專利名稱：生物瀝青、生物瀝青組合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及浙青材料技術領域,特別涉及用生物油制備的生物浙青、生物浙青組合物及其制備方法。
背景技術：
石油浙青來源于原油加工煉制，其資源的日益減少，必然使得石油浙青日趨緊俏。由于目前的過度開采和使用，石油資源即將面臨枯竭的危險，科學家預計到本世紀中葉，即2050年左右，石油資源將會開采殆盡。石油資源現(xiàn)狀和環(huán)境發(fā)展的問題迫使我們不斷尋找和應用新的、可再生的替代材 料。目前，全世界全力研發(fā)的生物質(zhì)能源就是一種取之不盡、用之不竭的可再生能源。這種材料由于具有原料廣泛、可再生和生物降解的特性，國內(nèi)外都已經(jīng)邁開了工業(yè)化的步伐。我國生物質(zhì)資源量巨大，約有7億噸農(nóng)副產(chǎn)品可作為能源利用。其中，農(nóng)作物秸桿年產(chǎn)量約6億噸；其他農(nóng)業(yè)廢棄物約I. 3億噸；林業(yè)生物質(zhì)資源每年可用于能源用途約3億噸；城市固體廢棄物年產(chǎn)生量約2. 5億噸。與石化能源相比，生物質(zhì)能源具有環(huán)境友好和可再生兩大突出優(yōu)點。熱解制油是目前生物能源生產(chǎn)利用的最主要技術途徑，生物質(zhì)熱解又稱熱裂解或裂解，通常是指在無氧或缺氧的環(huán)境下，生物質(zhì)被加熱升溫引起分子分解產(chǎn)生焦炭、可凝性揮發(fā)分和氣體產(chǎn)物的過程，可凝性揮發(fā)分被快速冷卻成可流動的液體，成為生物油或焦油，其產(chǎn)率約為40% -60%。經(jīng)過熱解生成的生物油原油要經(jīng)過進一步的處理，例如分級、精煉以及分離，才能得到汽油、柴油、甲醇、乙醇燃料油和化工產(chǎn)品。我國安徽、山東和東北等地已經(jīng)建成了生物質(zhì)熱解制油的示范工廠，且運行穩(wěn)定，保障了生產(chǎn)生物浙青的原料供應。當前我國生產(chǎn)的生物油通常都直接作為低級燃料直接燃燒掉。但是，生物油的重組分的性質(zhì)與道路用浙青很接近，可以改性為道路建設浙青——生物浙青，這樣既可以實現(xiàn)能源化工領域的相對“廢料”的再利用，變廢為寶，又可以形成循環(huán)經(jīng)濟的互補生產(chǎn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
_7] 發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的是提出用生物油制備生物浙青材料及其制備方法，用以解決目前正在廣泛使用的石油浙青資源日益減少、價格持續(xù)攀升以及可持續(xù)發(fā)展的問題。
_9] 用于解決問題的方案本發(fā)明提供一種生物浙青和生物浙青組合物的制備方法，本發(fā)明方法以生物油為原料，采用蒸餾、萃取、氧化和調(diào)合四種工藝中的至少兩種工藝組合制備得到生物浙青，并將其與石油浙青、煤焦油浙青、天然浙青、助劑中的一種或多種按照一定比例和工藝混合得到生物浙青組合物。本發(fā)明的生物浙青的制備方法，其中所述生物油是生物質(zhì)經(jīng)過熱解制得的油狀液體產(chǎn)物，其中所述生物質(zhì)選自包括木材、秸桿、竹材、樹皮、玉米秸桿、橡木、柳枝稷、稻殼。
