Composiciones de asfalto y procedimientos para su preparación.

Un procedimiento de preparación de un asfalto modificado con un polímero que comprende:

- el suministro de una fuente de un asfalto puro; el calentamiento de dicho asfalto puro;

- el suministro de una fuente de un ácido fosfórico;

- la adición de dicho ácido a dicho asfalto puro después de la etapa de calentamiento de dicho asfalto puro;

el suministro de una fuente de un polímero;

- la adición de dicho polímero a dicho asfalto puro para formar una mezcla después de la etapa de adición de dicho ácido a dicho asfalto puro, en el que dicha mezcla es un concentrado que comprende entre el 10% en peso y el 20% en peso de dicho polímero;

- el suministro de una fuente de un asfalto de dilución;

- la adición de dicha mezcla a dicho asfalto de dilución para formar un producto diluido, y

- la mezcla de dicho producto diluido.

Composiciones de asfalto y procedimientos para su preparación Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención La presente invención se refiere de manera general al campo de los procedimientos para la preparación de composiciones de asfalto. Más en particular, la presente invención se refiere a procedimientos que incluyen la adición, en momentos específicos, tanto de un polímero como de una fuente de ácido polifosfórico. Así, la composición de asfalto se puede denominar modificada con un polímero.

2. Discusión de la técnica relacionada Históricamente a las composiciones de asfalto se le han añadido polímeros. Los asfaltos poliméricos de la técnica anterior del tipo considerados en el presente documento, a veces denominados asfaltos modificados con un polímero, son muy conocidos por los expertos en la materia. Un asfalto modificado con un polímero convencional normalmente está basado en la adición de un elastómero termoplástico al asfalto. El polímero mejora el comportamiento del asfalto. Sin embargo, los aditivos poliméricos son relativamente caros. Así, un problema ya reconocido previamente ha sido que los asfaltos modificados con un polímero son costosos.

En el pasado se han añadido ácidos minerales a las composiciones de asfalto. Los asfaltos que contienen ácido de la técnica anterior del tipo en consideración en el presente documento, a veces denominados asfaltos modificados con un ácido, también son muy conocidos por los expertos en la materia. Un asfalto modificado con un ácido convencional normalmente está basado en la adición de un ácido mineral a un asfalto soplado por aire. El documento DE 2 255 173 describe una composición de asfalto que comprende el 88, 5% en peso de asfalto; el 10% en peso de polímero y el 1, 5% en peso de ácido o-fosfórico, por ejemplo, ácido polifosfórico (es decir, Hn+2PnO3n+1, en donde n> 1) que se puede añadir al asfalto soplado por aire en forma de pentóxido de fósforo (es decir, P2O5) . El ácido mejora el comportamiento a baja temperatura del asfalto soplado por aire. Un problema ya reconocido previamente ha sido que la adición de ácido polifosfórico al asfalto soplado por aire conlleva un compromiso entre las propiedades.

Las refinerías de petróleo están diseñadas para refinar determinados tipos de crudos. Una refinería diseñada para refinar crudo dulce ligero no podría refinar de manera eficiente un crudo pesado, en caso de ser capaz. Los crudos pesados no requieren un procesamiento tan severo como los crudos ligeros.

Los crudos dulces y amargos se definen de esta forma en función del porcentaje de azufre contenido en el crudo. El punto de inflexión entre crudos dulces y amargos no está bien definido, pero en general un porcentaje en peso inferior al 2% se considera que es dulce, mientras que un porcentaje en peso superior al 2% se considera que es amargo. La mayoría del azufre en el crudo permanece en la fracción con el punto de ebullición más elevado o en el residuo del fondo, el asfalto. Dado que un crudo dulce ligero podría producir sólo el 15% de asfalto y un crudo amargo pesado podría producir el 50% de asfalto, el asfalto procedente del crudo dulce ligero en realidad puede contener un mayor porcentaje de azufre.

Los crudos pesados y ligeros se definen de esta forma en función de la densidad API o la densidad específica del crudo. La densidad API y la densidad específica se relacionan mediante la siguiente ecuación, DE = (141, 5) / (131, 5 + API) en la que cuanto mayor sea la API, menor será la DE. Densidades API elevadas son indicativas de crudos ligeros, mientras que densidades API bajas son indicativas de crudos pesados. El punto de inflexión entre los crudos pesados y ligeros no está bien definido, pero en general una densidad API inferior a 25 se considera que es de un crudo pesado, mientras que una densidad API superior a 25 se considera que es de un crudo ligero.

