催化油漿餾后殘油調(diào)和70#道路瀝青制備50#道路瀝青

催化油漿餾后殘油調(diào)和70#道路瀝青制備50#道路瀝青

魏翔1,2，向麗1,2,3，程健1,2

(1.武漢工程大學(xué) 綠色化工過(guò)程省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430073；2.武漢工程大學(xué) 湖北省新型反應(yīng)器與綠色化學(xué)工藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430073；3.武漢工程大學(xué) 郵電與信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430073)

摘要：以不同摻兌比將催化油漿餾后殘油與70#道路瀝青調(diào)和制備低針入度硬質(zhì)道路瀝青，研究了催化油漿餾后殘油摻兌比對(duì)調(diào)和瀝青性能的影響。結(jié)果表明：隨著摻兌比的提高，調(diào)和瀝青的軟化點(diǎn)升高，針入度和延度降低，動(dòng)力黏度增大，黏溫性能有所改善；當(dāng)催化油漿餾后殘油摻兌比為3%、6%和9%時(shí)，能調(diào)和出滿足50#B級(jí)指標(biāo)要求的道路瀝青。

關(guān)鍵詞：70#道路瀝青；50#道路瀝青；調(diào)和；硬質(zhì)瀝青；催化油漿餾后殘油

收稿日期：2015-02-26

作者簡(jiǎn)介：魏翔(1987-)，男，江蘇徐州人，碩士研究生，研究方向：化學(xué)工程;

doi：10.3969/j.issn.1672-5425.2015.06.017

中圖分類號(hào)：TE 626.86文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，車流量增加導(dǎo)致瀝青路面過(guò)早損壞；全球變暖、環(huán)境溫度升高對(duì)瀝青耐高溫性能提出了更高的要求。因此，低針入度硬質(zhì)道路瀝青的研究越來(lái)越受到關(guān)注[1]。

瀝青的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝主要包括常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、氧化、調(diào)和等。利用原油直餾工藝生產(chǎn)低針入度硬質(zhì)道路瀝青有一定的難度，一般都要結(jié)合其它工藝，使得工藝變復(fù)雜；另一種工藝就是利用石油加工中出現(xiàn)的高軟化點(diǎn)組分與軟瀝青調(diào)和來(lái)生產(chǎn)硬質(zhì)道路瀝青[2]。

催化油漿是石油加工中的副產(chǎn)物，利用催化油漿餾后殘油制備低針入度硬質(zhì)道路瀝青，不僅可以合理利用有限的石油資源，提高煉油廠經(jīng)濟(jì)效益，還可以滿足交通發(fā)展對(duì)低針入度硬質(zhì)道路瀝青的需求。鑒于此，作者以不同摻兌比將催化油漿餾后殘油與70#道路瀝青調(diào)和制備低針入度硬質(zhì)道路瀝青，研究了催化油漿餾后殘油摻兌比對(duì)調(diào)和瀝青性能的影響。

1實(shí)驗(yàn)

1.1　材料

基質(zhì)瀝青和催化油漿均由中國(guó)石化股份公司長(zhǎng)嶺分公司提供?；|(zhì)瀝青為70#道路瀝青。采用蒸餾的方法脫除催化油漿中的輕餾分，切割收率為65%的蒸餾殘油(餾后殘油)作為調(diào)和的初始原料。

1.2　調(diào)和瀝青的制備與性質(zhì)分析

以不同摻兌比將催化油漿餾后殘油與70#道路瀝青調(diào)和后，利用高速剪切機(jī)在110 ℃下分散40 min，再在120 ℃烘箱中放置40 min脫除氣泡，即得調(diào)和瀝青。

按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTG E20-2011》中的相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范對(duì)調(diào)和瀝青進(jìn)行性質(zhì)分析。

2結(jié)果與討論

2.1　調(diào)和瀝青的性能(表1)

2.2　調(diào)和瀝青軟化點(diǎn)變化規(guī)律

軟化點(diǎn)是表征道路瀝青高溫性能的最基本的一項(xiàng)指標(biāo)，較高的軟化點(diǎn)表明瀝青具有較好的抗高溫變形能力。由表1可以看出，隨著催化油漿餾后殘油摻兌比的提高，調(diào)和瀝青軟化點(diǎn)呈升高的趨勢(shì)，滿足50#B級(jí)道路瀝青軟化點(diǎn)指標(biāo)要求。這是因?yàn)椋?0#道路瀝青中摻兌催化油漿餾后殘油后，調(diào)和瀝青的重組分增加，導(dǎo)致調(diào)和瀝青的軟化點(diǎn)升高。

2.3　調(diào)和瀝青針入度及感溫性變化規(guī)律

針入度是瀝青稠度的表征，反映了瀝青的流變學(xué)性質(zhì)，是控制瀝青質(zhì)量最重要的指標(biāo)。圖1是調(diào)和瀝青針入度與催化油漿餾后殘油摻兌比的關(guān)系曲線。

表1調(diào)和瀝青的性能

Tab.1　Properties of blended asphalt

圖1　調(diào)和瀝青針入度與催化油漿餾后殘油摻

由圖1可知，隨著催化油漿餾后殘油摻兌比的提高，調(diào)和瀝青的針入度逐漸降低。這是因?yàn)?，摻兌的催化油漿餾后殘油的針入度低，相當(dāng)于添加了一個(gè)硬組分，當(dāng)催化油漿餾后殘油摻兌比高于6%時(shí)，調(diào)和瀝青的25 ℃針入度可以滿足50#道路瀝青的要求。

