專利名稱：：一種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及瀝青的生產(chǎn)工藝，具體地說(shuō)是一種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法。
背景技術(shù)：
：中溫瀝青經(jīng)過(guò)熱處理等改質(zhì)過(guò)程，可以提高軟化點(diǎn)，改善產(chǎn)品性能。改質(zhì)后，軟化點(diǎn)達(dá)到80-10(TC，即成為中溫改質(zhì)瀝青。軟化點(diǎn)達(dá)到100-12(TC，即成為改質(zhì)瀝青。目前，國(guó)內(nèi)改質(zhì)瀝青的生產(chǎn)普遍采用釜式熱聚合工藝，生產(chǎn)出改質(zhì)瀝青后加入閃蒸油回配，然后制得中溫改質(zhì)瀝青。該工藝制備過(guò)程復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量一般，達(dá)不到出口標(biāo)準(zhǔn)，能耗高，污染環(huán)境。而國(guó)外工藝一般采用雙爐雙聚合塔工藝，該工藝投資大，設(shè)備配件昂貴。以上工藝在生產(chǎn)過(guò)程中一次只能生產(chǎn)一種產(chǎn)品，產(chǎn)品單一。上述生產(chǎn)工藝在改質(zhì)過(guò)程中均需要使用煤氣等熱源對(duì)反應(yīng)釜等反應(yīng)器加熱來(lái)控制反應(yīng)溫度，能耗高，不符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。并且外部加熱的方式使反應(yīng)器內(nèi)熱量傳導(dǎo)不均，產(chǎn)品質(zhì)量得不到保障。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，具有產(chǎn)品質(zhì)量高、能耗低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，在制備過(guò)程中所采用的裝置包括管式爐、二段蒸發(fā)器、餾分塔、反應(yīng)塔、改質(zhì)塔、冷卻器、氣液分離器、真空泵和收集塔，制備方法包括如下步驟(1)、采用煤焦油作原料，將原料送入管式爐，加熱至385-42(TC，生成高溫焦油，高溫焦油經(jīng)主管道送入二次蒸發(fā)器，另有一路高溫焦油經(jīng)副管道流向反應(yīng)塔，用于反應(yīng)塔內(nèi)物料的溫度控制和混合反應(yīng)；(2)、高溫焦油送入二次蒸發(fā)器后，進(jìn)行蒸餾，蒸餾時(shí)間5-30分鐘，蒸餾溫度360-380°C，此間形成的為中溫瀝青，蒸餾過(guò)程中的油氣，經(jīng)餾分塔冷卻后收集；(3)、經(jīng)步驟(2)形成的中溫瀝青送入反應(yīng)塔，反應(yīng)塔內(nèi)的氣壓控制在20-80KPa，溫度控制在365-390°C，當(dāng)溫度低于所需溫度365-40(TC時(shí)，開啟管式爐與反應(yīng)塔副管道上的控制閥，向反應(yīng)塔內(nèi)注入高溫焦油，注入量以反應(yīng)塔內(nèi)溫度升至所需的365-40(TC止；(4)、將反應(yīng)塔內(nèi)的溫度調(diào)整至365-400°C，反應(yīng)4_10小時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)的瀝青在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的油氣經(jīng)油氣管道送回二次蒸發(fā)器，經(jīng)反應(yīng)塔反應(yīng)后生成的瀝青，直接送入收集塔，即制得中溫改質(zhì)瀝青；(5)、從反應(yīng)塔收集中溫改質(zhì)瀝青的同時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)生成的中溫改質(zhì)瀝青由另一路送入改質(zhì)塔，使中溫改質(zhì)瀝青在改質(zhì)塔內(nèi)-90-lOKPa的負(fù)壓條件下進(jìn)行閃蒸，閃蒸時(shí)間為5-120分鐘，蒸發(fā)出的油氣從改質(zhì)塔頂輸出后進(jìn)行冷卻和分離，閃蒸后的瀝青進(jìn)入收集塔，即制得改質(zhì)瀝青。