一種利用煤直接液化殘?jiān)苽涞臑r青混合料添加劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種利用煤直接液化殘?jiān)苽涞臑r青混合料添加劑及其制備方法，包括煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑和增塑劑，首先將煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑分別粉碎后進(jìn)行混合處理，得到第一混合物；再向第一混合物中加入預(yù)熱后的增塑劑進(jìn)行捏合處理，得到第二混合物；最后將第二混合物擠出造粒，得到所述的瀝青混合料添加劑。本發(fā)明專利技術(shù)的瀝青混合料添加劑采用煤制油廢棄物為主要原料，可以節(jié)約15％以上的瀝青原料；添加了本發(fā)明專利技術(shù)的瀝青混合料添加劑的瀝青混合料，其性能可以達(dá)到或優(yōu)于改性瀝青混合料的各項(xiàng)物理指標(biāo)；瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度可達(dá)8064次/mm，抗車轍能力顯著提高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種利用煤直接液化殘?jiān)苽涞臑r青混合料添加劑及其制備方法。
技術(shù)介紹
隨著國際能源爭(zhēng)奪日益激烈，石油價(jià)格不斷突破歷史新高，出于對(duì)能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備的需求，全球范圍內(nèi)替代石油項(xiàng)目也加速發(fā)展。我國能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀是煤炭資源相對(duì)豐富，石油、天然氣相對(duì)匱乏。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對(duì)石油產(chǎn)品的消費(fèi)量不斷增長，大大超過了同期原油生產(chǎn)的增長速度。國內(nèi)石油產(chǎn)品生產(chǎn)無法滿足需求，導(dǎo)致我國石油進(jìn)口量逐年俱增。充分利用豐富的煤炭資源，發(fā)展煤炭液化技術(shù)是減少對(duì)國外原油過度依賴，緩解我國石油資源短缺、石油產(chǎn)品供需緊張狀況的重要途徑之一，同時(shí)也是提高我國煤炭資源利用率、減輕燃煤污染，促進(jìn)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措。煤制油(Coal-to-liquids,CTL)是以煤炭為原料，通過化學(xué)加工過程生產(chǎn)油品和石油化工產(chǎn)品的一項(xiàng)技術(shù)，包含煤直接液化和煤間接液化兩種技術(shù)路線。煤直接液化是將煤在高溫高壓條件下，通過催化加氫直接液化合成液態(tài)烴類燃料，并脫除硫、氮、氧等原子。利用煤直接液化法產(chǎn)生一噸油就會(huì)產(chǎn)生1.4噸液化殘?jiān)阂夯瘹堅(jiān)且环N高碳、高灰、高硫的物質(zhì)，在室溫下其外觀呈固體瀝青狀，軟化點(diǎn)約為180℃左右，其中的有機(jī)類物質(zhì)包括重質(zhì)液化油、瀝青類物質(zhì)和未轉(zhuǎn)化的煤；無機(jī)類物質(zhì)包括煤中的礦物質(zhì)和外加的催化劑。對(duì)于大型煤液化裝置，煤液化殘?jiān)漠a(chǎn)量十分龐大，如我國神華集團(tuán)煤直接液化一期250萬t/a商品油商業(yè)化示范廠在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下可產(chǎn)生煤液化殘?jiān)?88萬t/a，如此大量的煤直接液化殘?jiān)绻麤]有找到理想的處理技術(shù)或方法，勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，所以無論從能源戰(zhàn)略角度還是環(huán)境保護(hù)角度考慮，對(duì)煤直接液化殘?jiān)睦醚芯慷际敲阂夯に囬_發(fā)的重要組成部分。由于煤直接液化殘?jiān)械臑r青類物質(zhì)含量較高，因此非常適合制備道路材料，而其原料成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于瀝青材料。專利號(hào)為200610012547.9的中國專利技術(shù)專利公開了一種道路瀝青改性劑，該專利技術(shù)將
