1.本发明涉及沥青深加工技术领域，具体而言，涉及一种改质沥青及其制备方法。
2.

背景技术：

3.目前改质沥青的工业生产方法主要有2种，热缩聚法和真空闪蒸法，真空闪蒸法是中温沥青在真空条件下汽化，使沥青软化点和析焦量增加，而甲苯不溶物、喹啉不溶物则变化较少。热缩聚法按加热方式可分为釜式加热法和管式炉加热法，按操作压力可分为负压、常压和加压3种方法；常压和加压管式炉生产改质沥青工艺在国内应用较少，目前国内管式炉加热负压生产改质沥青工艺应用属于刚兴起阶段。
4.检索文献，发现提高改质或浸渍沥青的质量主要还是从工艺、参数、设备方面进行，通过改变原料组分和改善反应体系来制备改质沥青的文献很少。中国专利cn104946288a 公开了将煤液化沥青为原料,并以焦炭粉或煤粉作为改质剂,与重质油和交联剂进行混合熔融后,再与催化剂充分混合,然后在加压条件下进行交联聚合反应得到改质沥青；中国专利cn103740395b公开了通过以高温沥青为原料,在先加入重质油和交联剂进行缓慢升温得到熔融沥青后,再在催化剂的作用下使该高温沥青进行交联聚合反应得到软化点低、β树脂含量高的改质沥青；这两种方法原料软化点均较高，煤液化沥青的软化点为130～150℃，高温沥青的软化点在115～160℃。因此，生产过程中能耗高，不符合低碳经济的发展趋势。
5.因此，仍需要对现有技术改进，提出更为合理的技术方案，解决以上技术问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述存在的问题，本发明的目的是提供一种节能、低损耗、原料软化点较低经过改质成高β树脂含量的改质沥青的制备方法。
7.本发明是通过以下技术方案实现：一种改质沥青的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：s01:将石油系沥青添加剂和软化点为70~90℃的中温沥青混合，混合时间为10~120min，保持气压为20~80kpa，保持温度为360~380℃，形成第一混合物；s02:将所述第一混合物在-60~-40kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为20~100min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
8.优选地，所述石油系沥青添加剂为乙烯焦油、催化澄清浆油、裂化澄清浆油中的一种或多种。
9.优选地，所述石油系沥青添加剂与所述中温沥青的质量比为(1:9)~(4:6)。
10.优选地，在所述s01步骤之前，在所述石油系沥青添加剂中加入炭黑，并进行恒温搅拌（步骤s00）。
11.优选地，所述炭黑的添加量占所述石油系沥青添加剂的质量的25%~50%。
12.本发明的另一个目的是提供一种改质沥青。
13.一种改质沥青，所述改质沥青采用上述任一技术方案所述的制备方法制备而成。
14.优选地，所述改质沥青的软化点为105～110℃，结焦值在≥60%，β树脂≥22%。
15.另一种改质沥青的制备方法的方案中，优选地，所述中温沥青为低喹啉不溶物含量的精制中温沥青。
16.优选地，所述石油系沥青添加剂为乙烯焦油、催化澄清浆油、裂化澄清浆油中的一种或多种。
17.优选地，所述石油系沥青添加剂与所述低喹啉不溶物含量的精制中温沥青的质量比为(1:9)~(4:6)。
18.优选地，在所述s01步骤之前，在所述石油系沥青添加剂中加入炭黑，并进行恒温搅拌（步骤s00）。
19.优选地，所述炭黑的添加量占所述石油系沥青添加剂的质量的25%~50%。
20.一种改质沥青，所述改质沥青采用上述任一技术方案所述的制备方法制备而成。
21.优选地，所述改质沥青的软化点为100～110℃，结焦值在57～65%，β树脂18～25%。
22.与现有的技术相比，本发明的有益效果是：1、采用闪蒸工艺，不需要加入即可以完成蒸馏，节能降耗，符合低碳经济的发展趋势，减少了环境污染。
23.2、中温沥青中加入一定配比的炭黑，可以改善反应体系，适当比例还可以抑制大的异方性的生成。
24.3、制备的改质沥青与其他相同的软化点范围改质沥青相比，结焦值提高4%～15%，β树脂提高10%~25%。
25.附图说明
26.图1是本发明的中一种实施例中改质沥青的制备方法的步骤；图2是本发明的一种实施例中改质沥青的制备方法的流程示意图；图3是本发明的中另一种实施例中改质沥青的制备方法的步骤；图4是本发明的另一种实施例中改质沥青的制备方法的流程示意图；图5是本发明的另一种实施例中改质沥青的制备方法的流程示意图；图6是本发明的另一种实施例中改质沥青的制备方法的流程示意图。
27.具体实施方式
28.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：如图1和图2所示，本发明的改质沥青的制备方法，其制备方法包括以下步骤：s01:将石油系沥青添加剂和软化点为70~90℃的中温沥青混合，混合时间为10~120min，保持气压为20~80kpa，保持温度为360~380℃，形成第一混合物；s02:将第一混合物在-60~-40kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为20~100min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
29.利用本发明的上述方法制备得到的改质沥青不仅软化点得到了降低，而且β树脂含量、喹啉不溶物含量以及结焦值得到了提高，且这种软化点较低、β树脂含量、喹啉不溶物含量以及结焦值提高的改质沥青，经过检测都达到符合国家标准的改质沥青的要求。软化点相对较低而β树脂含量、喹啉不溶物含量得到提高的改质沥青粘结性能好且结焦值高，能够满足市场上所需的改质沥青的要求。
30.闪蒸原理：高压的饱和液体进入比较低压的容器后，由于压力的突然降低，饱和液体变成一部分的容器压力下的饱和蒸汽和饱和液体的现象。物质的沸点随着压力增大而升高，而压力越低，沸点就越低。这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐，流体温度高于该压力下的沸点，流体在闪蒸罐内迅速沸腾汽化，并进行两相分离。闪蒸不需进行加热。