所述的煤焦油，其萘含量^7%，灰分《0.13%，甲苯不溶物3.5-7%。3所述的煤焦油，其密度為1.15-1.21，80"時(shí)的恩氏粘度<4.0。本發(fā)明的有益效果是在通過(guò)對(duì)溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)時(shí)間的控制，利用一套生產(chǎn)設(shè)備可同時(shí)生產(chǎn)中溫改質(zhì)瀝青和改質(zhì)瀝青。此制備方法生產(chǎn)流程易于控制，節(jié)省人力、生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)工藝中除了采用管式爐對(duì)原料煤焦油加熱之外，不需要另外增加熱源，能源消耗比國(guó)內(nèi)改質(zhì)瀝青工藝節(jié)約60%以上，節(jié)能降耗，符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，減少了環(huán)境污染。并且，由于使用高溫焦油與中溫瀝青混合的方式直接從反應(yīng)塔內(nèi)部調(diào)溫，熱量易于傳導(dǎo)，物料受熱均勻，產(chǎn)品質(zhì)量得以顯著提高。圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。具體實(shí)施例方式—種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，采用煤焦油為原料，利用管式爐、二段蒸發(fā)器、餾分塔、反應(yīng)塔、改質(zhì)塔、冷卻器、氣液分離器、真空泵和收集塔等裝置制成。實(shí)施例1—種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，包括如下步驟(1)、采用煤焦油作原料，煤焦油的灰分為0.13%、萘含量7%、甲苯不溶物7%、密度為1.15、其8(TC時(shí)的恩氏粘度為4.0，將原料送入管式爐，加熱至385t:，生成高溫焦油，385t:的高溫焦油經(jīng)主管道送入二段蒸發(fā)器，另有一路高溫焦油經(jīng)副管道流向反應(yīng)塔，用于反應(yīng)塔內(nèi)物料的溫度控制和混合反應(yīng)；(2)、高溫焦油送入二段蒸發(fā)器后，進(jìn)行蒸餾，蒸餾時(shí)間5分鐘，蒸餾溫度36(TC，此間形成的為中溫瀝青，蒸餾過(guò)程中的油氣，經(jīng)餾分塔冷卻后收集；其中利用煤焦油在二段蒸發(fā)器中制備中溫瀝青的方法采用目前的現(xiàn)有的工藝；(3)、經(jīng)步驟(2)形成的中溫瀝青送入反應(yīng)塔，反應(yīng)塔內(nèi)的氣壓控制在20KPa，溫度控制在365t:，當(dāng)反應(yīng)塔內(nèi)溫度低于365t:時(shí)，開啟管式爐與反應(yīng)塔副管道上的控制閥，向反應(yīng)塔內(nèi)注入385t:的高溫焦油，使其與中溫瀝青混合進(jìn)行熱量交換以調(diào)整反應(yīng)塔內(nèi)溫度，注入量以反應(yīng)塔內(nèi)溫度升至365t:止；(4)、將反應(yīng)塔內(nèi)的溫度調(diào)整至365t:后，反應(yīng)10小時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)的瀝青在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的油氣經(jīng)油氣管道送回二段蒸發(fā)器，經(jīng)反應(yīng)塔反應(yīng)后生成的瀝青，通過(guò)收集口直接送入收集塔，即制得中溫改質(zhì)瀝青；(5)、從反應(yīng)塔收集中溫改質(zhì)瀝青的同時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)生成的中溫改質(zhì)瀝青由另一路送入改質(zhì)塔，利用真空泵對(duì)改質(zhì)塔抽真空，使中溫改質(zhì)瀝青在改質(zhì)塔內(nèi)_90KPa的負(fù)壓條件下進(jìn)行閃蒸，閃蒸時(shí)間為5分鐘，蒸發(fā)出的油氣從改質(zhì)塔頂輸出后，依次經(jīng)過(guò)冷卻器和汽液分離器進(jìn)行冷卻和分離；閃蒸后的瀝青進(jìn)入收集塔，即制得改質(zhì)瀝青。