含柏油的高質量瀝青及其製備方法

2023-05-24 03:56:31

專利名稱：：含柏油的高質量瀝青及其製備方法
技術領域：
：本發明一般涉及含柏油(pitch)的高質量瀝青(asphalt)及其製備方法，所述柏油作為溶劑脫瀝青過程的副產物製得，更具體來說，本發明涉及蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性獲得改進的高質量瀝青，所述改進是通過將常規的減壓渣油與柏油混合而達成的，所述柏油具有控制的化學組成，通過使用溶劑脫瀝青裝置，由包含常壓渣油和類似於常壓渣油的石油餾出物的混合物製得，本發明還涉及製備所述高質量瀝青的方法。
背景技術：
：根據使用如圖l所示的真空蒸餾裝置製備瀝青的常規方法，對使用原油蒸餾裝置製得的常壓渣油進行真空蒸餾處理，以分離具有受控的滲透性的減壓渣油，然後將該減壓渣油直接製成瀝青。這樣製得的瀝青用作鋪路材料。同樣應當考慮瀝青的重要的性質，例如滲透性、滲透指數、軟化點、粘度、蠟含量以及薄膜烘箱測試之後的延性。在這些性質中，作為瀝青硬度的度量的滲透性，最應當從根本上滿足，以便將瀝青用作鋪路材料。另外，在評價瀝青的質量的時候，主要考慮蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性。為此，隨著蠟含量的減小以及薄膜烘箱測試之後的延性的增大，認為瀝青的質量提高。當將減壓渣油直接製成瀝青的時候，將適於製備瀝青的原油的組選擇性地組合起來，然後將其提供給原油蒸餾裝置，然後使用真空蒸餾裝置來控制減壓渣油的分離溫度，以得到所需的滲透性。另外，其它的主要性質可取決於輸送入原油蒸餾裝置內的原油。因此，為了製備具有低的蠟含量以及薄膜烘箱測試之後高的延性，必須對在原油蒸餾裝置中處理的原油的組進行適當的選擇。然而，由於原油的價格佔精煉車間工藝成本的很大一部分，可能會造成人們所不希望的對經濟效益的負面影響。另外，由減壓渣油直接製備高質量瀝青還會遭受以下缺陷由於使用所述真空蒸餾裝置與減壓渣油一起製得的真空瓦斯油被用作高價值工藝(例如加氫裂化和流化催化裂化)的原料，因此在操作真空蒸餾裝置以確保瀝青質量的時候，會使得較為昂貴的真空瓦斯油的質量或產率很低，這是人們所不希望出現的。關於這一點，美國公開第2004-163996號揭示了一種使用減壓渣油或常壓渣油作為原料製備瀝青的方法。同時，具體考慮用來直接製備瀝青的減壓渣油的化學結構，所述常壓渣油和減壓渣油的化學結構由飽和化合物、芳族化合物、樹脂和瀝青質組成。對此，已知飽和化合物的含量很低的時候，會得到低的蠟含量，當飽和化合物和瀝青質含量很低、芳族化合物和樹脂的含量很高的時候，會得到高的薄膜烘箱測試之後的延性。在真空蒸餾的時候，由於真空瓦斯油和減壓渣油根據它們的分離溫度而相互分離，所以從化學結構的角度來看，很難選擇性地增大減壓渣油中芳族化合物和樹脂的量，以改進蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性。另外，所述減壓渣油的化學結構不可能僅取決於原油。
發明內容技術問題來看本發明，本發明人對高質量瀝青及其製備方法進行了深入而詳盡的研究，以期避免在如上所述用減壓渣油直接製成高質量瀝青的時候遇到的問題,結果發現通過溶劑脫瀝青法製備具有受控的化學組成的柏油，然後將其與常規的減壓渣油和類似的輕質石油餾出物混合，從而製得具有優良的蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性的高質量瀝青。本發明的一個目標是提供具有優良的蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性的高質量瀝青。本發明的另一個目標是提供製備這種高質量瀝青的方法。