摘要：介绍了西安石化分公司目前生产A级道路沥青的加工调合方案及存在的缺点，探讨采用沥青在线调合与罐内调合组合工艺调合方案能明显提高分公司A级道路沥青产品质量和一次调合合格率，降低沥青生产成本和调合装置能耗。

　　关键字：减压渣油 A级道路沥青 调合工艺

　　一、前言

　　中国石油化工股份有限公司西安石化分公司是加工塔河劣质稠油生产道路沥青的主要公司之一，塔河原油产自新疆塔里木盆地的塔河油田，该原油属于高沥青质、高硫、高钒、高残炭的劣质稠油, 不但轻馏分少, 且重油或渣油直接用于二次加工原料生产轻质油品的困难较大, 但是其蜡含量低, 沥青质含量高, 是生产优质道路沥青的良好原料。利用塔河原油的这些特性,西安石化分公司采用常减压装置深拔塔河稠油得到的减压渣油, 调入适量的沥青软组分和沥青改性剂以及其他添加剂,经调合制备性能优良的A级道路沥青的加工方案。目前A级道路沥青主要牌号有AH-70号、AH-90号、AH-110号和AH-130号，A级道路沥青已成为西安石化分公司的主要产品。2009年分公司重交道路沥青产品产销量已突破33万吨，成为中国石化重交沥青产品的重要生产基地之一。

　　二、目前的沥青调合工艺及缺点

　　1、目前的沥青调合工艺

　　西安石化分公司目前采取的沥青调合工艺主要是罐内沥青调合，这种调合工艺是最古老的一种沥青罐内调合工艺，工艺相对简单。生产工艺路线为：塔河原油以常减压装置深拔得到的减压渣油作为沥青调合的硬组分，以富含芳烃的糠醛抽出油作为软组分，然后加入西安石化分公司A级沥青装置生产的沥青改性剂及其他添加剂经罐内调合得到能达到A级道路沥青产品质量要求的各个牌号的沥青产品。如果不能达到A级道路沥青产品质量要求，则要经过二次调合甚至多次调合方能合格，工艺流程如图1。

　　图1：沥青罐内调合流程

　　2、罐内调合工艺缺点

　　罐内调合工艺相对简单，但缺点明显。首先，调合周期时间长，一次调合成功率低，导致处理量低，沥青储罐利用率不高。其次，沥青软组分和沥青改性剂与沥青硬组分混配不均匀，导致沥青改性剂不能完全发挥改性效果，用量增大，生产成本增加。再次，罐内调合对沥青产品质量也有较大的影响。因为在沥青调合罐的上部，沥青与空气接触，当沥青长时间高温与空气接触，且不断搅拌时，会使沥青与空气界面不断更新，从而加速了沥青的氧化及沥青轻组分挥发，使沥青质量损失增大，沥青针入度、延度衰减较严重。再者，装置调合能耗高且热量浪费。因为常减压装置去罐区基质沥青出装置温度经常在150℃以上，在进盘管沥青罐后温度不断降低，通常需要沥青罐蒸汽加热维持在130℃左右，而外购糠醛抽出油温度相对较低，与基质沥青调合后降低了沥青罐罐温，需要罐内蒸汽盘管不断加热，在调和不合格的情况下还需要不断的循环、搅拌，造成蒸汽用量增加和热量巨大浪费。 再有，沥青最佳调合温度应在140℃—150℃【1】，自常减压来的基质沥青不能在短期内调合温度降掉至130℃左右，而靠沥青罐自身蒸汽盘管加热很难达到最佳调合温度，不利于沥青的调合。总之，此种调合工艺对沥青的调合效果、质量、生产成本和装置能耗等都产生不利影响。

　　三、沥青在线调合与罐内调合组合工艺

　　在线调合就是利用静态混合器，软、硬组分和其它组分流量计，按照一定比例在管线内进行调合。该工艺先进，调合时间短，处理量大，对在线控制要求高。因调合组分与空气隔绝，即使在高温下调合，沥青也不会在高温下氧化，且混合效果好。但由于沥青连续生产过程有波动，且沥青粘度大，在线控制难度大，影响产品的质量，因此应把在线调合和罐区调合结合起来，并且以在线调合为主，罐内调合为辅【2】。该工艺适合西安石化分公司沥青的生产调合，并能提高分公司的沥青一次调合合格率，降低重交沥青生产成本和调合装置能耗。组合工艺流程如图2。