實(shí)施例2—種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，包括如下步驟(1)、采用煤焦油作原料，煤焦油的灰分為0.1%、萘含量9%、甲苯不溶物5%、密度為1.3、其8(TC時(shí)的恩氏粘度為3.O，將原料送入管式爐，加熱成40(TC的高溫焦油，高溫焦油經(jīng)主管道送入二段蒸發(fā)器，另設(shè)有一路副管道直通反應(yīng)塔，將高溫焦油送入反應(yīng)塔用于物料的溫度控制和混合反應(yīng)；(2)、高溫焦油送入二段蒸發(fā)器后，進(jìn)行蒸餾，蒸餾時(shí)間24分鐘，蒸餾溫度37(TC，此間形成的為37(TC的中溫瀝青，蒸餾過(guò)程中的油氣送入餾分塔冷卻后收集；(3)、經(jīng)步驟(2)形成的中溫瀝青送入反應(yīng)塔，反應(yīng)塔內(nèi)的氣壓控制在60KPa，溫度控制在37『C，當(dāng)反應(yīng)塔內(nèi)溫度低于378t:時(shí)，開啟管式爐與反應(yīng)塔副管道上的控制閥，向反應(yīng)塔內(nèi)注入40(TC的高溫焦油直至反應(yīng)塔內(nèi)溫度升至375°C;(4)、將反應(yīng)塔內(nèi)的溫度調(diào)整至378t:后，高溫焦油與中溫瀝青混合反應(yīng)6小時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)的瀝青在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的油氣經(jīng)油氣管道送回二段蒸發(fā)器，經(jīng)反應(yīng)塔反應(yīng)后生成的瀝青，直接送入收集塔，即制得中溫改質(zhì)瀝青；(5)、從反應(yīng)塔收集中溫改質(zhì)瀝青的同時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)生成的中溫改質(zhì)瀝青由另一路送入改質(zhì)塔，利用真空泵對(duì)改質(zhì)塔抽真空，使中溫改質(zhì)瀝青在改質(zhì)塔內(nèi)-60KPa的負(fù)壓條件下進(jìn)行閃蒸，閃蒸時(shí)間為50分鐘，蒸發(fā)出的油氣從改質(zhì)塔頂輸出后，依次經(jīng)過(guò)冷卻器和汽液分離器進(jìn)行冷卻和分離；閃蒸后的瀝青送入收集塔進(jìn)行收集，即制得改質(zhì)瀝青。實(shí)施例3—種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，包括如下步驟(1)、采用煤焦油作原料，煤焦油的灰分為0.09%、萘含量8%、甲苯不溶物3.5%、密度為1.21、其8(TC時(shí)的恩氏粘度為2.5，將原料送入管式爐，加熱至42(TC，生成高溫焦油，高溫焦油經(jīng)主管道送入二段蒸發(fā)器，另設(shè)有一路副管道直通反應(yīng)塔，用于反應(yīng)塔內(nèi)物料的溫度控制及混合反應(yīng)；(2)、高溫焦油送入二段蒸發(fā)器后，進(jìn)行蒸餾，蒸餾時(shí)間30分鐘，蒸餾溫度38(TC，此間形成的為38(TC的中溫瀝青，蒸餾過(guò)程中的油氣，經(jīng)餾分塔冷卻后收集；(3)、經(jīng)步驟(2)形成的中溫瀝青送入反應(yīng)塔，反應(yīng)塔內(nèi)的氣壓控制在80KPa，溫度控制在40(TC，當(dāng)溫度低于40(TC時(shí)，開啟管式爐與反應(yīng)塔副管道上的控制閥，向反應(yīng)塔內(nèi)注入高溫焦油，注入量以反應(yīng)塔內(nèi)溫度升至39(TC止；(4)、將反應(yīng)塔內(nèi)的溫度調(diào)整至40(TC后，反應(yīng)4小時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)的瀝青在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的油氣經(jīng)油氣管道送回二段蒸發(fā)器，經(jīng)反應(yīng)塔反應(yīng)后生成的瀝青，直接送入收集塔，即制得中溫改質(zhì)瀝青；(5)、從反應(yīng)塔收集中溫改質(zhì)瀝青的同時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)生成的中溫改質(zhì)瀝青由另一路管道送入改質(zhì)塔，使中溫改質(zhì)瀝青在改質(zhì)塔內(nèi)-lOKPa的負(fù)壓條件下進(jìn)行閃蒸，閃蒸時(shí)間為120分鐘，蒸發(fā)出的油氣從塔頂輸出后進(jìn)行冷卻和分離，閃蒸后的瀝青進(jìn)入收集塔，即制得改質(zhì)瀝青。