[发明专利]一种高硫重质原油沥青稳定剂

说明书

一种高硫重质原油沥青稳定剂，包括交联剂、促进剂、辅助剂；其中，所述交联剂为粉末状有机硫授予体4,4'‑二硫代二吗啉；所述促进剂为纳米氧化镧、苯并咪唑的酯类衍生物、N‑苯基硫代乙酰胺按照一定比例组成的混合物，其中纳米氧化镧比例为30wt％～50wt％，苯并咪唑的酯类衍生物比例为20wt％～50wt％，N‑苯基硫代乙酰胺比例为20wt％～40wt％。该稳定剂避免了高硫重质原油沥青容易出现的凝胶现象的发生；改性高硫重质原油沥青的抗老化性能显著提高；改善了SBS与沥青的相容性较差难以改性的弊病。

技术领域

本技术属于石油化工领域，涉及一种高硫重质原油沥青专用稳定剂及其使用方法。

背景技术

南美洲是重要的原油产地，拥有丰富的石油资源，是中国重要的原油进口地区。按照原油的硫含量和关键组分分类，南美重质原油属于高硫、环烷基原油，具有密度大、黏度大、硫含量高、沥青质含量高、重金属含量高等特点，由于其减压渣油收率高，是采用蒸馏法生产沥青的优质原料。目前玛瑞、波斯坎等典型的高硫重质南美原油在国内均被用来生产重交沥青使用，受组分特点影响，玛瑞沥青、波斯坎沥青等南美原油沥青产品具有较为优异的高低温性能。

众所周知，重交沥青在进行SBS等聚合物改性时，通过物理分散的SBS颗粒均匀的分布在沥青中，吸收沥青中的轻质组分发生溶胀后，在交联剂的作用下发生交联反应，形成贯穿的三维网状结构，这种三维网状结构能否有效的形成是SBS改性剂能否发挥最大作用的前提。

在改性时，改性剂的三维网状结构可能有以下三种情况出现：交联适中，交联形成的网状结构恰好可以满足需要；交联不足，交联形成的网状结构强度不足，对性能的提升不明显；交联过度，导致改性沥青体系凝胶，造成黏度急剧增加，而无法使用。在上述3中情况中，第一种情况是我们期望出现的，第二种情况会影响改性沥青性能的正常发挥，而第三种情况是必须要杜绝的。

SBS等聚合物交联反应主要在硫化物等交联剂和促进剂的作用下进行，需要加入以硫化物为主的稳定剂，才能实现网状结构的形成。在改性沥青体系中，硫化物的含量必须要控制在一个合理的水平，硫化物含量过低将会导致交联不足，而硫化物含量过高则会导致交联过度。

稳定剂使SBS溶胀，改善SBS与沥青的相容性，促使SBS在沥青中均匀分散，从而改善SBS改性沥青的存储稳定性。然而，这种物理作用力较弱，长期储存过程中，SBS分子仍可能相互聚集，最终与沥青分离。而加入稳定剂后，SBS与沥青间发生了化学反应，可以有效地阻止两相分离，稳定SBS在沥青中的分散。

对于高硫的美洲原油生产的沥青来说，由于其中具有较高的噻吩硫、亚砜等硫化物存在，如果仍然使用现有的稳定剂，一方面将会导致改性沥青体系中的硫化物含量过高，容易出现凝胶现象的发生，影响改性沥青的运输、泵送和拌合；另一方面，高硫化物含量容易出现沥青的抗老化性能下降。此外由于噻吩硫、亚砜的存在，使得高含硫重质原油沥青的极性比普通沥青的极性更强，因此造成SBS与沥青的表面极性相差更大，相容性变差，难以改性。

高含硫重质原油沥青中的噻吩硫、亚砜在加入SBS进行交联的过程中，并不参与硫化交联的进程，处于游离状态，但是随着沥青的老化，这些游离硫会加剧自由基的生成，从而加速沥青的老化变脆，同时会加速SBS的降解，从而导致沥青性能的进一步变差。而高含硫重质原油沥青中的噻吩硫、亚砜等组分难以通过化学方法分离，因此要想使用高含硫重质原油沥青作为道路材料，必须抑制游离硫的活性，选择合适的稳定剂。

在现有技术方案中，并没有针对高硫沥青开发的稳定剂，这给玛瑞沥青、波斯坎沥青的改性带来了很大的障碍，因此迫切需要一种适用于高硫沥青的稳定剂技术。

发明内容