本發(fā)明的生物浙青的制備方法，其中所述蒸餾工藝為常壓或者減壓蒸餾，其中通過蒸餾得到常壓下沸點為100°c以上的餾分。優(yōu)選所述蒸餾工藝得到常壓下沸點為130°c以上的餾分，更優(yōu)選得到常壓下沸點為150°C以上的餾分。所述減壓蒸餾在20-80KPa的壓力下通過減壓蒸餾得到相應餾分。本發(fā)明所述的生物浙青的制備方法，其中所述氧化工藝包括(A)生物油或生物油經(jīng)過所述蒸餾工藝、萃取工藝或調(diào)合工藝中的一種或多種工藝處理后所得產(chǎn)物在50-260°C的溫度下與空氣直接接觸并不斷攪拌0. l-48h的氧化步驟；或化)生物油或生物油經(jīng)過所述蒸餾工藝、萃取工藝或調(diào)合工藝中的一種或多種工藝處理后所得產(chǎn)物在氧化塔中溫度50-260°C，老化時間0. l-48h的 條件下進行熱氧老化的步驟。其中優(yōu)選所述(A)氧化步驟中的溫度為100-200°C，氧化時間0. l_3h，所述(B)熱氧老化步驟中的溫度為80-200°C，老化時間為 0. l-3h。本發(fā)明所述(B)熱氧老化步驟中的所述氧化塔為中空的筒形反應器，塔底設空氣通入分布管，測溫用的熱電偶及液面測量點；所述(B)熱氧老化步驟包括先將所述生物油或其蒸餾、萃取處理的產(chǎn)物通入塔中加熱至80-200°C，然后將空氣從塔底鼓入塔中，熱氧老化 0.l-3h。本發(fā)明的生物浙青的制備方法，其中所述的萃取工藝是指利用溶劑與生物油或生物浙青組分經(jīng)過蒸餾、氧化、調(diào)合工藝中的一種或多種工藝處理后所得產(chǎn)物混合后，再通過除去溶劑得到萃取物。所述萃取工藝中所述溶劑包括水、有機溶劑，優(yōu)選為去離子水、二氯甲烷、環(huán)己烷。所述萃取工藝包括(I)將所述生物油或所述生物油經(jīng)過所述蒸餾工藝、氧化工藝、調(diào)合工藝中的一種或多種工藝處理后所得產(chǎn)物與水混合，經(jīng)過濾、離心分離得到水不溶組分；(2)將上述水不溶組分用有機溶劑萃?。?3)將有機溶劑與其萃取物分離，烘干后得到萃取產(chǎn)物。優(yōu)選的萃取方法包括以下步驟(I)將所述生物油與水混合，經(jīng)過濾、離心分離得到水不溶組分；(2)將上述水不溶組分用有機溶劑萃??；(3)將有機溶劑與其萃取物分離，干燥后得到萃取物。所述有機溶劑優(yōu)選為二氯甲烷、環(huán)己烷等。本發(fā)明所述的生物浙青的制備方法，其中所述調(diào)合工藝為，將經(jīng)過所述蒸餾工藝、萃取工藝、氧化工藝中的一種或多種工藝加工所得的產(chǎn)物使用調(diào)合裝備進行混合。優(yōu)選調(diào)合溫度為60-200°C，調(diào)合時間為l-300min。本發(fā)明的生物浙青的制備方法，其中蒸餾工藝、萃取工藝、氧化工藝和調(diào)合工藝的組合方案為(I)生物油先通過蒸餾工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青；(2)生物油先通過不同條件下的蒸餾工藝處理得到不同的生物浙青中間產(chǎn)物，再將不同的生物浙青中間產(chǎn)物經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青；(3)生物油先通過蒸餾工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物1，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物2，再將生物浙青中間產(chǎn)物I與生物浙青中間產(chǎn)物2經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青；(4)生物油先通過萃取工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青；(5)生物油先通過不同的萃取工藝處理得到不同的生物浙青中間產(chǎn)物，再將不同的生物浙青中間產(chǎn)物經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青；或(6)生物油先通過萃取工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物1，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物2，再將生物浙青中間產(chǎn)物I與生物浙青中間產(chǎn)物2經(jīng)過調(diào)合工藝處理。