31.进一步，石油系沥青添加剂为乙烯焦油、催化裂化澄清浆油中的一种或多种。石油系沥青添加剂具有一定的粘度，可以作为溶剂对中温沥青进行溶解，井能够与中温沥青形成流动性、稳定性良好的中温沥青浆。上述石油系沥青添加剂在步骤s02闪蒸过程中保持足够的液相，并且石油系沥青添加剂还能够充分发挥溶剂的传热功能。
32.进一步，石油系沥青添加剂与中温沥青的质量比为(1:9)~(4:6)。质量比为(1:9)~(4:6)时，石油系沥青添加剂对中温沥青的溶解和浸渍效果比较好，用量过少不能完全溶解和浸渍上述中温沥青；用量过多时，不仅增加生产成本，而且造成资源浪费。
33.进一步，请参照图3和图4，在s01步骤之前，在石油系沥青添加剂中加入炭黑，并进行恒温搅拌（步骤s00）。炭黑的作用是提高沥青的喹啉不溶物含量。上述优选实施例中，对焦炭粉的直径并无特殊要求，只要能够起到与中温沥青均匀混合的作用即可。加入一定配比的炭黑，可以改善反应体系，适当比例还可以抑制大的异方性的生成。本发明优选的实施例中，炭黑的直径≤180um。直径在该范围内的炭黑能够与沥青均匀混合的效果。
34.进一步，炭黑的添加量占石油系沥青添加剂的质量的25%~50%。当炭黑的用量占石油系沥青添加剂的质量的25%~50%，能够有效提高喹啉不溶物含量及结焦值，达到改质沥青标准；当低于25wt%时，不能满足改质沥青喹啉不溶物含量标准，导致结焦值偏低；当高于50wt%时，超出改质沥青喹啉不溶物含量标准，容易对沥青粘结性能产生不利影响。
35.本发明的另一个目的是提供一种改质沥青。
36.一种改质沥青，其改质沥青采用上述任一技术方案所述的制备方法制备而成。
37.进一步，其改质沥青的软化点为105～110℃，结焦值在≥60%，β树脂≥22%。
38.另一种改质沥青的制备方法的方案中，进一步，中温沥青为低喹啉不溶物含量（qi）的精制中温沥青。其流程示意图参照图5。
39.进一步，石油系沥青添加剂为乙烯焦油、催化裂化澄清浆油中的一种或多种。
40.进一步，石油系沥青添加剂与低喹啉不溶物含量的精制中温沥青的质量比为(1:9)~(4:6)。
41.进一步，在s01步骤之前，在石油系沥青添加剂中加入炭黑，并进行恒温搅拌（步骤s00）。炭黑的作用是提高沥青的喹啉不溶物含量。上述优选实施例中，对焦炭粉的直径并无特殊要求，只要能够起到与低喹啉不溶物含量的精制中温沥青均匀混合的作用即可。加入一定配比的炭黑，可以改善反应体系，适当比例还可以抑制大的异方性的生成。本发明优选的实施例中，炭黑的直径≤180um。直径在该范围内的炭黑能够与沥青均匀混合的效果。其
流程示意图参照图6。
42.进一步，炭黑的添加量占石油系沥青添加剂的质量的25%~50%。当炭黑的用量占石油系沥青添加剂的质量的25%~50%，能够有效提高喹啉不溶物含量及结焦值，达到改质沥青标准；当低于25wt%时，不能满足改质沥青喹啉不溶物含量标准，导致结焦值偏低；当高于50wt%时，超出改质沥青喹啉不溶物含量标准，容易对沥青粘结性能产生不利影响。
43.一种改质沥青，其改质沥青采用上述任一技术方案所述的制备方法制备而成。
44.进一步，其改质沥青的软化点为100～110℃，结焦值在57～65%，β树脂18～25%。
45.下面将结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。
46.实施例1~5选用中所采用中温沥青均为从其他厂家购买中温沥青，实施例6~10选用中所采用低喹啉不溶物含量的精制中温沥青均为从其他厂家购买低喹啉不溶物含量的精制中温沥青。
47.实施例1将10质量份的乙烯焦油和90质量份的软化点为80℃的中温沥青混合，混合时间为10min，保持气压为20kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-40kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为20min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
48.实施例2在10质量份的乙烯焦油中加入5质量份的炭黑，并进行恒温搅拌，然后和85质量份的软化点为70℃的中温沥青混合，混合时间为40min，保持气压为40kpa，保持温度为360℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-50kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为30min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
49.实施例3在10质量份的乙烯焦油中加入4质量份的炭黑，并进行恒温搅拌，然后和86质量份的软化点为80℃的中温沥青混合，混合时间为60min，保持气压为60kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-55kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为50min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
50.实施例4在40质量份的乙烯焦油中加入10质量份的炭黑，并进行恒温搅拌，然后和50质量份的软化点为90℃的中温沥青混合，混合时间为120min，保持气压为80kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-60kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为100min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