技術方案為了完成上述目標，本發明提供了高質量瀝青，其包含柏油，所述柏油是通過對包含第一減壓渣油和第一石油餾出物的混合物進行溶劑脫瀝青而製得的。另外，本發明提供了一種製備高質量瀝青的方法，該方法包括進行原油蒸餾和真空蒸餾，製得用於製備瀝青的減壓渣油，該方法使用通過對以下組分的混合物進行溶劑脫瀝青而製得的柏油減壓渣油，其通過真空蒸餾製得；以及第一石油餾出物，其比所述減壓渣油輕，包含高含量的芳族化合物和樹脂。結合附圖，通過以下詳述可以更清楚地理解本發明的上述和其它目標、特徵和優點，圖中圖l是使用由真空蒸餾裝置製得的減壓渣油製備直餾瀝青的常規方法的示意圖；圖2是根據本發明的，使用通過溶劑脫瀝青製得的柏油與輕質餾出物的混合物製備高質量瀝青的方法的示意圖。具體實施方式下面將對本發明進行詳細描述。根據上述製備瀝青的常規方法，瀝青直接由真空瓦斯油(VGO)和減壓渣油(VR)製得的，所述減壓渣油(VR)是通過使用真空蒸餾裝置(VDU)，對使用原油蒸餾裝置(CDU)製得的常壓渣油(AR)進行真空蒸餾之後製得的。參見圖l，對真空瓦斯油進行加氫裂化和流化催化裂化，從而精煉成煤油和瓦斯油，以及汽油，將所述減壓渣油直接製成瀝青。然而，根據本發明的瀝青包含柏油，所述柏油是通過將第一石油餾出物與第一減壓渣油混合起來，然後對該混合物進行溶劑脫瀝青(SDA)而製得的，所述第一石油餾出物包含使用原油蒸餾裝置製得的常壓渣油(atmosphericreside),所述第一減壓渣油是使用所述真空蒸餾裝置製得的。較佳的是，為了控制滲透性，將所述柏油與第二減壓渣油和/或第二石油餾出物混合起來，從而製得瀝青。這樣製得的瀝青具有極佳的蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性。圖2顯示了本發明的一種製備高質量瀝青的方法。如圖2所示，將使用真空蒸餾裝置製得的第一減壓渣油適當地與包含所述常壓渣油的第一石油餾出物混合，然後對該混合物進行溶劑脫瀝青，得到脫瀝青的油和柏油。所述脫瀝青的油通過加氫裂化和流化催化裂化進行精煉，所述柏油與第二真空渣油和第二石油餾出物混合起來，控制其滲透性，從而製得本發明的瀝青。所述第一減壓渣油與第一石油餾出物的混合比優選為10-90重量％。如果該比值小於10重量％，則第一石油餾出物中包含的芳族化合物和樹脂的效果很低。另一方面，如果該比值超過90重量％,則在脫瀝青的時候，柏油中輕油的含量會增大，從而使得瀝青的質量變差。在本發明中，對於將會與減壓渣油混合、作為溶劑脫瀝青過程和最終混合過程的原料的石油餾出物，其除了上述常壓渣油以外，還包括通過真空蒸餾製得的中間餾份真空瓦斯油(HCVGO)和/或流化催化裂化製得的油漿(SLO)。根據本發明，應當以一種方式進行溶劑脫瀝青，使得通過溶劑脫瀝青製得的柏油的滲透性與減壓渣油的滲透性類似(幾乎相等)或略低於減壓渣油的滲透性，從而將所述柏油本身，或者柏油與減壓渣油和/或石油餾出物的混合物轉化為瀝青。當混合的瀝青的滲透性低於標準的時候，可通過加入比減壓渣油輕的餾分對滲透性進行進一步控制，例如可加入常壓渣油，中間餾份真空瓦斯油,和/或油漿。主要將Q-C6正鏈垸烴(paraffm)或異鏈烷烴溶劑作為用於溶劑脫瀝青過程的溶劑。另外，為了控制柏油的滲透性，優選使用C3-C4鏈烷烴溶劑或其混合物。另外，柏油的產率隨著作為原料的常壓渣油和減壓渣油之比以及操作條件的變化，該產率通常約為10-90體積％。當柏油產率很高的時候，製得具有高的柏油滲透性的軟的半成品產物，脫瀝青的油的性質獲得改進。當溶劑的碳數很低，而且溶劑脫瀝青過程的操作溫度很高的時候，柏油的產率增大，因此芳族化合物和樹脂的絕對含量很高。然而，如果柏油的產率過高，則瀝青產品滲透性的標準將難以滿足。另外，輕質餾出物的含量很大，因此薄膜烘箱測試之後的延性可能由於在薄膜烘箱測試之後進行延性測量時的氧化的促進而變差。因此,很重要的是根據所述溶劑脫瀝青法的原料的性質適當地控制柏油的產率。