本發(fā)明提供一種生物浙青，其通過上述的制備方法制備。本發(fā)明還提供一種生物浙青組合物，其組成包括上述的生物浙青，以及選自由石油浙青、天然浙青、煤焦油浙青和助劑組成的組中的一種或多種的組分。其中所述助劑包括橡膠油，松油，芳烴油，蒽油，石油煉制中的抽出油和渣油，催化裂化油漿，減壓餾分油。 優(yōu)選,所述生物浙青的含量為10-90質(zhì)量％,所述石油浙青的含量為0-90質(zhì)量％,所述天然浙青的含量為0-90質(zhì)量％,所述煤焦油浙青的含量為0-90質(zhì)量％,所述助劑的含量為0-30質(zhì)量％。更優(yōu)選,所述生物浙青的含量為20-85質(zhì)量％,所述石油浙青的含量為0-70質(zhì)量％,所述天然浙青的含量為0-70質(zhì)量％,所述煤焦油浙青的含量為0-70質(zhì)量％,所述助劑的含量為0-25質(zhì)量％。本發(fā)明的生物浙青組合物的制備方法，包括將石油浙青、天然浙青、煤焦油浙青、助劑中的一種或多種加熱至140-160°C，經(jīng)攪拌、溶脹后，加入本發(fā)明的生物浙青進行混合，然后在剪切機中剪切得到所述生物浙青組合物。優(yōu)選，所述剪切機的剪切速率為2000-5000r/min，剪切溫度為 140_180°C，剪切時間為 15_60min。發(fā)明的效果首先，用生物浙青替代石油浙青可降低浙青生產(chǎn)成本，從長遠看，對比石油浙青的資源枯竭和不可再生等問題，生物浙青采用鋸末和秸桿、稻殼等農(nóng)林業(yè)副產(chǎn)物或廢棄物為原材料，決定了其可再生性和綠色環(huán)保性。其次，用本發(fā)明的方法可將生物油中適合于加工浙青的組分分離、經(jīng)過氧化改性制得生物浙青，可以用其全部或者部分替代(30-70%)石油浙青建設和養(yǎng)護公路，可以降低浙青生產(chǎn)成本約15%。再次，通過蒸餾、萃取等分離方法和氧化法中的溫度、老化時間等參數(shù)可以控制生物浙青中間產(chǎn)物中的輕組分含量，保證生物浙青中間產(chǎn)物在生產(chǎn)過程中熱化學性質(zhì)穩(wěn)定，抑制在生物浙青生產(chǎn)過程中輕組分的揮發(fā)，從而提高浙青材料的性能穩(wěn)定性和生態(tài)環(huán)保性。當前國內(nèi)生物油主要被用作燃料，這種用法不僅降低了其產(chǎn)品附加值，而且容易造成環(huán)境污染。此外，本發(fā)明原材料來源于我國價格低廉的生物質(zhì)資源，原材料來源豐富；由其制備得到的生物浙青可以代替石油資源，降低對石油資源的依賴性。通過制備生物浙青，使農(nóng)林副產(chǎn)物等生物質(zhì)資源得到高效循環(huán)利用。本發(fā)明具有制備簡單、成本低、性能優(yōu)異的特點。
具體實施例方式本發(fā)明方法以生物油為原料，采用蒸餾、萃取、氧化和調(diào)合四種工藝中的至少兩種工藝組合制備得到生物浙青。該生物浙青為粘稠狀液體材料，具有粘結性，可黏附石料制備為混合料用于鋪筑道路。將生物浙青與石油浙青、煤焦油浙青、天然浙青、助劑中的一種或多種按照一定比例和工藝混合得到生物浙青組合物。本發(fā)明中所述的生物油是指利用生物質(zhì)為原料，經(jīng)過高溫快速熱解制得的油狀液體產(chǎn)物?？梢允褂玫纳镔|(zhì)包括農(nóng)林業(yè)副產(chǎn)物中的木屑、小麥秸桿、稻殼、玉米秸桿、竹材、樹皮以及城市生活垃圾等。本發(fā)明中所述的生 物浙青是指生物油經(jīng)過蒸餾、萃取、氧化和調(diào)合四種工藝中的至少兩種工藝組合制備得到產(chǎn)物。本發(fā)明中生物油經(jīng)過蒸餾、萃取、氧化三種工藝中的一種或多種處理得到生物浙青中間產(chǎn)物，其經(jīng)過調(diào)合可制備得到生物浙青。