DCLR与TLA共混改性沥青的性能对比

以SK-90沥青为基质沥青,分别加入相同掺量(与沥青质量比为5%、10%、15%和20%)的DCLR和TLA,利用SHRP PG、针入度分级体系、红外光谱仪和凝胶色谱仪对比分析DCLR和TLA共混改性沥青的宏观性能和微观结构的变化。结果表明,DCLR和TLA的加入均可以改善沥青的高温性能,但对沥青的低温性能和疲劳性能产生一定的不利影响。同时,根据DCLR和TLA共混改性沥青的官能团和分子量分布的变化可以判断DCLR和TLA对沥青的改性作用主要为物理改性,在某种程度上,DCLR不能完全替代TLA。     

胶粉在改性沥青中的物化行为分析

生产胶粉改性沥青(CRMA)是实现废橡胶资源化利用及减轻环境污染的有效途径。为了研究胶粉在沥青中的物理及化学行为,采用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)模拟沥青的轻组分,将胶粉置入DBP中,在175℃下,反应1.5 h后分离胶粉与轻组分,对轻组分进行气相色谱与质谱联用(GC-MS)分析,讨论胶粉与轻组分发生的物理化学作用;对不同条件下制备的胶粉改性沥青分离胶粉后进行红外光谱(IR)和差示扫描量热(DSC)分析,研究橡胶改性沥青中的官能团变化和热力学特性。结果表明,分离胶粉后的DBP中存在19种检出物,除含量最高的DBP外,其余物质均为胶粉浸出物或与轻组分的反应产物,即胶粉在轻组分中发生了复杂的物理化学反应。胶粉沥青样品中的—CH_2和C=C双键等特征官能团吸收峰大幅增强,橡胶分子在沥青中发生断链降解释放出小分子物质溶于沥青组分发挥改性作用;195℃、1.5 h和175℃、3.0 h制备的沥青样品DSC谱线出现了强烈的吸热峰,即处理温度过高或时间过长,可能发生胶粉过度降解、胶粉团聚或沥青老化行为,使胶粉改性沥青的物化状态发生改变,导致性能劣化。从胶粉物化变化的角度,建议制备胶粉改性沥青时,胶粉掺量(质量分数)应在20%左右,处理温度不高于195℃,处理时间不超过1.5 h。     

基于醛类交联剂的煤焦油沥青族组分改性石油沥青

以中温煤焦油沥青的四氢呋喃萃取物(THFS)对石油基质沥青进行改性,考察了掺混量、掺混温度和不同种类交联剂对改性沥青性能的影响,确定了THFS最佳掺混量为8%,最佳掺混温度为135℃,甲醛交联剂的最佳掺混量为0.8%,三聚甲醛的最佳掺混量为0.2%。考察了两两和单族组分对基质沥青的改性性能,发现重油(HS)使得改性沥青的针入度、延度增大,沥青烯(A)和甲苯不溶四氢呋喃可溶物(PA)提高感温性,软化点升高。随着醛类交联剂的添加,提高了改性沥青的抗老化性能;甲基(CH_3)、亚甲基(CH_2)透射峰强度逐渐变强,770-730 cm~(-1)、710-690 cm~(-1)和770-810 cm~(-1)苯环取代透射峰强度逐渐增强,1 010~(-1) 270 cm~(-1)处C-O-C伸缩振动峰逐渐增强;热解峰温向高温移动,残炭率增加2%;改性粒子呈现一种连续的流线分布,添加三聚甲醛的改性沥青的流线分布更加集中。     

重质油胶体聚集结构的耗散粒子动力学模拟

重质油是以沥青质为胶核分散于饱和油分中形成的极其复杂的胶体体系.本文采用耗散粒子动力学(DPD)方法研究重质油的胶体结构及其影响因素.根据重质油各组分的分子结构特征,构建了描述重质油组分的粗粒化模型化合物.模拟结果表明,本文构建的粗粒化模型能很好地反映重质油的胶体聚集结构.沥青质分子结构对胶体聚集结构有序性有显著影响,较高稠合程度的芳香环结构将使胶束结构有较高的有序性,烷基侧链则表现出分散作用.重质油中的胶质具有胶溶作用,胶质与沥青质的浓度比存在一个极限,当小于这个极限时,重质油将出现聚沉.     

