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中温煤沥青改性制备道路沥青的研究
| 论文题名： | 中温煤沥青改性制备道路沥青的研究 |
| 关键词： | 中温煤沥青;FCC油浆;热解反应;氢转移;道路沥青 |
| 摘要： | 道路沥青是一种筑路材料，主要作为黏结剂用于铺筑路面或用作屋面材料等，目前其生产方法主要有：减压蒸馏适宜的原油、浅度氧化处理减压渣油或脱去丙烷中的沥青、混合不同性质的沥青。道路沥青的生产规模和生产质量都随着我国道路建设的快速发展而被提出更高的要求。 煤沥青是煤焦油深加工过程中的副产物，按加工时温度的不同可以将煤沥青分为高温煤沥青、中温煤沥青和低温煤沥青三种。通过索氏抽提对中温煤沥青的分析可知γ树脂是中温煤沥青的主要成分。利用傅里叶红外光谱及核磁共振波谱对原料的分析，得出了中温煤沥青的红外吸收峰主要在芳烃的吸收区内，氢取代多发生在芳环上，而FCC油浆的红外吸收峰主要在脂肪烃的吸收区内，氢取代多发生在脂肪烃上。气相色谱质谱联用仪检测出了原料组分中各个物质的结构和含量，得出了中温煤沥青中主要以多环缩合芳烃为主，芳香环排列比较致密呈迫位结构缩合，分子上带有少量的烷基侧链。FCC油浆中芳香环排列比较疏松，呈渺位缩合，分子结构带有较多的环烷结构和烷基侧链。 道路沥青的制备深受原料的添加比例和反应温度的影响，本文考察了热聚合反应的温度和时间对道路沥青的影响，得出了反应温度在410℃-440℃，中温煤沥青与FCC油浆添加比例在1:1和3:2时所制得的反应产物均能达到道路石油沥青的行业标准。本文还考察了催化剂的添加对反应产物的影响。通过一定的分析手段发现，催化剂的添加对反应产物的性能有一定的改善作用，但影响较小。 中温煤沥青的改性机理未得到系统性研究是制约这一技术发展的重要因素，本文通过对反应产物进行分析，对中温煤沥青的改性机理进行了初步探究。通过索氏抽提器对反应产物的分析，得出了反应产物的α树脂含量明显降低，反应产物的流动性、粘结力均得到提高。利用傅里叶红外光谱仪、核磁共振波谱仪、气质联用仪对反应产物进行分析，发现在热解过程中富氢的FCC油浆主要作为供氢溶剂，反应过程中长链烷烃发生断裂，链长变短，并且发生了氢转移及烷基转移，使反应产物的分子结构趋于均匀，各项性能指标得到提高。 |
| 作者： | 杜立鹏 |
| 专业： | 化学工程 |
| 导师： | 王留成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 郑州大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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