沙中原油研制70号优质重交通道路沥青.docx

沙中原油研制 70 号优质重交通道路沥青李天金俞华信李本善镇海炼油化工股份有限公司研究中心 (宁波市 315207)摘要 镇海炼油化工公司, 选用蜡含量低的沙中原油为原料通过减压深拔、 减压渣油调 合糠醛精制抽出油、 减压渣油浅度氧化三种途径研制 70 号优质重交沥青, 取得了满意的结果关键词 沙中原油 重交通道路沥青 研制1沙中原油减压深拔 国产沥青产品与国外优质重交沥青的差 别主要在低温延度、 耐久性及蜡含量上1 , 具 体来说国产重交沥青的蜡含 量 一 般 都 大 于2% 甚至大于 3% , 薄 膜 烘 箱 试 验 后 沥 青 的 15℃低温延度一般小于 80 cm 、 针入度比一 般小于 65% , 而国外优质重交沥青则蜡含量 大多在 2% 以下, 薄膜烘箱试验的针入度比 大于 65% 甚至大于 70% , 15℃延度大于 80 cm (见表 1)国产重交道路沥青生产除了加 工技术落后外, 其中一个关键因素是国产原 油普遍存在蜡含量较高, 芳香族、 沥青质组 分较低的问题, 即使近年来被认为性能较好 的渤海 36- 1 原油其减压渣油的蜡含量也在2%～ 3% 之间。

沙特阿拉伯中质原油则是蜡 含量较低的中间基原油 其减压渣油具有饱 和族组分及蜡含量低, 芳香族、沥青质、硫、 残炭含量及碳氢比高的特点 (如表 2) , 因此, 从这些特点分析沙中减渣应是重交沥青的理 想原料为了考察沙中原油直馏沥青的性质及减 压分馏真空度对直馏沥青性质的影响, 进行了实沸点减压深拔试验 应用实验室实沸点 蒸馏仪在通常条件下减压深拔的直馏 70 号 沥青产品其薄膜烘箱试验针入度比往往小于70% ; 减压深拔温度与残留渣油的针入度关 系如图 1为了进一步考察减压分馏的影响,我们应用分离度较高的 100L分馏装置先制备> 350℃、 > 500℃的渣油, 并采得针入度 为 157 的工业装置减渣, 然后将三种原料用 F ISH ER 860A C 实 沸 点 减 压 蒸 馏 仪 较 在 通 常条件减慢升温速度、 降低流出速度的情况 下减压深拔, 其中> 350℃渣油采用了 012、016、210 mm H g 三个条件进行了试验, 试验 结果列于表 3表中可见, 沙中原油在适当条件下通过 实验室实沸点分馏可以直馏获得薄膜烘箱试 验针入度比大于 70% 、15℃延度大于 100 厘 米的 70 号优质重交沥青, 工业减渣由于工业 装置分馏条件的差别再用实沸点蒸馏得到的 产品其耐久性和低温延度都要差一些, 难以 满足优质重交沥青的要求, 我们认为造成直收稿日期 1999—06—0724石油沥青1999 年第 13 卷沸点釜温相对过高, 如 210 mm H g 柱条件下 切割到 535℃釜内温度需要加热到 369℃造 成部分馏分裂解使得> 535℃残留产品针入 度迅速下降, 软化点上升很多, 这在该条件 下 500～ 535℃馏分的初馏点较低中可以得 到证实, 此时薄膜烘箱试验的针入度比似乎 略有下降, 15℃延度则看不出有明显的变化。

在实际工业生产中减压分馏的塔底温度往往 超过 360℃, 因此必须注意馏分的裂解及真 空度低对直馏产品的蜡含量、 薄膜烘箱试验 针入度比的不利影响馏沥青产品性质差别的主要原因是分离的条 件不同, 改善分离效果可以提高沥青的性能, 因此在工业装置中改善分离条件, 提高分离 效果将有利于改善直馏沥青产品的质量, 由 此可见适当调整分离条件并采用二次减压分 馏的方法在工业上有可能直馏生产 70 号优 质重交沥青, 但条件比较苛刻表中还可见, 其它条件相同, 真空度不同, 实沸点蒸馏获 得的直馏沥青其针入度、 蜡含量随真空度下 降而增加, 软化点则随真空度下降而降低, 说 明随减压真空度的提高分离效果提高, 但当 减压残压过高时, 切割到同样的温度由于实表 1 代表性沥青样品的主要性质克拉玛依 克位玛依样品欢喜岭辽河单家寺E SSOSH EL L丙脱调合直馏25℃针入度ƒ10- 1mm软化点ƒ℃15℃延度ƒcm 溶解度, % 密度ƒg·cm - 3 闪点ƒ℃ 含蜡量, %T FO T 后 质量损失, % 针入度比, % 软化点ƒ℃25℃延度ƒcm25℃延度ƒcm924815138461097501589491583846248136348104848> 150991211012244116> 150991511005280318589911019978320412> 1509911019815300113> 1009917019750> 315318> 200> 150> 150> 9915 > 9915-019769> 30011911030> 230118-> 230115- 018559125315> 100- 01260194815> 100- 01066018531079- 010575125115> 100010770-7417-072145215> 15006915 100173> 150181243161218> 100-6283> 1002沙中减压渣油调合糠醛精制抽出油 众所周知, 沥青中的四组分必须有较好 的匹配比例才能使整个胶体结构趋向稳定从 而表现出优良的性能, 优质沥青的组成都有 较好的搭配。