基于苯甲醛交联剂的煤直接液化残渣改性石油沥青

以苯甲醛为交联剂,采用煤直接液化残渣的四氢呋喃萃取物(THFS)对石油沥青进行了改性。考察了THFS、交联剂的掺杂量以及掺混温度对改性沥青性能的影响。研究表明,当THFS的掺杂量为4 %,掺混温度为170 ℃时改性效果最佳,而且苯甲醛作为交联剂加入可使沥青改性效果更佳。利用热重-傅里叶红外光谱联用仪(TG-FTIR)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和荧光显微镜对改性沥青进行了表征,结果表明,添加了苯甲醛的改性沥青的失重残余率较其他沥青略有提高;苯甲醛交联的改性沥青在热解过程中释放的CH₄含量减少且释放温度有所提高;改性沥青在2 924 cm^-1和2 854 cm^-1处的脂肪族-CH₂-的伸缩振动和表征苯环位取代872、810和746 cm^-1处吸收峰的透射率均有较大幅度的提高,并在1 060 cm^-1处出现C-O-C伸缩振动峰,以及荧光显微镜图像中出现新的改性粒子,表明交联剂的添加使THFS和基质沥青发生了缩合反应。     

胜利褐煤在合成气/复合溶剂体系下液化性能研究

在合成气(H_2+CO)/复合溶剂(THN+H_2O)体系和氢气/四氢萘(H_2/THN)体系下考察了胜利褐煤液化性能,并对液化产物沥青烯和前沥青烯进行了红外光谱分析。结果表明,合成气/复合溶剂体系下胜利褐煤液化转化率和油产率显著高于H_2/THN体系,当反应条件为H_2∶CO=1∶1(体积比)、THN∶H_2O=1∶1(体积比)、反应温度400℃、初压4 M Pa、时间30 min、催化剂添加量3%(Fe的质量计)和硫铁原子比1.2时,胜利褐煤液化转化率和油产率分别为88.79%和55.47%,比H_2/THN体系分别高出8.00%和7.54%。据此表明,在合成气/复合溶剂体系下,水煤气变换反应产生的氢活性更高,对煤和液化产物前沥青烯具有更好的加氢效果,同时四氢萘的存在稳定了煤热解自由基和溶解分散液化重质产物沥青烯和前沥青烯,这些因素的协同作用提高了煤液化转化率和油产率。实验表明,合成气/复合溶剂体系是一种新的褐煤直接液化技术。     

SBS改性沥青机理研究进展

介绍了沥青的特性、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)的性能,分析了SBS与基质沥青之间的溶胀性和相容性问题,着重论述了SBS改性沥青机理的研究进展,指出机理主要分为物理共混和化学改性两类:物理共混——SBS微粒受到沥青组分中油分的作用发生溶胀而均匀分散在沥青中,SBS与沥青之间没有发生化学作用,只是一种分子间作用力;化学改性——加入添加剂使沥青和SBS之间发生加成、交联或接枝等化学反应,形成较强的共价键或离子键,改善沥青的化学性质。提出化学改性是提高SBS改性沥青路用性能的重要手段。     

煤直接液化残渣对道路沥青改性作用的初步评价

现代交通具有轴载重、通量大和轮胎内压高的特点，因此，对公路路面提出了更高的要求。沥青是路面材料的重要组分之一，起黏结剂的作用，但由于沥青自身的温度敏感性，直接来自原油的道路沥青或重交通道路沥青自身不能满足要求。随着四季自然条件的变化，沥青变软或变硬，以致老化变脆，使路面发生损坏如车辙、开裂、剥离等。为了改善道路沥青路面的使用性能，使用改性沥青是解决这一问题的重要方法。改性沥青是在常规道路沥青中添加改性剂后的均匀沥青混合物。目前，大部分的高速公路的铺设均使用改性沥青。     

弹性体高黏改性沥青制备及性能影响研究

设计利用弹性体聚合物改性沥青料,大幅提升沥青黏韧性,并分析改性组分(如改性剂、相容剂、稳定剂等)、以及改性工艺(如发育温度、发育时间)对改性沥青性能的影响机理,进而对针入度、软化点、老化前后延度、60℃动力粘度、(135℃、175℃)运动黏度、离析等指标进行系统分析,对高黏改性沥青性能进行优化设计,并利用荧光显微观察聚...     