Un compuesto aromático se puede describir como aquellos compuestos que presentan propiedades físicas y químicas que se asemejan a las del benceno. Un compuesto nafténico se describe como aquellos compuestos que presentan propiedades físicas y químicas que se asemejan a las de ciclopentano, ciclohexano, cicloheptano, u otros homólogos nafténicos derivados del petróleo. En general, el punto de inflexión entre los asfaltos aromáticos y nafténicos se considera que es del 70% en compuestos cíclicos a partir de un análisis de Iatroscan. Si el contenido en compuestos cíclicos es superior al 70% se considera que son aromáticos, mientras que si es inferior al 60% se considera que son nafténicos.

En 1987 se estableció el Strategic Highway Research Program (SHRP) para mejorar el comportamiento y la durabilidad de las carreteras de Estados Unidos y para conseguir que esas carreteras sean más seguras tanto para automovilistas como para trabajadores de carreteras. Uno de los resultados del SHRP fue el desarrollo de las especificaciones para asfaltos Superior Performing Asphalt Pavements (SUPERPAVE™) . El sistema SUPERPAVE™ especifica las técnicas de caracterización de materiales y sus resultados para la certificación del comportamiento del asfalto dentro de intervalos de temperatura (por ejemplo, 70-22: desde +70°C hasta -22°C) . Al especificar los límites aceptables para los resultados de caracterización, en vez de alguna composición particular, las especificaciones SUPERPAVE™ no dependen del material. Así, un usuario final puede requerir que un asfalto

cumpla una especificación SUPERPAVE™ particular y estar razonablemente seguro de que el asfalto instalado se comportará de manera satisfactoria, sin tener en cuenta la fuente de crudo específica u otros parámetros de la composición, controlando de esta forma la formación de roderas, el agrietamiento a bajas temperaturas y el agrietamiento por fatiga. Así, se ha generado una necesidad reconocida recientemente para que composiciones y procedimientos cumplan las especificaciones SUPERPAVE™ de forma consistente y eficaz.

Resumen y objetos de la invención A modo de resumen, la presente invención se refiere a procedimientos para la preparación de asfaltos mediante la adición de ácido polifosfórico y un polímero, con especial cuidado al período de tiempo durante el cual se introducen estos componentes. Los efectos de la presente invención, que suponen mejoras sustanciales, son ampliar el intervalo de temperaturas en el que se puede conseguir un comportamiento satisfactorio para una composición de asfalto dada, o como corolario, reducir la cantidad de aditivo polimérico que de otro modo sería necesaria para conseguir un comportamiento satisfactorio dentro de un intervalo de temperaturas.

Estos y otros aspectos y objetos de la presente invención se apreciarán y entenderán mejor cuando se consideren junto con la siguiente descripción y los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos Una idea clara de las ventajas y características que constituyen la presente invención, y de la construcción y funcionamiento de los mecanismos típicos proporcionados con la presente invención, se harán más fácilmente evidentes en referencia a las formas de realización ejemplares, y por tanto no limitantes, ilustradas en los dibujos adjuntos y que forman una parte de esta memoria descriptiva, en las que números de referencia similares designan elementos idénticos en diferentes vistas, y en las que:

La Figura 1 ilustra una vista esquemática de bloques de un primer proceso según la presente invención;

La Figura 2 ilustra una vista esquemática de bloques de un segundo proceso según la presente invención;

La Figura 3 ilustra una vista esquemática de bloques de un tercer proceso según la presente invención;

La Figura 4 ilustra una vista esquemática de bloques de un cuarto proceso según la presente invención; y

La Figura 5 ilustra una vista esquemática de bloques de un quinto proceso según la presente invención.

Descripción de formas de realización preferidas La presente invención y sus diversas características y detalles ventajosos se explican con más detalle en referencia a las formas de realización no limitantes que se ilustran en los dibujos adjuntos y detallados en la siguiente descripción. Se omiten las descripciones de componentes y técnicas de procesamiento muy conocidos para así no oscurecer innecesariamente la presente invención en detalle.

En referencia a la Figura 1, en un primer procedimiento un asfalto puro se somete a una etapa de calentamiento 10. Mientras el asfalto puro está caliente, se introduce un ácido mineral en una etapa ácida 20. A continuación se lleva a cabo una etapa de mezcla 30 durante un periodo de tiempo de entre... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de preparación de un asfalto modificado con un polímero que comprende:

- el suministro de una fuente de un asfalto puro; el calentamiento de dicho asfalto puro;

- el suministro de una fuente de un ácido fosfórico;

- la adición de dicho ácido a dicho asfalto puro después de la etapa de calentamiento de dicho asfalto puro; el suministro de una fuente de un polímero;

- la adición de dicho polímero a dicho asfalto puro para formar una mezcla después de la etapa de adición de dicho ácido a dicho asfalto puro, en el que dicha mezcla es un concentrado que comprende entre el 10% en peso y el 20% en peso de dicho polímero;

- el suministro de una fuente de un asfalto de dilución;

- la adición de dicha mezcla a dicho asfalto de dilución para formar un producto diluido, y

- la mezcla de dicho producto diluido.