通過(guò)高溫焦油與中溫瀝青混合反應(yīng)并調(diào)節(jié)溫度的方法，不僅降低了能耗，還使瀝青的軟化點(diǎn)提高了4-6°C，甲苯不溶物含量提高了1_2%，從而提高了瀝青產(chǎn)品質(zhì)量，采用實(shí)施例2的技術(shù)方案，制得產(chǎn)品的參數(shù)指標(biāo)如下1、中溫改質(zhì)瀝青2、改質(zhì)瀝青<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在以上生產(chǎn)工藝中，在二段蒸發(fā)器上加設(shè)一出料口，即可同時(shí)產(chǎn)出中溫瀝青產(chǎn)品。本發(fā)明所使用的管式爐和二段蒸發(fā)器為焦油制瀝青生產(chǎn)工藝中的通用設(shè)備。管式爐通過(guò)主管道與二段蒸發(fā)器連接，二段蒸發(fā)器的出料口通過(guò)管道與反應(yīng)塔上的物料入口連接，管式爐通過(guò)副管道與反應(yīng)塔上的高溫料進(jìn)口連接。本發(fā)明所使用的反應(yīng)塔為一密閉容器，反應(yīng)塔上部設(shè)有兩個(gè)進(jìn)料口，分別與管式爐和二段蒸發(fā)器連接，用于輸入中溫瀝青和高溫焦油。在與進(jìn)料口連接的管道上設(shè)置控制閥，用于控制進(jìn)料量，以達(dá)到調(diào)溫的目的。反應(yīng)塔頂部還設(shè)有油氣出口，并通過(guò)油氣管道與二段蒸發(fā)器連接，將反應(yīng)過(guò)程中從瀝青中分離出的油氣重新送回二段蒸發(fā)器。在反應(yīng)塔下部設(shè)有兩個(gè)出料口，分別與收集塔和改質(zhì)塔連接，用于中溫改質(zhì)瀝青的收集以及向改質(zhì)塔輸送瀝青。在反應(yīng)塔上設(shè)置液位計(jì)接口和溫度計(jì)接口，便于檢測(cè)塔內(nèi)瀝青量和溫度。由于在反應(yīng)塔正式用于生產(chǎn)之前，塔內(nèi)溫度較低，若此時(shí)中溫瀝青進(jìn)入反應(yīng)塔，溫度下降較多，調(diào)整溫度時(shí)需要摻入的高溫焦油量過(guò)多。因此，可以在反應(yīng)塔底部設(shè)置預(yù)熱裝置，預(yù)熱裝置由加熱管組成。加熱管可鋪設(shè)在反應(yīng)塔外部或內(nèi)部。加熱管內(nèi)通入過(guò)熱蒸汽，起到預(yù)熱反應(yīng)塔的作用。當(dāng)設(shè)備開始運(yùn)行后，物料源源不斷進(jìn)入反應(yīng)塔，塔內(nèi)溫度由物料本身保持，不再需要加熱，可停止輸入蒸汽。本發(fā)明所使用的改質(zhì)塔為密閉容器，上部設(shè)有物料進(jìn)口用于接收從反應(yīng)塔送出的瀝青，改質(zhì)塔頂部設(shè)有油氣排出口，油氣排出口通過(guò)管道與冷卻器、氣液分離器和真空泵順序連接。在抽真空的同時(shí)，將閃蒸過(guò)程分離出的油氣抽出，經(jīng)冷卻分離后收集。改質(zhì)塔底部設(shè)有收集口，通過(guò)管道與收集塔連接。為提高改質(zhì)塔的閃蒸效果，可在塔內(nèi)設(shè)置一個(gè)分配器，使進(jìn)入改質(zhì)塔的瀝青分散下落，增大瀝青與空氣的接觸面，提高閃蒸效率。分配器可以用從中軸線剖開的鋼管交叉焊接組成，并架設(shè)在改質(zhì)塔內(nèi)，剖開面朝上，并在底部鉆孔。輸入改質(zhì)塔的瀝青落在分配器內(nèi)，順鋼管流動(dòng)并由底部鉆孔落下，瀝青量大時(shí)，還可以從兩側(cè)溢出，起到分散的作用。分配器還可以利用鋼板焊接組成，其設(shè)置形式不限于以上描述，只要能起到分散作用即可。