废轮胎热解油重质馏分制备的道路沥青老化性能研究

针对废轮胎热解油重质馏分(＞350℃)组成上具有蜡含量低,芳香分、胶质和沥青质含量高的特点,研究了废轮胎热解油重质馏分采用蒸馏法生产道路沥青的可行性。结果表明,废轮胎热解油中＞420℃、＞430℃、＞440℃三种渣油的性质可以满足不同牌号道路石油沥青老化实验前的技术指标,特别是延展性能优异,但是抗老化性能较差。渣油老化前后的族组成、官能团、氢分布及分子量分布变化表明,渣油在老化过程中存在氧化反应以及脱氢缩合反应,使渣油的化学组成发生变化,即芳香分、胶质含量减少,沥青质含量明显增加,使得沥青胶体体系中分散相明显增多而分散介质相对减少,造成热解油的渣油抗老化性能较差。     

煤焦油馏分油对辽河稠油热生焦性能的影响

从煤焦油馏分油自身及与辽河稠油共炼生焦规律出发,利用元素分析、核磁共振氢谱、同步荧光光谱及族组成分析等方法对馏分油进行表征,研究了煤焦油馏分油对辽河稠油热生焦性能的影响。结果表明,辽河稠油掺炼煤焦油馏分油可以改善辽河稠油的热生焦性能。实验条件下,掺炼体系加权生焦率为3.3%-6.4%,实验生焦率为0.5%-5.9%,表现出良好的协同效果。不同馏分油的协同作用程度取决于馏分油的化学组成和含量。饱和烃、单环芳烃和缩合四环芳烃会促进生焦,而双环芳烃、三环芳烃和缩合双环芳烃有减缓生焦的作用。     

烟煤与重质油共处理的研究

煤与重质油的共处理是最有希望实现“由煤制油”的第三代煤液化新工艺之一。我国目前炼油厂每年有四、五千万吨石油渣油产出,只有一小部分用作制氢或合成气的生产原料以及生产沥青或石油焦,其余大部分用于工业燃料［１］。如将减压渣油与煤进行共处理,共同提质,提高其...     

不同等级煤与油共炼的转化率差异及残渣分析

选取安徽褐煤、辽宁褐煤和贵州烟煤三种煤为原料,以油溶性环烷酸钼为催化剂,分别与马瑞常渣(MRAR)、克炼常渣(KAR)以及催化裂化油浆(FCCS)在高压釜内模拟悬浮床加氢共炼反应。结果表明,不同的油体系下,两种褐煤都能达到83%以上的转化率,而对于贵州烟煤,转化率最高的FCCS体系与最低的KAR体系分别为67.75%和50.31%,相差很大。采用FT-IR和SEM分析反应后固体残渣,计算了固体残渣中脂肪族和芳香族中各个基团的相对含量,并对比了不同体系反应后固体残渣的微观形貌。结果表明,KAR体系的固体残渣脂肪链较长,支链化程度高,取代度较低。转化率较高的褐煤反应后固体残渣结构松散,分散度高;转化率较低的烟煤固体残渣随着转化率降低,残渣颗粒逐渐变大,表面更加光滑,板结程度加深。     

Gas chromatographic study of the volatile products from co-pyrolysis of coal and polyethylene wastes