2. Un procedimiento de preparación de un asfalto modificado con un polímero según la reivindicación 1, que comprende:

- el suministro de una fuente de un asfalto puro;

- el calentamiento de dicho asfalto puro;

- el suministro de una fuente de un ácido fosfórico;

- la adición de dicho ácido a dicho asfalto puro, después de la etapa de calentamiento de dicho asfalto puro;

- la mezcla de dicho asfalto puro durante un periodo de tiempo de entre 1 hora y 2 horas, después de la etapa de adición de dicho ácido;

- el calentamiento adicional de dicho asfalto puro a una temperatura de 149°C a 204°C, después de la etapa de mezcla de dicho asfalto puro;

- el suministro de una fuente de un polímero,

- la adición de dicho polímero a dicho asfalto puro para formar una mezcla después de la etapa de calentamiento adicional de dicho asfalto puro, en la que dicha mezcla es un concentrado que comprende entre el 10% en peso y el 20% en peso de dicho polímero;

- el suministro de una fuente de un asfalto de dilución;

- la adición de dicha mezcla a dicho asfalto de dilución para formar un producto diluido, y

- la mezcla de dicho producto diluido.

3. Un procedimiento de preparación de un asfalto modificado con un polímero que comprende:

- el suministro de una fuente de un asfalto puro;

- el calentamiento de dicho asfalto puro;

- el suministro de una fuente de un polímero,

- la adición de dicho polímero a dicho asfalto puro para formar una mezcla después de la etapa de calentamiento de dicho asfalto puro, en la que dicha mezcla es un concentrado que comprende entre el 10% en peso y el 20% en peso de dicho polímero;

- el suministro de una fuente de un asfalto de dilución;

- el suministro de una fuente de un ácido fosfórico;

- la adición de dicho ácido a dicho asfalto de dilución;

- la adición de dicha mezcla a dicho asfalto de dilución para formar un producto diluido después de la etapa de adición de dicho ácido a dicho asfalto de dilución, y

- la mezcla de dicho producto diluido.

4.Un procedimiento de preparación de un asfalto modificado con un polímero que comprende:

- el suministro de una fuente de un asfalto puro;

- el calentamiento de dicho asfalto puro;

- el suministro de una fuente de un polímero,

- la adición de dicho polímero a dicho asfalto puro para formar una mezcla después de la etapa de calentamiento de dicho asfalto puro, en la que dicha mezcla es un concentrado que comprende entre el 10% en peso y el 20% en peso de dicho polímero;

- el suministro de una fuente de un asfalto de dilución;

- el suministro de una fuente de un ácido fosfórico;

- la adición tanto de dicha mezcla como de dicho ácido a dicho asfalto de dilución de manera simultánea para formar un producto diluido, y

- la mezcla de dicho producto diluido.

5. Un procedimiento de preparación de un asfalto modificado con un polímero que comprende:

- el suministro de una fuente de un asfalto puro;

- el calentamiento de dicho asfalto puro;

- el suministro de una fuente de un polímero,

- la adición de dicho polímero a dicho asfalto puro para formar una mezcla después de la etapa de calentamiento de dicho asfalto puro, en la que dicha mezcla es un concentrado que comprende entre el 10% en peso y el 20% en peso de dicho polímero;

- el suministro de una fuente de un asfalto de dilución; 5 - la adición de dicha mezcla a dicho asfalto de dilución para formar un producto diluido;

- la mezcla de dicho producto diluido;

- el suministro de una fuente de un ácido fosfórico, y la adición de dicho ácido a dicho producto diluido después de la etapa de mezcla de dicho producto diluido.

6. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que dicha temperatura es de 162°C a 190°C.

7. El procedimiento de la reivindicación 3 ó 4, que comprende además la adición de un agregado a dicho producto diluido.

8. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2 ó 3 ó 4 ó 5, en el que dicha etapa de adición de dicho ácido incluye la adición de dicho ácido en una cantidad de entre el 0, 1% y el 1, 0% en peso de dicho asfalto modificado con un polímero.

9. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2 ó 3 ó 4 ó 5, en el que dicha etapa de adición de dicho ácido incluye la adición de una fuente de un ácido polifosfórico, y dicho ácido se añade en una cantidad del 0, 4% en peso de dicho asfalto modificado con un polímero.

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