權(quán)利要求一種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，在制備過(guò)程中所采用的裝置包括管式爐、二次蒸發(fā)器、餾分塔、反應(yīng)塔、改質(zhì)塔、冷卻器、氣液分離器、真空泵和收集塔，其特征在于制備方法包括如下步驟(1)、采用煤焦油作原料，將原料送入管式爐，加熱至385-420℃，生成高溫焦油，高溫焦油經(jīng)主管道送入二次蒸發(fā)器，另有一路高溫焦油經(jīng)副管道流向反應(yīng)塔，用于反應(yīng)塔內(nèi)物料的溫度控制和混合反應(yīng)；(2)、高溫焦油送入二次蒸發(fā)器后，進(jìn)行蒸餾，蒸餾時(shí)間5-30分鐘，蒸餾溫度360-380℃，此間形成的為中溫瀝青，蒸餾過(guò)程中的油氣，經(jīng)餾分塔冷卻后收集；(3)、經(jīng)步驟(2)形成的中溫瀝青送入反應(yīng)塔，反應(yīng)塔內(nèi)的氣壓控制在20-80KPa，溫度控制在365-390℃，當(dāng)溫度低于所需溫度365-400℃時(shí)，開啟管式爐與反應(yīng)塔副管道上的控制閥，向反應(yīng)塔內(nèi)注入高溫焦油，注入量以反應(yīng)塔內(nèi)溫度升至所需的365-400℃止；(4)、將反應(yīng)塔內(nèi)的溫度調(diào)整至365-400℃，反應(yīng)4-10小時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)的瀝青在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的油氣經(jīng)油氣管道送回二次蒸發(fā)器，經(jīng)反應(yīng)塔反應(yīng)后生成的瀝青，直接送入收集塔，即制得中溫改質(zhì)瀝青；(5)、從反應(yīng)塔收集中溫改質(zhì)瀝青的同時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)生成的中溫改質(zhì)瀝青由另一路送入改質(zhì)塔，使中溫改質(zhì)瀝青在改質(zhì)塔內(nèi)-90--10KPa的負(fù)壓條件下進(jìn)行閃蒸，閃蒸時(shí)間為5-120分鐘，蒸發(fā)出的油氣從改質(zhì)塔頂輸出后進(jìn)行冷卻和分離，閃蒸后的瀝青進(jìn)入收集塔，即制得改質(zhì)瀝青。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，其特征在于所述的煤焦油，其萘含量^7%，灰分《0.13%，甲苯不溶物3.5-7%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，其特征在于所述的煤焦油，其密度為1.15-1.21，80"時(shí)的恩氏粘度<4.0。全文摘要一種改質(zhì)瀝青和中溫改質(zhì)瀝青的制備方法，煤焦油送入管式爐加熱成高溫焦油后經(jīng)主管道送入二段蒸發(fā)器，蒸餾時(shí)間5-30分鐘，經(jīng)蒸餾形成中溫瀝青后送入反應(yīng)塔，反應(yīng)塔內(nèi)的氣壓控制在20-80KPa，溫度365-400℃，反應(yīng)4-10小時(shí)，經(jīng)反應(yīng)后生成的瀝青直接送入收集塔即制得中溫改質(zhì)瀝青；從反應(yīng)塔收集中溫改質(zhì)瀝青的同時(shí)，反應(yīng)塔內(nèi)的瀝青由另一路送入改質(zhì)塔，使瀝青在改質(zhì)塔內(nèi)-90～-10KPa的負(fù)壓條件下進(jìn)行閃蒸，閃蒸5-120分鐘后進(jìn)入收集塔，即制得改質(zhì)瀝青。生產(chǎn)工藝中除了采用管式爐對(duì)原料煤焦油加熱之外，不需要另外增加熱源，能源消耗節(jié)約60％以上。直接從反應(yīng)塔內(nèi)部調(diào)溫，物料受熱均勻，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高。文檔編號(hào)C10C3/00GK101775304SQ20101011044公開日2010年7月14日申請(qǐng)日期2010年2月21日優(yōu)先權(quán)日2010年2月21日發(fā)明者劉濤,張啟福申請(qǐng)人:河南海星化工科技有限公司