CN201280534Y - 一种sbs改性道路沥青生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于路面材料技术领域，具体为一种SBS改性道路沥青生产装置。改性道路沥青的原料组份为：89－97重量份基质沥青，2－6重量份改性剂SBS，3－10重量份橡胶油，0.1－0.5重量份稳定剂。采取二次高剪切的方法，使SBS以微细的颗粒与道路沥青发生反应或均匀、稳定地分散在道路沥青中，避免分层、凝聚或离析等现象的发生。本实用新型通过控制各个节点的温度，防止沥青发生老化，确保改性沥青质量的稳定性。本实用新型以普通的改性沥青生产设备为基础，加以改进，实现了规模化生产。SBS改性沥青产品的质量稳定，达到或超过国家相关标准。

Description

一种SBS改性道路沥青生产装置

技术领域

本实用新型属于路面材料技术领域，具体涉及一种交通道路路面用的SBS改性沥青生产装置。

背景技术

随着我国国民经济高速发展，公路交通量迅速增长，道路运输日益繁忙。尽管许多公路沥青路面使用了符合要求的重交通道路沥青或进口沥青，仍不能满足需要。沥青路面的车辙、开裂、坑槽等病害十分严重。为全面提高沥青路面的性能，采用改性沥青是有效的措施之一。新修订的公路设计规范和沥青路面施工规范都明确要求全面推广改性沥青，高速公路沥青路面的上、中两层基本都使用改性沥青。目前，使用较多的主要有SBR、PE、EVA、橡胶粉、SBS等改性沥青，而SBS因为其良好的双向改性性能(即同时改变基质沥青的高温与低温性能的能力)在近年来得到最广泛的应用。

SBS改性沥青是用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(即SBS)作为改性剂而制备获得，通过物理共混过程，SBS吸附沥青中的芳烃和胶质，发生溶胀现象，形成新的胶体结构体系，即在沥青中形成网络结构，使沥青的性能得到全面改善。

我国关于改性沥青的研究工作起步较早，中国专利ZL02132729.7公开了一种先以SBS与二精制糠醛抽出油制成均相体，再与路用沥青搅拌混合制成改性沥青的方法。该方法虽然解决了SBS的分散问题，但制成的改性沥青指标，仅适合我国部分地区的使用要求。

中国专利申请03113237.5公开了一种采用苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与沥青在160℃-180℃的情况下，高速剪切30-50分钟制成改性沥青，该方法采用现有的SBS改性沥青设备生产，难以保证改性沥青性能的稳定。

中国专利申请03141804.X公开了一种采用星形SBS和线性SBS组合物作为改性剂，通过高速剪切和搅拌与沥青混合得到改性沥青，此方法仅是实验室的结果。

随着道路工程的要求越来越高，对道路沥青的要求也越来越高，生产改性沥青的方法和装置也越来越多，但因为沥青是一种成分极其复杂的有机高分子化合物，采用不同原油炼制而成的沥青其组分显然是不同的，即便是同一种原油，因炼制工艺的不同所得沥青的组分比例也不尽相同。所以，能用一套装置生产出质量稳定且标准很高的改性沥青的生产工艺和生产装置，并未见报道。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种环保节能的生产装置，使SBS改性沥青的质量稳定且达到或超过国家相关标准。

本实用新型中，改性沥青采用二次高剪切方法，使改性剂SBS以微细的颗粒与基质沥青发生反应或均匀、稳定地分散在基质沥青中而制备获得，其原料组分配比如下：(i)基质沥青89-97重量份；(ii)改性剂SBS2-6重量份；(iii)添加剂橡胶油3-10重量份；(iv)稳定剂0.1-0.5重量份；

其中，改性剂SBS中，苯乙烯与丁二烯嵌段的比例为30/70，分子量为10-20万；添加剂橡胶油，其100℃运动粘度为10-35mm²/s；基质沥青可采用标号70#、90#或100#的道路沥青；稳定剂为市售道路沥青专用稳定剂。