本發(fā)明中所述的生物浙青可達到針入度(25°C, 100g, 5s) (l/10mm) 20-260,延度(15°C，5cm/min) /cm I. 5-100，軟化點 /°C 30-85，粘附性 4-5 級。本發(fā)明中所述的生物浙青組合物是指生物浙青與石油浙青、煤焦油浙青、天然浙青、助劑中的一種或多種按照一定比例和工藝混合得到的組合物。本發(fā)明中蒸餾法可以采用常壓或者減壓蒸餾方法，通過常壓蒸餾得到常壓下沸點為100°C以上的餾分，通過減壓蒸餾得到在20KPa的壓力下沸點為52°C以上的餾分。整個蒸餾過程應保證輕組分徹底蒸出的同時，保證生物油不會發(fā)生劇烈的聚合反應導致結焦變脆。本發(fā)明中萃取法是指將溶劑與生物油或生物油經(jīng)過蒸餾、氧化、調(diào)合工藝處理后所得產(chǎn)物混合，并將溶劑可溶組分徹底溶解，再通過去除溶劑得到萃取物。萃取法中所述溶劑包括水、有機溶劑，優(yōu)選為去離子水和二氯甲烷。優(yōu)選萃取方法包括以下步驟(I)將所述生物油與水混合，經(jīng)過濾得到水不溶組分；(2)將上述水不溶組分用二氯甲烷為溶劑萃??；(3)將二氯甲烷與其萃取物分離，干燥后得到所述萃取物。經(jīng)蒸餾法和萃取法分離得到的生物浙青中間產(chǎn)物為呈黑褐色、具有刺激性氣味、粘稠油狀液體，使用萃取法得到的生物浙青中間產(chǎn)物與使用蒸餾法得到的生物浙青中間產(chǎn)物相比延度更好。本發(fā)明中的氧化方法優(yōu)選在氧化塔中進行，所述氧化塔為中空的筒形反應器，塔底設空氣通入分布管及測溫用的熱電偶及液面測量點；先將所述生物油或生物浙青中間產(chǎn)物通入塔中加熱至80-200°C，然后將空氣從塔底鼓入塔中，熱氧老化0. l-3h。生物浙青熱穩(wěn)定性差，氧化塔中各個高度的熱電偶可以精確監(jiān)測各點溫度，可以防止溫度過高導致生物油或生物浙青中間產(chǎn)物發(fā)生劇烈聚合反應而變硬、發(fā)脆。采用氧化塔對生物重油進行熱氧老化具有鼓入的空氣與生物浙青接觸面積大、氧化充分的特點。生物油僅經(jīng)過上述氧化后得到生物浙青中間產(chǎn)物，其顏色為黑褐色，有輕微的刺激性氣味，針入度可達到45-120mm，軟化點達到30_90°C。本發(fā)明的生物浙青的制備方法，其中蒸餾工藝、萃取工藝、氧化工藝和調(diào)合工藝的組合方案優(yōu)選為( I)生物油先通過蒸餾工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青；(2)生物油先通過不同條件下的蒸餾工藝處理得到不同的生物浙青中間產(chǎn)物，再將不同的生物浙青中間產(chǎn)物經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青；(3)生物油先通過蒸餾工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物1，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物2，再將生物浙青中間產(chǎn)物I與生物浙青中間產(chǎn)物2經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青；(4)生物油先通過萃取工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青；(5)生物油先通過不同的萃取工藝處理得到不同的生物浙青中間產(chǎn)物，再將不同的生物浙青中間產(chǎn)物經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青；或(6)生物油先通過萃取工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物1，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物2，再將生物浙青中間產(chǎn)物I與生物浙青中間產(chǎn)物2經(jīng)過調(diào)合工藝處 理。