　　图2：组合工艺流程

　　四、沥青调合组合工艺方案探讨

　　1、沥青调合组合工艺生产重交沥青方案

　　西安石化分公司目前主打的沥青产品牌号为AH-70号、AH-90号、AH-110号和AH-130号，可采用以常减压装置深拔得到的不同针入度的减压渣油作为沥青调合的硬组分，以富含芳烃的糠醛抽出油作为软组分，同时添加沥青改性剂，沥青软组分和改性剂以合适流量混入沥青硬组分中，利用静态混合器合和剪切匀化机混合进入沥青调合罐，在剪切匀化机后在线取样分析沥青部分质量指标，适时调整。对进入沥青调合罐后不合格的沥青可利用罐内调合的方法对沥青产品个别质量指标进行微调。不同沥青产品牌号调合控制指标及调整方法参考如表1;工艺控制点及取样分析点如图2。

　　表1：不同沥青产品牌号调合控制指标及调整方法 控制指标 沥青产品型号 调整方法 备注 AH-70 AH-90 AH-110 AH-130 减压渣油 针入度 45-60 60-75 80-95 90-115 控制点①调整操作 闪点为协议指标 闪点 ≮235℃ 控制点①调整操作 减压渣油：沥青改性剂 9：1 10：1 12：1 13：1 控制点②调整沥青改性剂流量 根据在线分析结果适时调整 在线取样分析 针入度 60-80 80-100 100-120 120-140 控制点③调整糠醛抽出油流量 烘箱后延度 ≮10mm 控制点②调整沥青改性剂流量 调合温度 140—150℃ 控制点①调整出装置温度 适时调整 沥青罐取样分析全项指标 合格 控制点④调整改性剂用量;控制点⑤调整糠醛抽出油用量 根据不合格项调整 控制点①为常减压装置操作控制;

　　控制点②为 减压渣油/沥青改性剂 流量比例调节阀组控制;

　　控制点③为 减压渣油/糠醛抽出油 流量比例调节阀组控制;

　　控制点④为沥青改性剂用量控制;

　　控制点⑤为糠醛抽出油用量控制。

　　2、组合工艺设备特点

　　静态混合器是在线调合的主要设备，相对动态混合设备(如搅拌、剪切匀化等)而提出的，所谓静态混合，就是在管道内放置特别的、结构规则的构件，当两种或更多种流体及粉末等物质通过这些构件时被不断地切割和转向，使之混合均匀。但对于西安石化分公司利用塔河减压渣油生产沥青产品的工艺过程中需加入含有橡胶聚合物固体颗粒的改性剂，在混合这种含固体橡胶聚合物的沥青胶液时，固体颗粒不仅要在液体中分散尽量均匀，而且固体颗粒要充分溶解于液体中，并释放黏度，单靠静态混合器混合将很难实现。因此，将静态混合器与动态混合设备剪切匀化机结合使用对沥青不同调合组分将起到更好的分散作用，还能促进橡胶聚合物释放黏度有利于沥青产品质量的提高和稳定。

　　3、沥青调合组合工艺的优点

　　(1)西安石化分公司重交沥青生产调合过程中经常需要在减压渣油中添加两种甚至是多种沥青调合组分，沥青调合使用的软组分糠醛抽出油若与减压渣油混合不均匀很容易导致调合沥青罐上下沥青针入度产生巨大差异，延长沥青的调合周期，降低沥青调合罐使用率，严重时还可能造成沥青罐憋罐，影响常减压装置加工量。采用组合工艺后则可以根据在线取样分析各组分的混合结果，适时调整，避免沥青调合罐混合不匀，有效提高调合一次合格率和沥青罐使用率。

　　(2)组合工艺不仅将沥青各调合组分经静态混合器和剪切匀化机均匀混合，还有利于橡胶聚合物颗粒均匀分散在沥青胶液中，使沥青形成稳定的胶体结构，促使橡胶聚合物释放黏度，充分发挥其改性、增延效果，有利于沥青产品质量的稳定和提高，降低沥青改性剂的添加量，节约沥青调合生产成本。

　　(3)组合工艺能缩短沥青调合周期时间，减少沥青与空气直接接触时间，降低沥青的质量损失和质量衰减。

　　(4)组合工艺能合理利用沥青出装置温度，控制沥青调合温度在140℃—150℃的最佳温度，有利于沥青的调合效果。

　　(5)组合工艺能缩短沥青调合时的存储时间，有利于降低装置蒸汽消耗和动力消耗。

　　五、结语

　　综上所述，采用在线调合和罐内调合组合工艺，对常减压装置生产的减压渣油出装置指标适当调整，选用合适的糠醛抽出油和沥青改性剂添加比生产重交沥青能有效提高沥青产品调合一次合格率、沥青储罐利用率和提高沥青调合生产处理量，有利于沥青产品质量的稳定和提高，降低调合装置能耗、热量损失和A级道路沥青产品的生产成本等。

　　参考文献

　　【1】 蒋福山 刘敬东 迪松林;新疆重质混合原油研制高等级道路沥青;石油炼制与化工，第37卷第7期

　　【2】柴志杰 黄婉利 刘慧敏 沈家永 罗望群;沥青调合工艺应用研究;石油沥青，第22卷第3期