專利名稱：一種利用酸渣制備改性瀝青的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)中的三廢處理技術(shù)，特別是一種利用酸渣制備改性浙青的方法。
背景技術(shù)：
酸渣的無害化處理一直是世界性的課題。目前，世界上每年有數(shù)百萬噸酸渣產(chǎn)生， 由于酸渣的強(qiáng)腐蝕性和高粘稠度，造成存放和運(yùn)輸十分困難，而且難于利用，國內(nèi)主要靠掩埋和坑貯辦法處理，嚴(yán)重污染自然環(huán)境。因此，國內(nèi)外十分重視酸渣的治理研究。國外常用焚燒或熱裂解的方法處理酸渣，如專利US 4177248提出對酸渣進(jìn)行高溫?zé)峤馓幚?，即?00-120(TC燃燒爐中將酸渣燃燒產(chǎn)生二氧化硫，吸收后制備硫酸，但工藝復(fù)雜，耗能較大，經(jīng)濟(jì)效益較差，同時，酸渣的資源利用率低下。專利US4331481及 US4238241提出將酸渣按0. 2-0. 8%的比例加入到成品浙青中，制成多孔酸性浙青，但該法未解決硫酸的腐蝕性問題，同時酸渣處理量低，得到的浙青性能不理想。專利CN1195564A 中，向酸渣中加入碳酸鈉和氫氧化鈉混合液，反應(yīng)4 后加熱6-8h，再沉淀4h，生成工業(yè)芒硝和重油。該方法處理時間較長，耗能大，重油與硫酸鈉水溶液難于分離，而且得到的芒硝需要進(jìn)一步提純才能符合工業(yè)要求，產(chǎn)生的廢水量較大。專利CN14M966A中，公開了一種用堿液中和、負(fù)壓下脫除水分，然后在0. 09-0. 06Mpa、115-145°C下分解磺酸物質(zhì)，降低最后渣中的硫含量，該方法雖然可以避免嚴(yán)重的水污染，但顯然是一種能耗很高的處理方法， 使得廢渣處理成本過高，企業(yè)得不償失，況且分解磺酸的反應(yīng)過程并不容易，產(chǎn)生的二氧化硫要經(jīng)過吸收、濃縮處理，增加吸收單元，成本增加。在日本專利J49-126701中，公開了向酸渣中加入適量的廢油或輕質(zhì)油，水洗分離后，用石灰中和油中少量的硫酸，作為重油或經(jīng)催化后轉(zhuǎn)化為輕油，該法產(chǎn)生廢水較多，而且油中有硫酸鈣未經(jīng)分離，廢渣混于其中，油品不合格。而專利J53-144875中加入氫氧化鎂漿液中和酸渣并中和酸渣燃燒后產(chǎn)生的二氧化硫，生成硫酸鎂排放的方法存在對酸渣的綜合利用率低、耗能大且污染重的缺點(diǎn)。專利 J76-002919中在酸渣中繼續(xù)加入硫酸，使酸含量達(dá)到65-90%，加熱到150_190°C，有機(jī)物發(fā)生脫氫和碳化反應(yīng)，從而可以制備活性炭吸附劑，此法高溫下酸氣污染嚴(yán)重，且硫酸溶液需要進(jìn)一步處理。將硫酸轉(zhuǎn)化為可回收的硫酸鹽報道較多，如專利CN85102005A中，采用氨水為中和劑使酸渣分為油層和硫酸銨溶液層，只需簡單分離回收廢油和硫酸銨，但此法在生產(chǎn)中溢出氨氣，操作環(huán)境較差，加上氨水價格上漲，使得處理費(fèi)用升高。而且中和后分層較難，不適合于膠質(zhì)含量較大的酸渣處理。專利CN1193654A中，使用熱水稀釋酸渣，加入一定量的熟石灰粉，然后油水分離，用碳酸鈉中和酸水，廢水重復(fù)使用。該法產(chǎn)生硫酸鈣、硫酸鈉混合物，未談及分離、回收利用問題。另外，專利CN1031M6A中提出一種水洗出酸渣中的硫酸、磺化物與乙醇及堿性物調(diào)和制備廁所用除垢劑的方法，適用于精制輕質(zhì)油時產(chǎn)生的酸渣，但是水洗酸渣會產(chǎn)生大量廢液。專利CN1073965A中，提出將酸渣破碎霧化作為氧化劑與有機(jī)物反應(yīng)生成鍋爐燃料油或浙青的處理方法，其缺點(diǎn)在于霧化時能耗較大，處理量小，反應(yīng)難于完全進(jìn)行，終產(chǎn)品中含有腐蝕性強(qiáng)的硫酸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述存在問題，提供一種利用酸渣制備改性浙青的方法，該方法完全依靠中和反應(yīng)放出的熱量實(shí)現(xiàn)改性浙青生產(chǎn)中對溫度的要求，通過控制加料速度控制物料溫度，節(jié)省了大量能源；通過對產(chǎn)生的少量氣體的充分吸收和再利用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)中污染物零排放的要求，是一個綠色節(jié)能技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案一種利用酸渣制備改性浙青的方法，步驟如下1)將酸渣與粘度調(diào)節(jié)劑在快速攪拌下混合均勻得到混合物料，混合物料的粘度為 500-10000cSt；2)在上述混合物料中緩慢加入中和試劑的同時，在快速攪拌下加入浙青改性劑并在加完浙青改性劑后繼續(xù)攪拌10-30分鐘，繼續(xù)加入中和試劑直至反應(yīng)物料的PH值為 6-7，在混合物料與浙青改性劑混合期間，調(diào)整中和試劑的加入速度使反應(yīng)物料的溫度不超過170°C，將產(chǎn)生的水蒸氣或二氧化碳?xì)馔ㄟ^水或堿液回收；3)停止攪拌并趁熱出料，即為制備的改性浙青。