在本發明中，為了改進薄膜烘箱測試之後的延性以及減小蠟含量，溶劑脫瀝青過程優選在正丙烷的存在下，在43-93'C的柏油提取溫度下進行，或者在正丁烷/異丁烷的存在下，在115-150。C的溫度下，在30-46千克/釐米2克的柏油提取壓力下進行。下表1顯示了作為原料的常壓渣油(AR)和減壓渣油(VR)的性質，以及通過溶劑脫瀝青法、由上述渣油混合物製得的脫瀝青的油(DAO)和柏油的性質。從表l可以很清楚地看出，由於柏油的飽和化合物含量小於減壓渣油，其宜含有低的蠟組分。另外，所述芳族化合物和樹脂的含量很高，實現了優良的薄膜烘箱測試之後的延性。這是由於用於溶劑脫瀝青的溶劑是基於鏈垸烴的，因此具有高化學親和性的飽和化合物略微通過脫瀝青的油分離，具有較低親和性的芳族化合物和樹脂化合物組分不溶於溶劑，被轉移到柏油。因此，根據本發明，不僅常壓渣油、而且包含高含量的芳族化合物和樹脂的其它石油餾出物都與減壓渣油一起用作原料，使得飽和化合物以脫瀝青的油的形式除去，而且芳族化合物和樹脂轉移到柏油，製得在瀝青的性質中，獲得有益的蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性的餾分。表1tableseeoriginaldocumentpage8發明方式通過以下說明性而非限制性的實施例可以更好地理解本發明。實施例l將包含以體積比18:11混合的具有表1所示性質的常壓渣油(AR)和減壓渣油(VR)的原料，在下表2所示的條件下進行溶劑脫瀝青，從而製得脫瀝青的油和柏油。結果見下表3。為了控制這樣製得的柏油的滲透性，還加入了中間餾份減壓渣油，製得瀝青。這樣製得的瀝青的性質見下表4。從表4可以很明顯地看出，在使用柏油製備瀝青的時候，相對於由使用真空蒸餾裝置生產的減壓渣油製得的常規瀝青相比，本發明的柏油製備的瀝青具有更高含量的芳族化合物和樹脂以及更低含量的飽和化合物，因此可以製得具有低蠟含量和高薄膜烘箱測試之後的延性的高質量瀝青。由於所述瀝青的滲透性約比減壓渣油的滲透性低6，所以在校正滲透性的時候，包含所述柏油的瀝青的薄膜烘箱測試之後的延性高得多。表2溶劑脫瀝青的條件61%柏油tableseeoriginaldocumentpage9表3溶劑脫瀝青的進料和產物的性質61%柏油tableseeoriginaldocumentpage9表4VR和柏油-混合的瀝青的性質61%柏油tableseeoriginaldocumentpage10實施例2對包含具有表1所示性質的常壓渣油和減壓渣油以18:11的體積比混合的原料，在下表5所示的條件下進行溶劑脫瀝青，製得脫瀝青的油和柏油。結果列於下表6。這樣製得的柏油與減壓渣油混合，然後與中間餾份減壓渣油混合，以控制其滲透性，製得瀝青。這樣製得的瀝青的性質列於下表7。從表7中可以很明顯地看出，證明使用柏油製得的瀝青的薄膜烘箱測試之後的延性優於在相同滲透性條件下、由減壓渣油製得的瀝青。表5溶劑脫瀝青的條件70%柏油tableseeoriginaldocumentpage10溶劑脫瀝青的進料和產物的性質70%柏油tableseeoriginaldocumentpage11表7VR和柏油-混合的瀝青的性質70yo柏油tableseeoriginaldocumentpage11工業實用性如上文所述，本發明提供了包含柏油的高質量瀝青及其製備方法。根據本發明，對溶劑脫瀝青過程的操作條件進行適當的控制，使得常壓渣油和減壓渣油中包含的芳族化合物和樹脂組分可以分配給柏油，還可除去飽和化合物。這樣，與僅使用減壓渣油製備瀝青的常規方法相比，蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性可以進一步改進。儘管已經出於說明的目的描述了本發明的優選實施方式，但是本領域技術人員能夠理解，可以在不背離所附權利要求書限定的本發明範圍和精神的前提下，對本發明進行各種改良、添加和替代。