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FCC油浆的结构表征及提高其抗老化性能的改性反应研究

FCC油浆的结构表征及提高其抗老化性能的改性反应研究

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作者：王遥华东理工大学

学位级别：硕士

利用富芳贫蜡的催化裂化(FCC)油浆与脱油沥青(DOA)调合生产道路沥青,不仅可实现催化裂化及溶剂脱沥青装置副产物的有效利用,也能够为我国的公路建设提供高等级道路沥青。FCC油浆调合生产道路沥青的主要问题在于油浆抗老化性能差,作为调... 详细信息

利用富芳贫蜡的催化裂化(FCC)油浆与脱油沥青(DOA)调合生产道路沥青,不仅可实现催化裂化及溶剂脱沥青装置副产物的有效利用,也能够为我国的公路建设提供高等级道路沥青。FCC油浆调合生产道路沥青的主要问题在于油浆抗老化性能差,作为调合软组分会造成所得到的沥青产品针入度比偏低。现有的处理技术中,交联缩合法能有效改善油浆的抗老化性能,但反应后油浆的粘度显著增大,导致油浆调入量增加,DOA消耗量减小,经济效益差。因此,开发新型的油浆处理技术势在必行。本文分别采取红外光谱、核磁共振及凝胶色谱等表征手段并结合改进B-L法对中石化洛阳分公司FCC油浆老化前后的结构特征进行了分析。结果表明FCC油浆芳香分含量高,并以含短侧链结构的芳烃为主;其中4环左右的稠环芳烃含量高,同时还含有一定量的饱和烃。FCC油浆的老化是由多种物理、化学反应所组成的复杂过程,其中芳烃脱氢缩合反应所导致的油浆结构重质化是油浆抗老化性能差的主要原因。在结构表征的基础上,采用具有小分子结构的醛类化合物作为改性剂,对油浆改性反应工艺进行研究,并将改性油浆与DOA调合生产道路沥青。实验结果表明,经过改性处理后,FCC油浆的抗老化性能提高,各组分含量保持稳定;改性反应会使油浆的粘度小幅提升,而油浆的调入比基本保持不变。以改性后油浆的运动粘度为指标,改性反应最优的反应条件为:温度180℃,压力3.0MPa,反应时间5h,改性剂添加量3.0%,催化剂添加量1.25%。改性油浆与DOA调合得到的道路沥青产品抗老化性能优异,各项指标均满足国标70号重交通道路沥青的相关要求,针入度比可达60%以上。进一步以萘作为模型化合物,在相同的工艺条件下分别与改性剂和交联剂进行反应,并对反应产物的结构进行分析表征。结果表明,萘与改性剂及交联剂均会发生亲电取代反应,但反应产物在结构上存在很大差异,与改性剂间发生的亲电反应活性远低于交联剂。基于模型化合物的反应结果,对FCC油浆的改性反应机理进行了推测与分析。

关键词： FCC油浆结构表征油浆改性模型化合物改性机理

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