本發(fā)明所述的“不同條件下的蒸餾工藝”是指在蒸餾過程中蒸餾溫度、蒸餾壓力等蒸餾條件不同，從而得到不同的生物浙青中間產(chǎn)物。本發(fā)明所述的“不同的萃取工藝”是指通過使用不同的溶劑進行萃取，從而得到不同的生物浙青中間產(chǎn)物。本發(fā)明中調(diào)合工藝是指按生物浙青的質(zhì)量要求將組分重新調(diào)合來制備浙青。可以用生物油經(jīng)過蒸餾工藝、萃取工藝、氧化工藝處理得到的不同生物浙青中間產(chǎn)物作調(diào)合原料，也可以用生物油經(jīng)過同一工藝的不同條件下得到的不同生物浙青中間產(chǎn)物作為調(diào)合原料。本發(fā)明的生物浙青可以與石油浙青、天然浙青、煤焦油浙青、助劑組合使用。其中優(yōu)選組分配比為生物浙青10-90%，石油浙青0-90%，天然浙青0-90%，煤焦油浙青0-90%，助劑0-30%組成。所述的石油浙青優(yōu)選為70號、90號和110號石油浙青。所述助劑為促進生物油與石油浙青融合性的有機物質(zhì)，包括橡膠油，松油，芳烴油，蒽油，石油煉制中的抽出油和渣油，催化裂化油漿，減壓餾分油。以下將通過實施例來說明本發(fā)明的實施方案，但是本發(fā)明并不限于這些特定的實施例。實施例<實施例中所使用的原材料>生物油安徽易能生物質(zhì)能源有限公司；基質(zhì)浙青中海70號石油浙青；性能測試按照交通運輸部行業(yè)標準《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程(JTJ052-2000)》。采用美國浙青路用性能PG分級技術標準對實施例進行了浙青性能測試，測試結果見表I。<生物浙青和生物浙青中間產(chǎn)物的制備>實施例I采用常壓蒸餾裝置，將IOOOg生物油逐步加熱到150°C，分離得到沸點大于150°C的生物油餾分；整個蒸餾過程時間為6. 5h，得到可用于氧化或調(diào)合工藝的生物浙青中間產(chǎn)物A。
實施例2將實施例I得到的生物浙青中間產(chǎn)物A在氧化塔中熱氧老化0. 5h，使蒸餾所得餾分充分熱氧老化得到棕黑色、粘稠狀的生物浙青A，其與石灰?guī)r碎石的粘附性為4級，針入度為22. 5mm，軟化點為75°C，15°C延度為2cm，PG分級為70-12。實施例3采用減壓蒸餾方法分離生物油，將系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)至60KPa，將IOOOg生物油逐步加熱到75°C，分離得到常壓沸點大于180°C的生物油餾分，即生物浙青中間產(chǎn)物B。實施例4將實施例3得到的生物浙青中間產(chǎn)物B在氧化塔中熱氧老化0. 5h，使蒸餾所得餾 分熱氧老化得到棕黑色、粘稠狀的生物浙青B，其與石灰?guī)r碎石的粘附性為4級，針入度為25mm，軟化點為68°C，15°C延度為3. 5cm。實施例5將800g生物油在持續(xù)攪拌下逐步加熱到150°C，在150°C溫度下保持2h，生物油經(jīng)歷了蒸餾工藝和氧化工藝處理得到深黑棕色粘稠的生物浙青C，其與石灰?guī)r碎石的粘附性為4級，針入度為20mm，軟化點為78°C，15°C延度為I. 5cm, PG分級為64-16。實施例6在高速攪拌的條件下，將500g生物油逐滴滴入浸沒在冰水浴中(0_5°C)的盛有2000mL蒸餾水的燒杯中。待生物油全部滴入后，再攪拌半小時；然后將燒杯中的混合物倒入索氏漏斗中進行抽濾，生物油中可溶于水的組分通過濾紙被收集在抽濾瓶中，水不溶組分被收集在濾紙上；將水不溶組分轉(zhuǎn)移到索氏抽提器的濾紙筒中，用二氯甲烷為溶劑萃取其可溶物，抽提至濾出液為無色為止；利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將二氯甲烷與其可溶物分離(生物浙青中間產(chǎn)物)，將浙青組分轉(zhuǎn)移到恒溫烘箱中在105°C下，干燥30分鐘，得到生物油二氯甲烷萃取組分，即生物浙青中間產(chǎn)物C。