2.4　調(diào)和瀝青延度變化規(guī)律

延度是瀝青受到外力拉伸作用時(shí)所能承受的塑形變形的總能力的表征。由表1可知，隨著催化油漿餾后殘油摻兌比的提高，調(diào)和瀝青的10 ℃延度降低；雖然調(diào)和瀝青的針入度降低，但調(diào)和瀝青15 ℃延度能達(dá)到50#道路瀝青要求；當(dāng)催化油漿餾后殘油摻兌比低于18%時(shí)，調(diào)和瀝青10 ℃延度滿足50#A級(jí)道路瀝青要求。

2.5　調(diào)和瀝青動(dòng)力黏度變化規(guī)律

動(dòng)力黏度是流體流變特征的量度，反映流體流動(dòng)時(shí)其內(nèi)部分子間摩擦阻力的大小。調(diào)和瀝青動(dòng)力黏度與催化油漿餾后殘油摻兌比的關(guān)系曲線如圖2所示。

圖2　調(diào)和瀝青動(dòng)力黏度與催化油漿餾后

由圖2可知，隨催化油漿餾后殘油摻兌比的提高，調(diào)和瀝青60 ℃動(dòng)力黏度不斷增大，而135 ℃動(dòng)力黏度變化不大。這是因?yàn)?，隨著摻兌比的提高，調(diào)和瀝青中重組分比例增加，60 ℃動(dòng)力黏度增大，但是對(duì)135 ℃動(dòng)力黏度影響不大。說(shuō)明摻兌催化油漿餾后殘油可以有效改善調(diào)和瀝青的黏溫性能。

2.6　調(diào)和瀝青的老化性能

薄膜烘箱試驗(yàn)可以評(píng)價(jià)瀝青的老化性能。由表1可知：隨催化油漿餾后殘油摻兌比的提高，針入度逐漸降低，表明過(guò)多摻兌催化油漿餾后殘油對(duì)調(diào)和瀝青的抗老化性能不利，在摻兌比小于9%時(shí)，薄膜烘箱試驗(yàn)可以滿足50#B級(jí)道路瀝青的技術(shù)指標(biāo)要求。

2.7　調(diào)和瀝青的綜合性能

由表1數(shù)據(jù)及對(duì)比50#道路瀝青的技術(shù)指標(biāo)可知，利用本技術(shù)方案，以3%、6%、9%的催化油漿餾后殘油摻兌比制備的調(diào)和瀝青可以滿足50#B級(jí)道路瀝青的要求。

3結(jié)論

以不同摻兌比將催化油漿餾后殘油與70#道路瀝青調(diào)和制備低針入度硬質(zhì)道路瀝青，當(dāng)提高催化油漿餾后殘油的摻兌比時(shí)，調(diào)和瀝青的軟化點(diǎn)升高，針入度和延度降低，60 ℃動(dòng)力黏度增大，而135 ℃動(dòng)力黏度變化不大。在摻兌比為3 %、6%、9%時(shí)，調(diào)和瀝青可以滿足50#B級(jí)道路瀝青技術(shù)指標(biāo)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉力.中國(guó)進(jìn)口瀝青市場(chǎng)分析[J].石油瀝青,2009,23(3):1-3.

[2]彭雷,向麗,王志剛,等.催化油漿縮合殘油調(diào)和減渣制備道路瀝青研究[J].石油瀝青,2009,23(6):22-26.

[3]郭啟周,潘鳳春,張?jiān)苿?瀝青老化特性及其對(duì)路面耐久性的影響[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2011,30(12):132-133.

Preparation of 50#Paving Asphalt by Blending of FCC

Slurry Oil Distillation Residue and 70#Paving Asphalt

WEI Xiang1,2,XIANG Li1,2,3,CHENG Jian1,2

(1.KeyLaboratoryforGreenChemicalProcessofMinistryofEducation,WuhanInstituteofTechnology,

Wuhan430073,China；2.HubeiKeyLaboratoryofNovelChemicalReactor&GreenChemical

Technology,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430073,China；3.CollegeofPostand

Telecommunication,WuhanInstituteofTechnology,Wuhan430073,China)

Abstract：Low penetration hard paving asphalt was prepared by blending of fluid catalytic cracking(FCC)slurry oil distillation residue and 70# paving asphalt with different mixing ratios.The effect of mixing ratio of FCC slurry oil distillation residue on performance of blended asphalt was studied.Results showed that FCC slurry oil distillation residue could blend with 70# paving asphalt.With the increasing of mixing ratio,the softening point of blended asphalt increased,the penetration and ductility of blended asphalt decreased,the dynamic viscosity of blended asphalt increased,and the viscosity-temperature properties of blended asphalt was improved.When the mixing ratio of FCC slurry oil distillation residue was 3%,6%,9%,the paving asphalt that met the requirement of 50# B index could be blended.

Keywords：70# paving asphalt;50# paving asphalt;blend;hard asphalt;FCC slurry oil distillation residue