The aim of this study was to determine the volatile products distribution of co-processing of coal with two plastic wastes, low-density polyethylene from agriculture greenhouses and high-density polyethylene from domestic uses, in order to explain the observed decrease in coal fluidity caused by polyethylene waste addition. Polymeric materials, although they are not volatile themselves, may be analysed by gas chromatography through the use of pyrolysis experiments. In this way, a series of pyrolysis tests were performed at 400 and 500 degrees C in a Gray-King oven with each of the two plastic wastes, one high-volatile bituminous coal and blends made up of coal and plastic waste (9:1, w/w, ratio). The pyrolysis temperatures, 400 and 500 degrees C, were selected on the basis of the beginning and the end of the coal plastic stage. The organic products evolved from the oven were collected, dissolved in pyridine and analysed by capillary gas chromatography using a flame ionization detector. The analysis of the primary tars indicated that the amount of n-alkanes is always higher than that of n-alkenes and the formation of the alkenes is favoured by increasing the pyrolysis temperature. However, this effect may be influenced by the size of the hydrocarbon. Thus, the fraction C17-C31 showed a higher increase of n-alkenes/n-alkanes ratio than other fractions. On the other hand, the difference between the experimental and estimated values from tars produced from single components was positive for n-alkanes and n-alkenes, indicating that co-pyrolysis of the two materials enhanced the chemical reactivity during pyrolysis and produced a higher conversion than that from individual components.     

Hydrocracking of Heavy Fischer–Tropsch Wax Distillation Residues and Its Blends with Vacuum Gas Oil Using Phonolite-Based Catalysts

The Fischer–Tropsch heavy fraction is a potential feedstock for transport-fuels production through co-processing with fossil fuel fraction. However, there is still the need of developing new and green catalytic materials able to process this feedstock into valuable outputs. The present work studies the co-hydrocracking of the Fisher–Tropsch heavy fraction (FT-res.) with vacuum gas oil (VGO) at different ratios (FT-res. 9:1 VGO, FT-res. 7:3 VGO, and FT-res. 5:5 VGO) using phonolite-based catalysts (5Ni10W/Ph, 5Ni10Mo/Ph, and 5Co10Mo/Ph), paying attention to the overall conversion, yield, and selectivity of the products and properties. The co-processing experiments were carried out in an autoclave reactor at 450 °C, under 50 bars for 1 and 2 h. The phonolite-based catalysts were active in the hydrocracking of FT-res.:VGO mixtures, presenting different yields to gasoline, diesel, and jet fuel fractions, depending on the time of reaction and type of catalyst. Our results enable us to define the most suitable metal transition composition for the phonolite-based support as a hydrocracking catalyst.     

煤沥青与石油沥青混合调制道路沥青的研究

采用高效剪切分散仪考察了调配温度、调配时间、搅拌方法等工艺对煤沥青混合石油沥青性能的影响,对优选的样品进行了离析实验、抗老化性能及流变性能评价。结果表明,调配工艺对煤沥青在石油沥青中的分散有重要影响,调配温度的升高、调配时间的延长能促进煤沥青在石油沥青中分散但也会导致调配沥青的老化;煤沥青粒径对调配沥青性能有重要影响,对优选样品的进一步评价表明,调配沥青有好的耐高温流变性能和抗热氧老化性能,储存稳定性可以解决。     

基于色谱方法的煤沥青指纹图谱构建

煤沥青成分极其复杂,其中含有分子量较大的多环芳烃及其氧化产物等组分。不同来源的原料煤及生产工艺得到的煤沥青在芳构化程度、组成、性质、分子结构等方面皆差别很大。该文分别采用气相色谱-质谱(GC-MS)、裂解/气相色谱-质谱(Py/GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)手段,为煤沥青指纹图谱库的构建发展了普适、稳定、简单的分析方法。在GC-MS方法中采用常用的HP-5MS柱,在线性温度梯度条件下分析,得到33个组分的色谱图,方法对不同样品的稳定性良好。采用裂解/气相色谱-质谱方法研究探讨了较高温度下组分结构和组成的变化,对于沥青产品的加工以及老化研究具有借鉴意义。在HPLC方法建立过程中,采用最常用的C_(18)柱反相色谱分离模式,以甲醇/水为流动相,在线性梯度条件下建立方法,针对不同样品可以得到41个组分的稳定色谱峰。基于该文的方法,可为进一步建立煤沥青的指纹谱图库,以及进一步完善煤沥青的评价方法,开发煤沥青的新用途提供理论基础数据。