[其他]沥青的制备方法

说明书

本发明涉及沥青的一种制备方法、由此方法制备的沥青、以及含有这种沥青的沥青组合物。

沥青广泛用于道路建设、屋顶、管线的涂层、煤饼的粘结料等。在诸多应用中，沥青和骨料和/或填充料混合，使混合物增加强度。例如，在道路建筑中，沥青和砂、石子混合，混合物用作铺路沥青。显然，这样的沥青应是充分耐磨损的。因此，制备在和填充料混合后能提高耐磨损性能的沥青是有益的。

沥青的另一重要性能是它的耐水侵入性，特别是沥青混合物在防水结构的场合，例如屋顶、管线涂层以及道路建筑方面的应用。

现在已经发现，由热裂化烃原料生产的沥青或含这种沥青的沥青组合物具有极好的耐磨损性和耐水侵性。

但是，人们知道，由热裂化原料得到的沥青老化和稳定性质不好，正象在Fuel，60（1981）401-404和Fuel，63（1984）1515-1517所描述的那样。因此，这些沥青被认为不适合在铺路沥青中应用。

现已发现一种处理热裂化物料的专门方法。该方法生产的沥青具有极好的耐磨损性和耐水侵性，并且具有满意的稳定和老化性能。

因此，本发明提供一种制备沥青的方法，在该方法中，对热裂化烃料的残渣部分进行减压蒸馏，蒸馏最大温度相应于具有常压沸点455-540℃的烃的减压沸点，至少有部分蒸馏残渣回收作为沥青。

按照Ind.Eng.Chem，49（1957）1187-1196所述的Maxwell-Bonnell关系式，在转换减压沸点后，就得到了相对应的烃的常压沸点。实际上，烃的沸点是在减压下测定的，由于在各种减压压力下能测得许多不同的沸点，因此本技术领域的人员习惯采用单一的、转换过的常压沸点。

蒸馏最大温度不应低于常压沸点455℃的烃的沸点，否则比较轻的烃不能满意地馏出，正象上述Fuel中的文章所述的那样，这将会使得沥青不稳定，并且迅速老化。另一方面，若最大温度超过常压沸点540℃烃的沸点，则所得的残渣将会太硬，不适于用做道路沥青，在用于沥青混合物时，会出现不相混的问题。

减压蒸馏的残渣几乎可以是来自热裂化装置的任何馏分。一般是将热裂化产品送到常压蒸馏装置，将常压残渣与蒸馏产品，如气态烃、汽油、煤油和粗柴油分离。常压残渣送去减压蒸馏。常压蒸馏在塔底温度300-370℃进行为宜。因此，送去减压蒸馏的残渣馏分至少有80%（重量）的组分常压沸点至少为300℃。

热裂化是相当简单的裂化过程。在温度约400-500℃时，链较长的烃不稳定，趋于裂化成各种可能的大小和类型的较小的分子。热裂化的原料，一般是复杂的重烃的混合物，重烃来自原油的常压蒸馏或减压蒸馏。减粘裂化，即用分子的裂化减小粘度，是热裂化的一种重要的应用，因为它可以显著地减小在热裂化后得到的残渣的粘度。原料在适当预热后，送入加热炉加热到裂化温度，然后将原料送入在炉子后边的热裂化反应塔进行减粘裂化，大部分的裂化反应在热裂化反应塔中发生。热裂化反应塔装有适当的内部挡板以防逆混太多。减粘裂化产品是气态烃、蒸馏产品和残渣。残渣的粘度比原料小。这样的残渣，即减粘裂化烃料的残渣，最好作为本发明的方法中的残渣馏分。适宜的减粘裂化条件是，压力2-30巴，温度400-500℃以及停留时间5-60分。

残渣馏分在减压下蒸馏若最大蒸馏温度的要求可以得到满足，可进行常规的减压蒸馏。但是，最好将残渣馏分进行闪蒸。在闪蒸中，残渣馏分加热到液体在较低压力下的馏程内的某一温度，然后导入减压闪蒸区，产生蒸馏产品和残渣，残渣至少部分地回收作为沥青。

在本发明的方法中可用许多种减压压力。所用的每一种压力决定进行蒸馏的温度限制。蒸馏的实际温度最好不超过400℃。低于此温度，残渣中烃的反应，如裂化反应，基本上不发生。在较长的停留时间下，在400℃就能发生裂化反应，因此实际蒸馏温度要低一些，具体是在310-370℃之间更为可取。根据烃的沸点的要求，在减压蒸馏时，压力最好在2-120毫米汞柱之间（0.27-16.0kPa）。

如前所述，选择的最大蒸馏温度应使得，一方面获得较轻烃类的满意的蒸出效果，另一方面避免形成不能满足要求的硬的沥青。最大蒸馏温度最好是和常压沸点460-510℃的烃的沸点相适应。

按照本发明所制备的沥青，具有满意的老化和稳定性质。为了进一步改善氧化稳定性，蒸馏的塔底残渣，在回收作为所希望的沥青之前，最好至少部分地进行吹气氧化处理。氧化过程通常在吹气塔中连续进行，液体沥青加入吹气塔并在塔底附近抽出沥青，使塔内液面保持基本恒定。空气通过在塔底的空气分配器，吹过液层。适宜的氧化温度为170-320℃，尤其是220-275℃。