所述的粘度調(diào)節(jié)劑為減壓三線或四線油、糠醛抽除油，所述減壓三線或四線油來源于石油煉制過程產(chǎn)生沸點(diǎn)大于200°C的餾分，糠醛抽除油是糠醛生產(chǎn)時釜底的沸點(diǎn)大于 200°C的成分；酸渣與粘度調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為100 0.01-20。所述的中和試劑為氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋅、氧化鐵；氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇；碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸銨、草酸鈣、草酸鉀、草酸銨、氨、羥胺、甲胺、二甲胺、三甲胺及其同系物或苯胺、苯二胺或萘胺及其同系物。所述攪拌速度為200-10000轉(zhuǎn)/分鐘。所述浙青改性劑為聚苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)、丁苯橡膠(SBR)、順丁橡膠 (BR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、氯丁橡膠(CR)、天然橡膠(NR)、廢輪胎橡膠粉、聚乙烯(PE)、醋酸乙烯酯(EVA)、環(huán)氧樹脂或古馬隆樹脂。所述反應(yīng)物料中加入浙青改性劑的方式為一次性加料、分批加料或連續(xù)加料；浙青改性劑與酸渣和粘度調(diào)節(jié)劑混合物料的質(zhì)量比為1-10 100。所述堿液為任意濃度的堿性液體。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該方法完全依靠中和反應(yīng)放出的熱量實(shí)現(xiàn)改性浙青生產(chǎn)中對溫度的要求，通過控制加料速度控制物料溫度，節(jié)省了大量能源；通過對產(chǎn)生的少量氣體的充分吸收和再利用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)零排放的要求，是一個綠色節(jié)能技術(shù)，利用石化廠、煉油廠及煉焦廠等排出大量強(qiáng)酸性油渣生產(chǎn)改性浙青，具有重要的推廣價值。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 一種利用酸渣制備改性浙青的方法，酸渣來源于廢機(jī)油酸法再生過程，以糠醛抽除油為粘度調(diào)節(jié)劑，以氫氧化鈣為中和試劑，以聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBQ為浙青改性劑，制備步驟如下1)將IOOg酸渣與12mL糠醛抽除油在500r/min的攪拌下加入反應(yīng)瓶(帶保溫套) 內(nèi)混合均勻，得到混合物料，混合物料的粘度為1200dt ；2)在上述混合物料中分3次加入氫氧化鈣共7. 3g，混合料溫度上升，加強(qiáng)攪拌， 直至溫度穩(wěn)定時，緩慢連續(xù)加入氫氧化鈣粉末，當(dāng)料液溫度升高到140°C時，在500r/min的攪拌下緩慢加入5g聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBQ并在加完浙青改性劑后繼續(xù)攪拌 10-30分鐘，繼續(xù)加入氫氧化鈣直至反應(yīng)物料的PH值為7，在混合物料與浙青改性劑混合期間，調(diào)整氫氧化鈣的加入速度使反應(yīng)物料的溫度為140-170°C，將產(chǎn)生的二氧化碳?xì)庖鲇?5%氫氧化鈣溶液回收；3)停止攪拌并趁熱出料，即為制備的改性浙青。性能測定錐入度48dmm，軟化點(diǎn)74°C，延度(5°C ) 29. 6cm,符合JTJ036-98標(biāo)準(zhǔn)對道路浙青的要求。儲存穩(wěn)定性能合格。實(shí)施例2 一種利用酸渣制備改性浙青的方法，酸渣來源于廢機(jī)油酸法再生過程，以減壓四線油為粘度調(diào)節(jié)劑，以碳酸銨、氫氧化鈣為中和試劑，以聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物 (SBS)為浙青改性劑，制備步驟如下1)將300g酸渣與36mL減壓四線油在500r/min的攪拌下加入反應(yīng)瓶(帶保溫套) 內(nèi)混合均勻，得到混合物料，混合物料的粘度為Iioo^t ；2)在上述混合物料中緩慢加入碳酸銨，混合料溫度上升，加強(qiáng)攪拌，直至溫度穩(wěn)定時，緩慢連續(xù)加入碳酸銨，當(dāng)料液溫度升高到140°C時，在500r/min的攪拌下緩慢加入 15. 5g聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBQ并在加完浙青改性劑后繼續(xù)攪拌10-30分鐘，繼續(xù)加入氫氧化鈣直至反應(yīng)物料的PH值為7左右，在混合物料與浙青改性劑混合期間，調(diào)整氫氧化鈣的加入速度使反應(yīng)物料的溫度為140-170°C，將產(chǎn)生的二氧化碳?xì)庖鲆?%氫氧化鈣溶液回收；3)停止攪拌并趁熱出料，即為制備的改性浙青。性能測定錐入度51dmm，軟化點(diǎn)72°C，延度(5°C ) 28. 0cm,符合JTJ036-98標(biāo)準(zhǔn)對道路浙青的要求，儲存穩(wěn)定性能合格。