上述改性沥青的生产方法，使生产过程中产生的废气全部回收到锅炉燃烧，并合理利用热能的交换，达到环保节能的效果。具体步骤如下：

将温度为120℃-130℃的基质沥青，在低温加热器中用温度170℃-180℃的改性沥青加热到130℃-150℃，再在高温加热器内，用导热油加热到170℃-190℃，然后送入配料罐；在配料罐内与加入的改性剂SBS和橡胶油，分散、搅拌30-80分钟，再经过单级高剪切乳化机剪切，然后进入溶胀罐，在溶胀罐内与加入的稳定剂分散、搅拌30-80分钟，再经过多级高剪切乳化机剪切，再在低温加热器内与基质沥青进行热交换，温度降至160℃以下，最后在改性沥青储存罐内发育1-3小时，即制成改性沥青。

对应于上述生产方法，改性沥青的生产装置，充分考虑道路沥青对温度的敏感性，通过严格控制各个节点的温度，防止沥青在生产过程发生老化，达到稳定SBS改性沥青质量的目的。该装置由卸油槽1，7个沥青泵2、4、8、11、14、17、19，基质沥青储存罐3，低温加热器5，高温加热器6，配料罐7，单级高剪切乳化机9，溶胀罐10，多级高剪切乳化机12，改性沥青储存罐13，装车平台15，橡胶油卸油槽16，橡胶油储存罐18，SBS称重、输送***20，稳定剂称重、输送***21，导热油锅炉22经管道连接组成，其中，卸油槽1、基质沥青储存罐3、低温加热器5、高温加热器6、改性沥青储存罐13、装车平台15、橡胶油卸油槽16均具有加热、保温装置；配料罐7、溶胀罐10、改性沥青储存罐13均具有保温、分散、搅拌装置。卸油槽1、2#设备沥青泵2、基质沥青储存罐3、4#设备沥青泵4、低温加热器5、高温加热器6、配料罐7、19#设备沥青泵19、橡胶油储存罐18、17#设备沥青泵17、橡胶油卸油槽16依次连接；配料罐7还依次与8#设备沥青泵8、单级高剪切乳化机9、溶胀罐10、11#设备沥青泵11、多级高剪切乳化机12、低温加热器5连接；配料罐7还与SBS称重、输送***20连接；溶胀罐10还与稳定剂称重、输送***21连接；低温加热器5还与改性沥青储存罐13、14#设备沥青泵14、装车平台15连接。

本实用新型提供的环保节能生产装置，采取二次高剪切的方法，使SBS以微细的颗粒与道路沥青发生反应或均匀、稳定地分散在道路沥青中，而不发生分层、凝聚或离析等现象。

附图说明

图1为本实用新型生产工艺流程图示。

图2为本实用新型装置结构与流向平面图示。

图中标号：1为1#设备卸油槽，16为2#设备卸油槽，2、4、8、11、14、17、19依次为2#、4#、8#、11#、14#、17#、19#设备沥青泵，3为基质沥青储存罐，18为橡胶油储存罐，5为低温加热器，6为高温加热器，7为配料罐，9为单级高剪切乳化机，10为溶胀罐，12为多级高剪切乳化机，13为改性沥青储存罐，15为装车平台，20为SBS称重和输送***，21为稳定剂称重输送***，22为导热油锅炉。

具体实施方式

本实用新型提供的改性沥青生产装置，其配套设备的介绍如下：

1. 1^#和16^#设备卸油槽1和16，为钢制圆筒状容器，内置导热油加热盘管，外加保温材料，容积50m³左右。主要功能是先将运输槽罐车内的物料卸入槽内，然后再由沥青泵送入有关的储罐内。