煤液化殘?jiān)苯幼鳛榈缆窞r青改性劑，在制備改性瀝青時(shí)，煤直接液化殘?jiān)男詣┱几男詾r青重量的5-10％，該專利技術(shù)簡(jiǎn)單、優(yōu)化的利用了煤直接液化殘?jiān)牵鳛楦男詣┑拿阂夯瘹堅(jiān)砑恿糠浅Ｐ。?dāng)煤液化殘?jiān)吭偬岣吆螅捎跒r青發(fā)脆，低溫性能不好，難以滿足路用性能要求。專利號(hào)為201010216320.2的中國專利公開了一種煤直接液化殘?jiān)鼜?fù)合改性瀝青，其通過在熔融的煤直接液化殘?jiān)屑尤胗头莺湍z質(zhì)，直接將煤直接液化殘?jiān)苽涑筛男詾r青，該改性瀝青制作工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但是，由于煤直接液化殘?jiān)某煞峙c瀝青成分差別很大，直接將煤直接液化殘?jiān)苽涑筛男詾r青，其各項(xiàng)性能指標(biāo)難以達(dá)到改性瀝青的要求；專利號(hào)為201010198795.3的中國專利公開了一種煤直接液化殘?jiān)苽錇r青混凝土路面抗車轍劑的方法，該方法將煤直接液化殘?jiān)⑹蜑r青、聚乙烯分別粉碎，接著按照一定重量比混合，最后將混合物擠出造粒，制得2-5mm固體顆粒形態(tài)的抗車轍劑，該專利技術(shù)的抗車轍劑可明顯提高瀝青路面的抗車轍性能，但是該專利技術(shù)的抗車轍劑需要使用石油瀝青作為原料，而且無法改善瀝青混凝土的其他性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種利用煤直接液化殘?jiān)苽涞臑r青混合料添加劑，以煤直接液化殘?jiān)鼮橹饕蠌?fù)合多種有機(jī)化合物制備而成，本專利技術(shù)制備的瀝青混合料添加劑可以提高瀝青混合料的各項(xiàng)物理性能指標(biāo)，節(jié)約15％瀝青用量，大幅提高瀝青混合料抗開裂性能和抗車轍性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)一方面提供一種利用煤直接液化殘?jiān)苽涞臑r青混合料添加劑的制備方法，包括如下步驟：1)對(duì)煤直接液化殘?jiān)M(jìn)行元素分析，將得到的元素分析結(jié)果與優(yōu)質(zhì)瀝青的元素分析結(jié)果進(jìn)行比對(duì)；2)根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑、增塑劑的重量配比；3)將煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑分別粉碎后進(jìn)行混合處理，得到第一混合物，備用；4)將增塑劑預(yù)熱至60-90℃，得到粘稠狀液體；5)向第一混合物中加入步驟4)制得的粘稠狀液體進(jìn)行捏合處理，得到第二混合物；6)將第二混合物擠出造粒，得到所述的瀝青混合料添加劑。其中，所述煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑和增塑劑的重量份配比為：煤直接液化殘?jiān)?5-90；交聯(lián)劑：10-35；促進(jìn)劑：0.01-0.45；膠合劑：5-15；增塑劑：0.5-5。特別是，所述煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑和增塑劑的重量份配比為：煤直接液化殘?jiān)?0-85；交聯(lián)劑：15-30；促進(jìn)劑：0.02-0.40；膠合劑：7-13；增塑劑：1.0-4.5。其中，所述交聯(lián)劑為烷基酚醛樹脂、對(duì)-叔丁基苯酚-乙炔樹脂、氯化石蠟樹脂、碳九石油樹脂或多萜樹脂中的一種或多種，優(yōu)選為烷基酚醛樹脂。本專利技術(shù)的交聯(lián)劑可以在分子間起架橋作用，從而使多個(gè)分子相互鍵合交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。其中，所述促進(jìn)劑為十八烷酸、次磺酰胺類促進(jìn)劑、秋蘭姆類促進(jìn)劑、氧化鋅或氧化鎂中的一種或多種，優(yōu)選為十八烷酸或次磺酰胺類促進(jìn)劑。本專利技術(shù)的促進(jìn)劑可以提高各組分與石料結(jié)合的表面活性。其中，所述膠合劑為無規(guī)聚丙烯、聚乙烯醇縮丁醛或再生膠中的一種或多種。本專利技術(shù)的膠合劑可以增加粘度、提高瀝青混合料的彈性恢復(fù)能力。其中，所述增塑劑為石蠟油、蓖麻油、妥爾油、松香油或煤焦油中的一種或多種，優(yōu)選為石蠟油。本專利技術(shù)的增塑劑可以使交聯(lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑與煤直接液化殘?jiān)ハ嗳诤希稚⒏鶆颉Ｆ渲校襟E3)中所述煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑粉碎后的粒度為80-120目。其中，步驟3)中所述的混合處理在攪拌條件下進(jìn)行。特別是，所述混合處理的攪拌速度為30-50r/min，攪拌時(shí)間為10-25min。其中，步驟4)中所述增塑劑的預(yù)熱溫度為60-90℃，優(yōu)選為65-85℃，進(jìn)一步優(yōu)選為70-80℃。其中，步驟5)中所述捏合處理的溫度為80-120℃，捏合處理的時(shí)間為3-5min。其中，步驟6)中所述的造粒的粒徑為2.5-3.5mm。其中，還包括步驟7)將造粒后的瀝青混合料添加劑進(jìn)行冷卻、裝袋。特別是，所述冷卻的溫度為0-20℃。