Co rb e t t 等人5 哑铃试验的结果表明沥青中的芳烃组分对其 延 度 的 贡 献 最 大, 沥青质、 饱和馏分的延展性很差 国内 文献1 对沥青中添加糠醛精制抽出油、 催化 油浆的研究中证实, 在沥青中调入富含芳烃 的抽出油、 催化油浆等组分可以大大改善沥25第 3 期李天金等. 沙中原油研制 70 号优质重交通道路沥青青的低温延度, 但对耐久性则往往有变差的 倾向 由于在减压深拔的研究中证实沙中原 油直馏得到 70 号优质重交沥青的条件相当 苛刻, 通常条件下实沸点切割制得的直馏沥 青, 尤其是针入度小于 70 时其薄膜烘箱试验的针入度比难以大于 70% , 15℃延度难以大 于 100 厘米, 为此本文选用了国内四种糠醛 精制抽出油进行了调合试验以观察对沥青性 性的改善作用或沥青产品)表 2沙中减渣及国内原油减渣的部分组成数据饱和族 芳香族胶质, %沥青质, %残炭, %蜡, %S, %N, %样品C ƒH, %, %沙中减渣1510571619157198129517401502310119孤岛 90 号4克拉玛依稠油减渣3 ]胜利减渣181630124715317----4193611281135180---1218311211431134517116-1195 310辽河减渣2912361434140-- 310181138143111101401881913214渤海 36- 1 减渣--表 3不同条件实沸点减压深拔沙中直馏沥青的性质原料原油> 350℃渣油> 500℃渣油 工业减渣通常 条件012016210011011减压条件或残压ƒmm H g石化集团公司A H - 701 号 标准切割温度ƒ℃沥青收率, %终馏时釜温ƒ℃ 主要性质5405355355355372712154026143 27157 27155 150 > 1509912048≮100113511451165--- 1504718> 1504810> 1504811> 1504812> 150---114～ 116991811021> 2302309915 > 9915 > 991511026> 230230116-> 230150> 150> 150> 150-≮100≮10040> 150> 10012613868表 6调入抽出油 4 及 E SSO、 SH EL L 70 号沥青产品的组成及分子分布数据25℃针入度 饱和族 芳香族胶质, %沥青质, %样品M w M 10 M 50 M 90M nƒ10- 1mm, %, %调抽出油 4E SSO 70 号SH EL L 70 号666263121111171013571058165715211522102218914717914588512-2316 5820 752260229-1817-665-4122-表 7工业试验沙中直馏 70 号沥青的主要性质T FO T 后25℃针入度 ƒ10- 1mm软化点 ƒ℃蜡, %项目 质量损失, %针入度比, %15℃延度ƒcmN o 11N o 124812471901120117661166171501006992150637615070> 10015067108表 9工业沙中减渣浅度氧化试验结果浅度氧化条件氧化产品的主要性质 25℃针入度原 料软化点 T FO T 后氧化温度 氧化时间风量ƒlƒk g1hƒ℃ƒhƒ℃(15℃)针入度比, %延度ƒcmƒ10- 1mm 71551071541547164715471948127311721274117511工业减渣 1 140～ 200工业减渣 2 140～ 200工业减渣 3 140～ 200工业减渣 4 140～ 20015071> 1501507413515068> 150180650102表 9 列出了应用针入度小于 160 的工业 减渣进行实验室浅度氧化的试验结果。

表 9 中所取的工业减渣是在改善了减压分馏条件 的情况下获得的, 其 T FO T 试验针入度比与 实验室制备的沙中减渣接近 从表 9 可知, 通 过选择适当的浅度氧化条件可以从工业沙中 减渣制得 T FO T 针入度比> 70% , 15℃延度> 100 厘米的 70 号优质重交沥青 通过对实验室及工业沙中减渣的浅度氧化试验为从沙中原油工业化生产 70 号优质 重交沥青提供了基础, 公司炼油厂根据浅度 氧化的试验结果于 98 年 9 月和 99 年 2 月进行了工业试验及试产,试验及试产产品主要性质列于表 10 表 10 可知工业试验产品基 本接近、 试产产品符合集团公司 1 号 A H -70 标准的要求, 达到了与国外 70 优质重交 沥青质量相当的水平, 同时也说明工业生产 基本重复了实验室试验的结果, 部分项目的 差别是由于检测单位不同引起的误差 试验 产品经浙江省交通工程建设集团测试中心进 行 A C - 30l|I 、A C - 20l|I 型沥青混凝土配合 比设计表明各项技术指标均 能 满 足 规 范 要 求, 经江苏省交通科学研究所路用性能测试 表明达到了 SH EL L 、E SSO 同类产品的质量29第 3 期李天金等. 沙中原油研制 70 号优质重交通道路沥青水平, 并于 98 年 10 月在同三高速线宁波段 上修筑了单幅 780 m 试验路段。

表 10 中还可 知, 工业试产产品质量明显要优于工业试验 的产品, 原因是工业试产过程中优化了减压 分馏及浅度氧化条件, 因此通过改进工业生 产操作条件有望进一步提高 70 号优质重交 沥青产品的质量 表 11 列出了工业试产 70 号优质重交沥 青的原料与产品的组成数据, 表中可见原料 及浅度氧化产品的组成变化不大, 通过工业浅度氧化芳香烃含量略有下降、 沥青质含量 略有上升, 我们认为正是因为在浅度氧化过 程仅有小部分不稳定的物质芳烃转化成极性 芳烃及极性芳烃转化成沥青质从而在物料针 入度下降、 针入度比上升的同时使得产品的 低温延度也保持了较好的性能工业试产 70号优质重交沥青的 GPC 分布如图 2,由图可知,工业试产的 70 号。