2. 2^#、4^#、8^#、11^#、14^#、17^#和19^#设备沥青泵2、4、8、11、14、17、19，为市购的螺杆或齿轮沥青泵。主要功能是输送物料。

3. 3^#和18^#设备基质沥青储存罐3和橡胶油储存罐18，为钢制圆筒状容器，内置导热油加热盘管，外加保温材料，容积100-500m³左右。主要功能是储存基质沥青和稳定剂。

4. 5^#设备低温加热器5，为钢制圆筒状容器，内置钢制热列管，列管内走改性沥青，列管外走基质沥青，外加保温材料，容积30m³左右。主要功能是利用170℃-180℃的改性沥青，加热120℃-130℃基质沥青，使基质沥青的温度达到130℃-150℃。

5. 6^#设备高温加热器6，为钢制圆筒状容器，内置钢制导热油加热列管，列管内走导热油，列管外走基质沥青，外加保温材料，容积30m³左右。主要功能是利用高温的导热油将基质沥青加热到170℃-190℃。

6. 7^#设备配料罐7，为钢制圆筒状容器，内置分散式搅拌器二台，外加保温材料，容积20m³左右。主要功能是按工艺要求，将所需物料加入罐内，并在分散式搅拌器的作用下均匀混合。

7. 9^#设备单级高剪切乳化机9，为市购单级高剪切乳化机，功率75KW左右。主要功能是将配料罐内的物料进行初步剪切，使物料进一步混合，并达到一定的细度。

8. 10^#设备溶胀罐10，为钢制圆筒状容器，内置分散式搅拌器二台，外加保温材料，容积20m³左右。主要功能是将经过初步剪切的使物料，与加入的稳定剂进一步混合，并在分散式搅拌器的作用下，达到充分混合、溶胀。

9. 12^#设备多级高剪切乳化机12，为市购多级高剪切乳化机，功率135KW左右。主要功能是将溶胀罐内的物料，在本设备的多级剪切下，达到工艺要求的细度。

10. 13^#设备改性沥青储存罐13：为钢制圆筒状容器，内置导热油加热盘管，罐内安装搅拌器，外加保温材料，容积100-500m³。左右主要功能是储存改性沥青。

11. 15^#设备装车平台15：为石油化工行业普遍采用的鹤管式装车装置。主要功能是将改性沥青装入运输槽罐车内。

12. 20^#设备SBS称重输送***20：为有料斗、称重装置、气力输送装置及管路组成的***，称重0-1000公斤，输送能力0-5吨/小时。主要功能是按工艺要求的配比，将SBS加入配料罐内。

13. 21^#设备稳定剂称重输送***21：为有料斗、称重装置、气力输送装置及管路组成的***，称重0-100公斤，输送能力0-1吨/小时。主要功能是按工艺要求的配比，将稳定剂加入溶胀罐内。

14. 22^#设备导热油锅炉22：为市购导热油锅里，功率125KW.主要功能是加热基质沥青，同时加热各类储罐和管道加热。

运用上述设备进行改性沥青的生产方法，具体步骤如下：温度为120℃-130℃的基质沥青，在5^#设备低温加热器中，用温度为170℃-180℃的改性沥青加热到130℃-150℃，然后在6^#设备高温加热器内，用导热油加热到170℃-190℃，进入7^#设备配料罐；在7#设备配料罐内与加入的SBS和橡胶油，经过分散、搅拌30-80分钟；再经过12^#设备单级高剪切乳化机剪切，再进入10^#设备溶胀罐，在10^#设备溶胀罐内与加入的稳定剂经过分散、搅拌30-80分钟，再经过12^#设备多级高剪切乳化机剪切，然后在5^#设备低温加热器内与温度为120℃-130℃的基质沥青进行热交换，温度降至160℃以下，在13^#设备改性沥青储存罐内发育1-3小时，即制成所需的改性沥青。

