1-十六烯烷基化降低煤沥青中毒性多环芳烃含量的研究

因含烷基的芳烃特别是被长链烷基取代的芳烃,其潜在毒性显著降低,尝试用傅-克烷基化反应来转化煤沥青中的毒性多环芳烃(PAHs).选用蒽作为多环芳烃模型化合物来研究其烷基化反应条件,从5种烷基化剂和6种催化剂中分别筛选出1-十六烯和磷钨酸,优化反应温度为170℃,反应时间为2h,蒽的转化率达到100%,烷基蒽收率为35.46%.与煤沥青的反应表明:US EPA优先监控的16种多环芳烃总含量降低37.88%,利用Wiles毒性当量因子计算得到苯并[a]芘等量毒性降低率为45.97%.FTIR表征发现,改性后的沥青滤液中多环芳烃发生了烷基取代反应;TG表征说明改性后残渣结焦率上升,热稳定性提高.     

高蜡含量减压渣油与催化油浆调合制道路沥青性能评价

针对催化裂化油浆与高蜡含量的减压渣油调合生产道路沥青存在的针入度指数和延伸度低的缺点,通过加入PI值改进剂和增延剂,对调合沥青进行轻度改性。制备符合70B标准的道路沥青。对制得道路沥青试样进行性能评价研究,包括沥青胶结料常规性能评价、沥青胶结料SHRP性能分级评价、沥青混合料性能评价等。评价结果显示,通过该工艺生产的道路沥青满足技术指标要求。     

阻燃沥青主要性能研究

采用石油沥青及阻燃添加剂等为基础原料，研制出用于公路火灾易发路段及隧道路面的阻燃沥青铺筑材料。其常规性能符合GB／T15180规定的技术要求，阻燃性能极限氧指数满足GB2406规定的技术要求。采用不同温度下三点针入度回归计算，考察了阻燃沥青的使用性能，并与国内外几种典型道路沥青的使用性能进行了比较。结果表明，该沥青不仅具有良好的阻燃性能而且还具有良好的感温性能、高温稳定性、低温抗裂性以及较大的粘弹区间，能够满足铺装隧道路面的性能要求。     

煤沥青溶解性及可溶物中的多环芳烃分布

选用石油醚、甲醇和二硫化碳等9种常见有机溶剂对山西某厂所产煤沥青(简称CTP)进行超声萃取,对比萃取率和溶剂溶解度参数,发现溶解度参数在9~10(cal/cm3)1/2的溶剂对CTP煤沥青有较好的溶解性。采用气相色谱仪(GC)定量分析各萃取物中多环芳烃的含量,然后对各萃取物进行红外光谱(FTIR)测试,并且对FTIR光谱图进行分峰拟合,以此来研究煤沥青中芳环结构在不同溶剂中的分布特征。结果表明:在9种溶剂的萃取物中均检测到了美国环保署优先监控的除苊烯外的有毒多环芳烃;各萃取物中荧蒽的含量均为最高,且石油醚和正己烷对荧蒽的萃取选择性较好,通过后续分离手段有望获得荧蒽纯品;各萃取物中检测到的多环芳烃主要以高致癌的苯并芘和二苯蒽等环数为4或5的芳烃为主,且环己烷可高选择性地萃取这些芳烃,因此在对CTP进行脱毒时,可选择环己烷作为介质,以实现煤沥青高效脱毒的目的。根据红外拟合参数结果,对比了各萃取物的芳香度和芳环的缩合程度,发现二硫化碳和甲苯等萃取物的芳香度和芳环缩合度较大,可作为生产炭材料的前驱体。     

石油沥青与煤焦油沥青混溶反应前后可析出多环芳烃含量的变化

将90#石油沥青(PP)和中温煤焦油沥青(CTP)混溶于甲苯中,在KHSO_4催化下,研究了混合沥青中16种多环芳烃(PAHs)的变化量,考察了PP/CTP共混比例、KHSO_4加入量、反应温度和反应时间对实验结果的影响;采用元素分析、FTIR、~1H NMR及沥青族组成等方法对试样结构进行分析,并利用Brown-Ladner法计算了改性沥青与基质沥青间的结构变化。实验结果表明,在PP/CTP质量比为3:1、KHSO_4添加量为3%(w)、反应温度50℃、反应时间2 h的条件下,PP和CTP共混反应改性所得改性沥青的16种PAHs检出量降低率达到73.97%,苯并[a]芘检出量降低率达到51.85%;PP中带有活性基团的成分与CTP中的PAHs发生部分烷基化反应,使PAHs含量降低;且CTP与PP在甲苯的作用下发生组分重组,形成新的类胶体物质,抑制了部分PAHs的释放。     

烷基化法降低煤焦油沥青中毒性多环芳烃含量的研究进展

煤焦油沥青（简称“煤沥青”）是高温煤焦油常减压蒸馏后的残余物，尽管煤沥青在中国产量很大，但由于其具有较高毒性，因此限制了它的广泛应用。通过固体13C NMR和气相色谱/质谱联用等技术发现煤沥青的毒性来源于其含有大量的毒性多环芳烃(PAHs)，包括美国环保署(EPA)优先监控的16种PAHs，如荧蒽、芘和苯并[a]芘等。介绍了煤沥青的各种抑毒改性方法，包括化学交联法和物理化学法，现有的研究主要集中在化学交联法；通过对比煤沥青与石油沥青的分子结构，发现石油沥青中具有较高的脂肪族烃类，提出通过长链烯烃烷基化的方法，在PAHs上加上烷基侧链，生成无毒的长链烷基取代PAHs，以抑制煤沥青的毒性。因此重点阐述了烷基化交联改性方法，详细总结该方法的反应原理、所使用的催化剂，并对国内外有关改性试验结果和理论研究工作进行了综合分析，首先使用高斯模拟16种PAHs与烯烃的烷基化反应，得出其反应的一般规律；其次选取模型化合物进行烷基化反应，探讨在煤沥青改性过程中相关PAHs可能发生的反应及反应机理；最后将模型化合物烷基化实验所得到的反应条件应用到真实煤沥青体系，并分析改性前后煤沥青中美国环保署优先监控16种...     

煤沥青和石油沥青共混改性的研究进展

煤焦油沥青（简称煤沥青）具有良好的路用性能，可以替代部分石油沥青，降低对外来沥青的依赖，提高煤沥青的资源化利用，但是煤沥青中存在大量毒性多环芳烃（PAHs），限制了它的广泛应用。本文介绍了煤沥青和石油沥青二者共混的改性方法，并对其进行了系统总结，通过对比现有改性沥青的研究，发现当前的改性手段主要以化学方法为主，改性效果最佳，得出改性过程的主要局限在于如何抑制煤沥青中PAHs的毒性，减少对环境的危害；同时分析并阐释了共混改性沥青可能的物理和化学改性过程及作用机理，对下一步的研究方向和发展进行了展望，提出从物理增容剂的开发和化学催化剂的筛选来做进一步的研究，希望为国内外的沥青改性提供一定的借鉴参考。