實施例7將實施例6得到的生物浙青中間產(chǎn)物C在氧化塔中熱氧老化0. l_3h，使其發(fā)生充分熱氧老化得到深黑棕色粘稠的生物油二氯甲烷萃取組分的氧化工藝加工產(chǎn)物，即生物浙青D，其與石灰?guī)r碎石的粘附性為4級，針入度為20mm，軟化點為60°C，15°C延度為30cm，PG分級為64-16。實施例8將實施例6得到的生物浙青中間產(chǎn)物C與實施例7得到的生物浙青D進行調(diào)合工藝處理，二者比例為質(zhì)量比3 :7，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min,觀察使各組分充分混合、均勻分散,得到生物浙青E。<生物浙青組合物的制備>實施例9將70號石油浙青加熱至軟化流動，再加入上述實施例2中得到的生物浙青A，二者比例為質(zhì)量比9 :1，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min，觀察使各組分充分混合、均勻分散，得到生物浙青組合物I。實施例10將70號石油浙青加熱至軟化流動，再加入上述實施例2中得到的生物浙青A，二者比例為質(zhì)量比7 :3，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min，觀察使各組分充分混合、均勻分散，得到生物浙青組合物2。實施例11將70號石油浙青加熱至軟化流動，再加入上述實施例2中得到的生物浙青A，二者比例為質(zhì)量比I :1，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min，觀察使各組分充分混合、均勻分散，得到生物浙青組合物3。實施例12將70號石油浙青加熱至軟化流動，再加上述實施例I中得到的生物浙青中間產(chǎn)物A，二者比例為質(zhì)量比I :1，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min，觀察使生物浙青中間產(chǎn)物A充分分散于石油浙青中，得到生物浙青組合物4。
實施例13將70號石油浙青加熱至軟化流動，再加入上述實施例7中得到的生物浙青D，二者比例為質(zhì)量比7 :3，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min，觀察使各組分充分混合、均勻分散，得到生物浙青組合物5。實施例14將70號石油浙青加熱至軟化流動，再加實施例6得到的生物浙青中間產(chǎn)物C，二者比例為質(zhì)量比7 :3，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min，觀察使各組分充分混合、均勻分散，得到生物浙青組合物6。實施例15將巖浙青加熱至軟化流動，再加入實施例I得到的生物浙青中間產(chǎn)物A，二者比例為質(zhì)量比I :9，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min，觀察使各組分充分混合、均勻分散，得到生物浙青組合物7。實施例16將煤焦油浙青加熱至軟化流動，再加入實施例I得到的生物浙青中間產(chǎn)物A，二者比例為質(zhì)量比3 :7，采用高剪切分散機以3000r/min的轉(zhuǎn)速將混合物剪切30min，觀察使各組分充分混合、均勻分散，得到生物浙青組合物8。性能測試試驗方法按照交通運輸部行業(yè)標準《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程(JTJ052-2000)》，分別對原石油浙青、以及上述實施例制備得到的產(chǎn)品進行軟化點、25°C針入度、15°C延度的測試。并對浙青與石料的粘附性進行了測試。采用美國浙青路用性能PG分級技術標準對實施例進行了浙青性能測試，測試結果見表I。表I
權利要求