本实用新型采用的基质沥青是标号为70^#、90^#或100^#的道路沥青，可根据具体要求选用。

所用的改性剂是线性SBS，苯乙烯和丁二烯嵌段比30/70，分子量10-20万。

所用的橡胶油是橡胶芳烃油，100℃运动粘度10-35mm²/S。

所用的稳定剂是市场购得改性沥青专用稳定剂。

本实用新型提供的环保节能生产方法及装置，制备改性沥青的生产方法如附图1所示：来自槽罐车的基质沥青，温度120℃-130℃卸入1^#设备卸油槽，由2^#设备沥青泵打入3^#设备基质沥青储罐，保持温度120℃-130℃，再由4^#设备沥青泵抽出，经进入5^#设备低温加热器，与来自12^#设备多级高剪切乳化机的改性沥青进行热交换，温度升至130℃-150℃进入6^#设备高温加热器，在6^#设备高温加热器内，被来自22^#设备导热油锅炉的导热油加热，温度升至170℃-190℃，进入7^#设备配料罐，在罐内与来自20^#设备称重输送***的SBS、和来自19^#设备沥青泵的橡胶油，进行分散、搅拌，温度左右控制在180℃左右，约30-80分钟后，经由8^#设备沥青泵、9^#设备单级乳化机，打入10^#设备溶胀罐，与来自20^#设备称重输送***的稳定剂，经过分散、搅拌30-80分钟，再经由11^#设备沥青泵、12^#设备多级高剪切乳化机，进入5^#设备低温加热器，与基质沥青进行热交换后，温度降至160℃以下，进入13^#设备改性沥青储罐，在13^#设备改性沥青储存罐内发育1-3小时，制成所需的改性沥青。最后，由14^#设备沥青泵，通过15^#设备装车平台，加入槽罐车运输，或直接由14^#设备沥青泵，送至附近的沥青混凝土拌和楼。

另外，来自槽罐车的橡胶油，温度140℃-160℃卸入16^#设备卸油槽，由17^#设备沥青泵，打入18^#设备橡胶油储罐，再由19^#设备沥青泵，加入到7^#设备配料罐内。

7^#设备配料罐、10^#设备溶胀罐内排出的废气，由抽气装置送入锅炉燃烧。

本实用新型提供的环保节能生产工艺(装置)的平面布置图如附图(2)所示。

本实用新型SBS改性道路沥青及其环保节能型的生产工艺(装置)，不限于上述实施例。

改性沥青指标如下：

Claims (1)

1.一种SBS改性道路沥青的生产装置，其特征在于由卸油槽(1)，7个沥青泵(2、4、8、11、14、17、19)，基质沥青储存罐(3)，低温加热器(5)，高温加热器(6)，配料罐(7)，单级高剪切乳化机(9)，溶胀罐(10)，多级高剪切乳化机(12)，改性沥青储存罐(13)，装车平台(15)，橡胶油卸油槽(16)，橡胶油储存罐(18)，SBS称重、输送***(20)，稳定剂称重、输送***(21)，导热油锅炉(22)经管道连接组成，其中，卸油槽(1)、基质沥青储存罐(3)、低温加热器(5)、高温加热器(6)、改性沥青储存罐(13)、装车平台(15)、橡胶油卸油槽(16)均具有加热、保温装置；配料罐(7)、溶胀罐(10)、改性沥青储存罐(13)均具有保温、分散、搅拌装置；卸油槽(1)、2#设备沥青泵(2)、基质沥青储存罐(3)、4#设备沥青泵(4)、低温加热器(5)、高温加热器(6)、配料罐(7)、19#设备沥青泵(19)、橡胶油储存罐(18)、17#设备沥青泵(17)、橡胶油卸油槽(16)依次连接；配料罐(7)还依次与8#设备沥青泵(8)、单级高剪切乳化机(9)、溶胀罐(10)、11#设备沥青泵(11)、多级高剪切乳化机(12)、低温加热器(5)连接；配料罐(7)还与SBS称重、输送***(20)连接；溶胀罐(10)还与稳定剂称重、输送***(21)连接；低温加热器(5)还与改性沥青储存罐(13)、14#设备沥青泵(14)、装车平台(15)连接。

Images