制黏土膨胀和页岩分散，起到封堵地层缝隙、护壁防塌及保护油气层，降低高温高压滤失量的作用。

现有工艺技术存在问题：

1、蒸馏法溶剂回收工艺，能耗高，成本高，生产周期长，腐蚀设备。

2、物料配比不合适，反应不充分，产品质量差。

3、物料粘度高，致使电机负荷过高发烫，严重影响设备寿命。

发明内容

综上所述，本发明的目的在于公开一种磺化沥青的制备工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种磺化沥青的制备工艺，其步骤如下：

a.用沥青溶解池将固态沥青溶解为液态；

b.将煤油打入煤油计量罐；

c.将硫酸打入硫酸计量罐；

d.将氢氧化钠和水配制为氢氧化钠溶液，其质量比为1:4.然后打入碱水计量罐；

e.将煤油计量罐和煤油回收罐中的煤油打入反应釜中，打开搅拌，将沥青溶解池中的沥青加入反应釜中；

f.待沥青溶解完全，将硫酸计量罐中的硫酸加入反应釜中，进行磺化反应；

g.待磺化反应结束后，关闭搅拌，沉降法回收煤油，用耐腐蚀泵将回收的煤油打入煤油回收罐中存储，待下次生产使用；

h.将碱水计量罐中的氢氧化钠溶液打入反应釜中，打开搅拌，进行中和反应；

i.待中和反应结束后，关闭搅拌，将反应釜中的物料打入出料罐中；

j.将出料罐中的物料打入干燥设备中，进行干燥；

k.将干燥后的物料进行粉碎包装，即为磺化沥青成品。

本发明与现有技术相比，具有的优点：

1、本发明创造性地采用沉降法溶剂回收工艺，能耗低，缩短生产周期，降低成本。

2、本发明通过溶剂回收再利用技术，加大溶剂的加量，加强不同介质间的混合使磺化反应更充分，提高产品质量。

3、本发明通过加大溶剂的加量，有效降低物料的粘度，消除反应过程体系粘度大导致电机负荷过高引起的发烫现象，延长了设备的使用寿命。

4、本发明采用沉降法回收工艺与现有技术采用的蒸馏法溶剂回收工艺相比较还具有以下有益效果：现有技术采用的蒸馏法溶剂回收工艺是通过在反应釜夹套内通入饱和蒸汽，同时搅拌料液，当釜温升高后，逸出的溶剂蒸汽通入换热器用冷却水进行冷凝、冷却后进入油水分离器，弃去水层后油层导入溶剂贮槽，进一步脱水后返回反应釜循环使用；此工艺需消耗大量能耗来提供饱和蒸汽，过程耗时长，成本高；且蒸发过程会带出部分的硫酸蒸汽，腐蚀设备。而本发明采用的沉降法回收工艺是通过物理过程，将物料沉淀，使物料和溶剂分离，再利用耐腐蚀泵将溶剂打回溶剂回收罐中；此工艺只需准备一台耐腐蚀泵、一个溶剂回收罐和相应的管线，无需其他能耗，过程耗时短，大大降低了成本。

由于蒸馏法溶剂回收工艺的成本高，生产过程中往往舍去了溶剂回收的步骤，而直接采用不回收溶剂的工艺。

5、本发明采用沉降法回收工艺，溶剂回收率（从反应体系中回收的溶剂量与加入到反应体系中的总溶剂量之比）高达78.5% ；溶剂和沥青的消耗比为0.65（原工艺为1.2），降低了45.8%；单釜煤油消耗从原工艺的576公斤（不回收溶剂）降为新工艺的312公斤，减少溶剂消耗264公斤，以溶剂单价8900元/吨计算，相当于节约成本2349.6元/釜。

6、本发明采用沉降法回收工艺，将溶剂的加量提高至1450公斤(原工艺为576公斤)，有效降低了物料的粘度，消除了反应过程体系粘度大导致电机负荷过高引起的发烫现象，保护了电机，延长了设备的使用寿命。