1.一種生物浙青的制備方法，其特征在于，所述生物浙青由生物油經(jīng)過蒸餾工藝、萃取工藝、氧化工藝與調(diào)合工藝中的至少兩種加工得到。
2.根據(jù)權利要求I所述的生物浙青的制備方法，其中所述生物油是生物質(zhì)經(jīng)過熱解制得的油狀液體產(chǎn)物，其中所述生物質(zhì)包括木材、秸桿、竹材、樹皮、玉米秸桿、橡木、柳枝稷、稻殼。
3.根據(jù)權利要求I所述的生物浙青的制備方法，其中所述蒸餾工藝為常壓或者減壓蒸餾，得到常壓下沸點為100°C以上的餾分。
4.根據(jù)權利要求3所述的生物浙青的制備方法，其中所述蒸餾工藝得到常壓下沸點為150°C以上的餾分。
5.根據(jù)權利要求3所述的生物浙青的制備方法，其中所述減壓蒸餾在20-80KPa的壓力下蒸餾。
6.根據(jù)權利要求I所述的生物浙青的制備方法，其中所述氧化工藝包括 (A)生物油或生物油經(jīng)過所述蒸餾工藝、萃取工藝、調(diào)合工藝中的一種或多種工藝處理后所得產(chǎn)物在50-260°C的溫度下與空氣直接接觸并不斷攪拌0. l-48h的氧化步驟；或 (B)生物油或生物油經(jīng)過所述蒸餾工藝、萃取工藝、調(diào)合工藝中的一種或多種工藝處理后所得產(chǎn)物在氧化塔中在溫度50-260°C，老化時間0. l-48h的條件下進行熱氧老化的步驟。
7.根據(jù)權利要求6所述的生物浙青的制備方法，其中所述(A)氧化步驟中的溫度為100-200°C，氧化時間 0. l-3h。
8.根據(jù)權利要求6所述的生物浙青的制備方法，其中所述(B)熱氧老化步驟中的溫度為80-200°C，老化時間為0. l-3h。
9.根據(jù)權利要求6所述的生物浙青的制備方法，其中所述(B)熱氧老化步驟中的所述氧化塔為中空的筒形反應器，塔底設空氣通入分布管，測溫用的熱電偶及液面測量點；所述(B)熱氧老化步驟包括 先將所述生物油或其經(jīng)過蒸餾工藝或萃取工藝處理的產(chǎn)物通入塔中加熱至80-200°C，然后將空氣從塔底鼓入塔中，熱氧老化0. l_3h。
10.根據(jù)權利要求I所述的生物浙青的制備方法，其中所述萃取工藝用溶劑與所述生物油或所述生物油經(jīng)過所述蒸餾工藝、氧化工藝、調(diào)合工藝中的一種或多種工藝處理后所得產(chǎn)物混合后，再通過去除溶劑分離得到萃取物。
11.根據(jù)權利要求10所述的生物浙青的制備方法，其中所述溶劑包括水、有機溶劑，所述萃取工藝包括 (1)將所述生物油或所述生物油經(jīng)過所述蒸餾工藝、氧化工藝、調(diào)合工藝中的一種或多種工藝處理后所得產(chǎn)物與水混合，經(jīng)過濾、離心分離得到水不溶組分； (2)將上述水不溶組分用有機溶劑萃??； (3)將有機溶劑與其萃取物分離，烘干后得到萃取產(chǎn)物。
12.根據(jù)權利要求10所述的生物浙青的制備方法，其中所述溶劑為去離子水、二氯甲燒、環(huán)己燒。
13.根據(jù)權利要求I所述的生物浙青的制備方法，其中所述調(diào)合工藝為，將經(jīng)過所述蒸餾工藝、萃取工藝、氧化工藝中的一種或多種工藝加工所得的產(chǎn)物使用調(diào)合裝備進行混合。
14.根據(jù)權利要求13所述的生物浙青的制備方法，其中所述調(diào)合工藝的調(diào)合溫度為60-200°C，調(diào)合時間為 l-300min。
15.根據(jù)權利要求13所述的生物浙青的制備方法，其中所述調(diào)合溫度為120-160°C，所述調(diào)合時間為l-60min。