本專利技術(shù)又一方面提供一種按照上述方法制備而成的瀝青混合料添加劑。本專利技術(shù)方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)本專利技術(shù)的利用煤直接液化殘?jiān)苽涞臑r青混合料添加劑采用煤直接液化殘?jiān)鼮橹饕现苽涠桑粌H實(shí)現(xiàn)了煤液化殘?jiān)母咝Ю茫冶Ｗo(hù)了環(huán)境。2)在瀝青混合料中添加本專利技術(shù)的瀝青混合料添加劑，可以節(jié)約15％以上的瀝青原料，能夠顯著提高瀝青混凝土的抗開裂和抗車轍能力，動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到8000次/mm以上。3)本專利技術(shù)的瀝青混合料添加劑用在重交瀝青混凝土中，其性能可以達(dá)到或優(yōu)于改性瀝青混凝土的各項(xiàng)物理指標(biāo)，是改性瀝青的替代產(chǎn)品。4)本專利技術(shù)的瀝青混合料添加劑使用簡(jiǎn)便，在傳統(tǒng)的瀝青混合料生產(chǎn)工藝中無需增加施工工序，特別適用于高溫地區(qū)以及重交通路段。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本專利技術(shù)，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會(huì)隨著描述而更為清楚。但這些實(shí)施例僅是范例性的，并不對(duì)本專利技術(shù)的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本專利技術(shù)的精神和范圍下可以對(duì)本專利技術(shù)技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本專利技術(shù)的保護(hù)范圍內(nèi)。實(shí)施例1制備瀝青混合料添加劑1)對(duì)煤直接液化本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用煤直接液化殘?jiān)苽涞臑r青混合料添加劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：1)對(duì)煤直接液化殘?jiān)M(jìn)行元素分析，將得到的元素分析結(jié)果與優(yōu)質(zhì)瀝青的元素分析結(jié)果進(jìn)行比對(duì)；2)根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑、增塑劑的重量配比；3)將煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑分別粉碎后進(jìn)行混合處理，得到第一混合物，備用；4)將增塑劑預(yù)熱至60?90℃，得到粘稠狀液體；5)向第一混合物中加入步驟4)制得的粘稠狀液體進(jìn)行捏合處理，得到第二混合物；6)將第二混合物擠出造粒，得到所述的瀝青混合料添加劑。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用煤直接液化殘?jiān)苽涞臑r青混合料添加劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：1)對(duì)煤直接液化殘?jiān)M(jìn)行元素分析，將得到的元素分析結(jié)果與優(yōu)質(zhì)瀝青的元素分析結(jié)果進(jìn)行比對(duì)；2)根據(jù)比對(duì)結(jié)果確定煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑、增塑劑的重量配比；3)將煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑分別粉碎后進(jìn)行混合處理，得到第一混合物，備用；4)將增塑劑預(yù)熱至60-90℃，得到粘稠狀液體；5)向第一混合物中加入步驟4)制得的粘稠狀液體進(jìn)行捏合處理，得到第二混合物；6)將第二混合物擠出造粒，得到所述的瀝青混合料添加劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述煤直接液化殘?jiān)⒔宦?lián)劑、促進(jìn)劑、膠合劑和增塑劑的重量份配比為：煤直接液化殘?jiān)?5-90；交聯(lián)劑：10-35；促進(jìn)劑：0.01-0.45；膠合劑：5-15；增塑劑：0.5-5。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為烷基酚醛樹脂、對(duì)-叔丁基苯酚-乙炔樹脂、氯化石蠟樹...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁清源，于小橋，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：梁清源，于小橋，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11