51.实施例5在10质量份的乙烯焦油和催化裂化澄清浆油的混合物中加入4质量份的炭黑，并进行恒温搅拌，然后和86质量份的软化点为80℃的中温沥青混合，混合时间为120min，保持气压为40kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-55kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为60min，蒸发的轻组分进
行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
52.实施例6将10质量份的乙烯焦油和90质量份的软化点为80℃的低喹啉不溶物含量的精制中温沥青混合，混合时间为10min，保持气压为20kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-40kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为20min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
53.实施例7在10质量份的乙烯焦油中加入5质量份的炭黑，并进行恒温搅拌，然后和85质量份的软化点为70℃的低喹啉不溶物含量的精制中温沥青混合，混合时间为40min，保持气压为40kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-50kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为30min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
54.实施例8在10质量份的乙烯焦油中加入4质量份的炭黑，并进行恒温搅拌，然后和86质量份的软化点为80℃的低喹啉不溶物含量的精制中温沥青混合，混合时间为60min，保持气压为60kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-55kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为50min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
55.实施例9在40质量份的乙烯焦油中加入10质量份的炭黑，并进行恒温搅拌，然后和50质量份的软化点为90℃的低喹啉不溶物含量的精制中温沥青混合，混合时间为120min，保持气压为80kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-60kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为100min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
56.实施例10在10质量份的乙烯焦油和催化裂化澄清浆油的混合物中加入4质量份的炭黑，并进行恒温搅拌，然后和86质量份的软化点为80℃的低喹啉不溶物含量的精制中温沥青，混合时间为120min，保持气压为40kpa，保持温度为380℃，形成第一混合物；将上述第一混合物在-55kpa真空条件下进行闪蒸，闪蒸时间为60min，蒸发的轻组分进行冷却和分离，闪蒸后的剩余物即为改质沥青。
57.对比例1选用市售的软化点为103℃的某生产商生产的改质沥青。
58.对比例2选用市售的软化点为106℃的某生产商生产的改质沥青。
59.对比例3选用市售的软化点为109℃的某生产商生产的改质沥青。
60.对比例4选用市售的软化点为112℃的某生产商生产的改质沥青。
61.对比例5
选用市售的软化点为118℃的某生产商生产的改质沥青。
62.检测:对上述对比例1-5和实施例1-10制得的改质沥青的各项性能进行了检测，具体检测结果见表1。
63.其中，软化点采用标准gb/t2292-2019测定，甲苯不溶物(ti)含量采用标准gb/t2292-2018测试，喹啉不溶物(qi)含量采用标准gb/t2293-2019测试，甲苯不溶物含量减去喹啉不溶物含量所得的差值即为β树脂含量，结焦值采用gb/t 8727-2008方法进行检测。 软化点/℃ti/wt%qi/wt%β树脂含量/wt%结焦值/wt%实施例11053492561实施例210536122462实施例31073592665实施例412039102969实施例51083272564实施例6103220.232258实施例7105230.342359实施例8110250.332560实施例9118280.402867实施例10112260.322662对比例11032031854对比例21062332056对比例31092632352对比例41122762155对比例51182662052
64.表1:本发明通过在中温沥青中加一定配比的石油系沥青添加剂可以改变中温沥青的组分和结构，在实际生产过程中受致于原料组分的因素，很难再通过调整工艺参数来提高产品的质量，而改变原料组分和结构可以达到目的；中温沥青中加入一定配比的炭黑，可以改善反应体系，适当比例还可以抑制大的异方性的生成；采用闪蒸工艺，不需要加入即可以完成蒸馏，节约能源；实施例1~5制备的改质沥青与其他相同的软化点范围改质沥青相比，结焦值提高9%～15%，β树脂提高10%；实施例6~10制备的改质沥青与其他相同的软化点范围改质沥青相比，结焦值提高4%～15%，β树脂提高10%~25%。
65.本发明制备的改质沥青软化点低、β树脂含量、喹啉不溶物含量以及结焦值提高，粘结性能更好，在高温粘结剂沥青应用时能够取得更好的应用效果，如用作炭素工业用粘结剂、防水卷材等。
66.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。