16.根據(jù)權利要求I所述的生物浙青的制備方法，其中所述工藝組合包括蒸餾工藝、萃取工藝、氧化工藝和調(diào)合工藝的組合方案為 (1)生物油先通過蒸餾工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青； (2)生物油先通過不同條件下的蒸餾工藝處理得到不同的生物浙青中間產(chǎn)物，再將不 同的生物浙青中間產(chǎn)物經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青； (3)生物油先通過蒸餾工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物1，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物2，再將生物浙青中間產(chǎn)物I與生物浙青中間產(chǎn)物2經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青； (4)生物油先通過萃取工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青； (5)生物油先通過不同的萃取工藝處理得到不同的生物浙青中間產(chǎn)物，再將不同的生物浙青中間產(chǎn)物經(jīng)過調(diào)合工藝處理得到生物浙青；或 (6)生物油先通過萃取工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物1，再經(jīng)過氧化工藝處理得到生物浙青中間產(chǎn)物2，再將生物浙青中間產(chǎn)物I與生物浙青中間產(chǎn)物2經(jīng)過調(diào)合工藝處理。
17.根據(jù)權利要求16所述的生物浙青的制備方法，其中所述工藝組合還進一步包括所述生物油的預處理去除水分，過濾固體顆粒。
18.—種生物浙青，其通過權利要求1-17的制備方法得到。
19.一種生物浙青組合物，其包含權利要求18所述的生物浙青，以及由石油浙青、天然浙青、煤焦油浙青和助劑組成的組中的一種或多種組分。
20.根據(jù)權利要求19所述的生物浙青組合物，其中所述助劑包括橡膠油，松油，芳烴油，蒽油，石油煉制中的抽出油和渣油，催化裂化油漿，減壓餾分油。
21.根據(jù)權利要求19或20所述的生物浙青組合物，其中所述生物浙青的含量為10-90質(zhì)量％，所述石油浙青的含量為0-90質(zhì)量％，所述天然浙青的含量為0-90質(zhì)量％，所述煤焦油浙青的含量為0-90質(zhì)量％，所述助劑的含量為0-30質(zhì)量％。
22.根據(jù)權利要求19或20所述的生物浙青組合物，其中中所述生物浙青的含量為20-85質(zhì)量％，所述石油浙青的含量為0-70質(zhì)量％，所述天然浙青的含量為0-70質(zhì)量％，所述煤焦油浙青的含量為0-70質(zhì)量％，所述助劑的含量為0-25質(zhì)量％。
23.權利要求19-22的生物浙青組合物的制備方法，其特征在于，將石油浙青、天然浙青、煤焦油浙青、助劑中的一種或多種加熱至140-160°C，經(jīng)攪拌、溶脹后，加入權利要求18所述的生物浙青進行混合，然后在剪切機中剪切得到所述生物浙青組合物。
24.根據(jù)權利要求23所述的生物浙青組合物的制備方法，其中所述剪切機的剪切速率為 2000-5000r/min，剪切溫度為 140_180°C，剪切時間為 15_60min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生物瀝青、生物瀝青組合物及其制備方法，屬于瀝青材料技術領域。本發(fā)明方法以生物油為原料，采用蒸餾、萃取、氧化和調(diào)合四種工藝中的至少兩種工藝組合制備得到生物瀝青，并將其與石油瀝青、煤焦油瀝青、天然瀝青、助劑中的一種或多種按照一定比例和工藝混合得到生物瀝青組合物。本發(fā)明還包括生物瀝青組合物的制備方法。
文檔編號C10C1/16GK102796547SQ201210287249
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月13日 優(yōu)先權日2012年8月13日
發(fā)明者曹東偉, 何敏, 張海燕, 范勇軍, 鐘科 申請人:交通運輸部公路科學研究所