權利要求1.一種包含柏油的高質量瀝青，所述柏油是通過對包含以下組分的混合物進行溶劑脫瀝青而製得的第一減壓渣油、以及第一石油餾出物，所述第一石油餾出物比所述減壓渣油輕，並含有大量芳族化合物和樹脂。2.如權利要求l所述的瀝青，其特徵在於，所述減壓渣油與石油餾出物的混合比值為10-90重量％。3.如權利要求l所述的瀝青，其特徵在於，所述瀝青還包含第二減壓渣油、第二石油餾出物、或者所述第二減壓渣油和第二石油餾出物的混合物。4.如權利要求l所述的瀝青，其特徵在於，所述第一石油餾出物包含至少一種選自下組的物質常壓渣油、中間餾份真空瓦斯油、以及用於流化催化裂化的油槳。5.如權利要求3所述的瀝青，其特徵在於，所述第二石油餾出物包含至少一種選自下組的物質常壓渣油、中間餾份真空瓦斯油、以及用於流化催化裂化的油漿。6.如權利要求l所述的瀝青，其特徵在於，所述柏油的滲透性與減壓渣油類似，即基本與減壓渣油相同，或者低於減壓渣油。7.—種製備包含柏油的高質量瀝青的方法，該方法包括進行原油蒸餾和真空蒸餾，製得用於製備瀝青的減壓渣油，該方法使用通過對以下組分的混合物進行溶劑脫瀝青而製得的柏油第一減壓渣油，其通過真空蒸餾製得；以及第一石油餾出物，其比所述減壓渣油輕，並包含大量芳族化合物和樹脂。8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述第一減壓渣油與所述第一石油餾出物的混合比值為10-90重量％。9.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述溶劑脫瀝青需要選自C3-C4鏈烷烴溶劑及其混合物的溶劑，柏油的產率為10-90體積％。10.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述溶劑脫瀝青在43-93'C的柏油提取溫度下、在正丙烷的存在下進行，或者在115-150。C下、在正丁垸/異丁垸的存在下、在30-46千克/釐米2克的柏油提取壓力下進行，通過溶劑脫瀝青製得的柏油的滲透性與用於溶劑脫瀝青的減壓渣油類似、即基本與減壓渣油相同，或者低於減壓渣油。11.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，該方法還包括將所述柏油與第二減壓渣油、第二石油餾出物、或者所述第二減壓渣油和第二石油餾出物的混合物混合。12.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述第一石油餾出物包含至少一種選自下組的物質常壓渣油、中間餾份真空瓦斯油、以及用於流化催化裂化的油漿。13.如權利要求ll所述的方法，其特徵在於，所述第二石油餾出物包含至少一種選自下組的物質常壓渣油、中間餾份真空瓦斯油、以及用於流化催化裂化的油槳。全文摘要本發明揭示了含柏油的高質量瀝青及其製備方法，所述柏油作為溶劑脫瀝青過程的副產物製得。具體來說，本發明提供含柏油的高質量瀝青，所述柏油是通過對包含以下組分的混合物進行溶劑脫瀝青而製得的第一減壓渣油，以及第一石油餾出物，所述第一石油餾出物比所述減壓渣油輕，含有大量的芳族化合物和樹脂，本發明還提供製備所述高質量瀝青的方法。根據本發明的方法，適當地控制所述溶劑脫瀝青方法的操作條件，使得常壓渣油和減壓渣油中包含的芳族化合物和樹脂組分能夠分散入柏油中，而且還能除去飽和化合物。因此，與僅使用減壓渣油製備瀝青的常規方法相比，蠟含量和薄膜烘箱測試之後的延性可以進一步獲得改進。文檔編號C10C3/00GK101228252SQ200680026677公開日2008年7月23日申請日期2006年7月19日優先權日2005年7月20日發明者劉益相,樸城範,車淳萬,金哲中,金基炳,金奎泰,金明俊,黃潤萌申請人:Sk能源株式會社