[发明专利]改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭直接液化残渣领域，具体而言，涉及一种改性沥青及其制备方法。

背景技术

我国煤炭资源相对丰富，充分利用丰富的煤炭资源，发展煤炭直接液化等先进的清洁煤技术是减少对国外原油过度依赖，缓解我国石油资源短缺、石油产品供需紧张状况的重要途径之一，同时也是提高我们煤炭资源利用率，减轻燃煤污染，促进能源、经济、环境协调发展的重要举措。

煤炭直接液化是将煤通过高温、高压，在催化剂作用下加氢直接转化成清洁的运输燃料(石脑油、柴油等)或化工原料的一种先进的洁净煤技术。但是在液化过程中除了得到需要的液化产品以外，还副产一些烃类分子、COx等气体、工艺水和固液分离过程产生的液化残留物(又称煤液化残渣)，并且液化残留物占进煤量的30wt.％左右。所以煤液化残渣的利用对液化过程的效率和整个液化厂的经济性和环境保护等均有不可低估的影响。

当今对煤液化残渣的利用技术主要用于锅炉燃料、焦化制油、气化制氢等传统方法。现有的这些方法均有欠缺之处。例如，作为燃料直接在锅炉或窑炉中燃烧，无疑将影响煤液化的经济性，而且液化残渣中较高的硫含量将带来环境方面的问题；焦化制油虽然增加了煤液化工艺的液体油收率，但液化残渣并不能得到最合理的利用，半焦和焦炭还有大量的灰分和硫影响到它的用途；将液化残渣进行气化制氢的方法是一种有效的大规模利用的途径，但对残渣中的沥青类物质和重质油的高附加值利用潜力未得到体现。

基于上述现有处理方法中的缺点，有必要提出一种新的煤液化残渣的处理方法，可以合理充分的利用煤液化残渣中的高附加值，并且最大限度的降低对环境的污染。

发明内容

本发明旨在提供一种改性沥青及其制备方法，以解决现有技术中的煤液化残渣处理方法中的不能合理、充分利用煤液化残渣附加值的和对环境造成污染的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种改性沥青的制备方法，包括：步骤S1，对煤直接液化残渣进行萃取处理，固液分离后获取含有煤液化重质粘稠物的萃取液；步骤S2，回收萃取液中的部分萃取剂，获得残余物；步骤S3，使残余物发生交联聚合反应，获得软化点在75～150℃之间的改性沥青。

进一步地，上述残余物的软化点在20～120℃，灰分含量值≤0.35wt.％。

进一步地，上述步骤S1采用的萃取剂选自煤液化油、煤焦油及其馏分油、减压渣油和催化裂化油浆中的一种或多种。

进一步地，上述煤液化残渣与萃取剂的重量比为(1～2):(2～20)。

进一步地，上述步骤S1包括：步骤S11，在N₂或H₂气氛、压力为0.1～1.0MPa的条件下，80～280℃恒温搅拌萃取5～60min，搅拌速率为50～300r/min，得到固液混合物；步骤S12，对固液混合物进行固液分离，得到萃取液。

进一步地，上述步骤S11还包括将环境温度以10～30℃/h的速度升温至80～280℃的过程。

进一步地，上述固液分离的方法为真空热抽滤、加压热过滤、重力沉降分离方法、蒸馏分离方法或者旋流分离，优选加压热过滤的过滤温度为50～250℃，进一步优选150～200℃，压力为0.2MPa～1.0MPa；优选真空热抽滤的过滤压力为0.02～101.3KPa；优选旋流分离的分离温度为50～250℃；入口压力为0.2～0.6MPa。

进一步地，上述步骤S2采用常压蒸馏、减压蒸馏或减压蒸发的方法回收部分萃取剂。

进一步地，上述步骤S3包括：步骤S31，向残余物中加入交联剂，在保护性气体气氛下搅拌混合获得混合物；步骤S32，向混合物中加入催化剂，加压使混合物进行交联聚合反应，获得沥青。

进一步地，上述步骤S31包括：向残余物中加入交联剂，在保护性气体气氛下，以1～10℃/min的速率升温至100～160℃，恒温搅拌1～2h，获得混合物；上述步骤S32包括：向混合物中加入催化剂，加压至0.01～10MPa后持续0.5～36h，获得沥青。

进一步地，上述步骤S31中，交联剂为对苯二甲醇或多聚甲醛，优选交联剂添加量为残余物质量的1～50wt.％；上述步骤S32中，催化剂为硫酸或对甲基苯磺酸，优选催化剂的用量为残余物的1～50wt.％，优选硫酸的浓度为10～98wt.％；优选上述保护性气体为氮气或惰性气体。

进一步地，上述制备方法还包括：对通过固液分离获取的固体部分进行汽提处理，回收其中的萃取剂，并将所回收的萃取剂返回萃取处理步骤中，优选固体部分中固含量为50～90wt.％。