權(quán)利要求
1.一種利用酸渣制備改性浙青的方法，其特征在于步驟如下1)將酸渣與粘度調(diào)節(jié)劑在快速攪拌下混合均勻得到混合物料，混合物料的粘度為 500-10000cSt ；2)在上述混合物料中緩慢加入中和試劑的同時，在快速攪拌下加入浙青改性劑并在加完浙青改性劑后繼續(xù)攪拌10-30分鐘，繼續(xù)加入中和試劑直至反應(yīng)物料的PH值為6-7，在混合物料與浙青改性劑混合期間，調(diào)整中和試劑的加入速度使反應(yīng)物料的溫度不超過170°C， 將產(chǎn)生的水蒸氣或二氧化碳?xì)馔ㄟ^水或堿液回收；3)停止攪拌并趁熱出料，即為制備的改性浙青。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用酸渣制備改性浙青的方法，其特征在于所述的粘度調(diào)節(jié)劑為減壓三線或四線油、糠醛抽除油，所述減壓三線或四線油來源于石油煉制過程產(chǎn)生沸點(diǎn)大于200°C的餾分，糠醛抽除油是糠醛生產(chǎn)時釜底的沸點(diǎn)大于200°C的成分；酸渣與粘度調(diào)節(jié)劑的質(zhì)量比為100 0.01-20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用酸渣制備改性浙青的方法，其特征在于所述的中和試劑為氧化鉀、氧化鈉、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋅、氧化鐵；氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鋇；碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鈣、碳酸鋇、碳酸銨、草酸鈣、草酸鉀、草酸銨、氨、羥胺、甲胺、二甲胺、三甲胺及其同系物或苯胺、苯二胺或萘胺及其同系物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用酸渣制備改性浙青的方法，其特征在于所述攪拌速度為 200-10000 轉(zhuǎn) / 分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用酸渣制備改性浙青的方法，其特征在于所述浙青改性劑為聚苯乙烯-丁二烯共聚物(SBQ、丁苯橡膠(SBR)、順丁橡膠(BR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、 氯丁橡膠(CR)、天然橡膠(NR)、廢輪胎橡膠粉、聚乙烯(PE)、醋酸乙烯酯(EVA)、環(huán)氧樹脂或古馬隆樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用酸渣制備改性浙青的方法，其特征在于所述反應(yīng)物料中加入浙青改性劑的方式為一次性加料、分批加料或連續(xù)加料；浙青改性劑與酸渣和粘度調(diào)節(jié)劑混合物料的質(zhì)量比為1-10 100。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用酸渣制備改性浙青的方法，其特征在于所述堿液為任意濃度的堿性液體。
全文摘要
一種利用酸渣制備改性瀝青的方法，步驟如下1)將酸渣與粘度調(diào)節(jié)劑混合均勻得到混合物料；2)緩慢加入中和試劑的同時，在快速攪拌下加入瀝青改性劑并在加完后繼續(xù)攪拌10-30分鐘，緩慢加入中和試劑直至反應(yīng)物料的pH值為6-7，且反應(yīng)物料的溫度不超過170℃，將產(chǎn)生的水蒸氣或二氧化碳?xì)馔ㄟ^水或堿液回收；3)停止攪拌并趁熱出料，即為制備的改性瀝青。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是該方法完全依靠中和反應(yīng)放出的熱量實(shí)現(xiàn)改性瀝青生產(chǎn)中對溫度的要求，通過控制加料速度控制物料溫度，節(jié)省了大量能源；通過對產(chǎn)生的氣體吸收和再利用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)零排放；利用石化廠、煉油廠及煉焦廠等排出大量強(qiáng)酸性油渣生產(chǎn)改性瀝青，具有重要的推廣價值。
文檔編號C08K13/02GK102492303SQ201110424970
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者宋洋, 張立軍, 羅向?qū)? 黎慧 申請人:天津理工大學(xué)