間戊二烯C5石油樹脂的生產(chǎn)應(yīng)用研究

馬庭飛

(新疆克拉瑪依市天利恒華石化有限公司，新疆 克拉瑪依 838600)

1 C5石油樹脂的概念分析

通常來說，在乙烯工業(yè)中都會(huì)生成多種副產(chǎn)品，其中C5餾分在乙烯總產(chǎn)量中的占比可達(dá)到11%～14%左右，因此如何在將節(jié)省乙烯生產(chǎn)成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)石油資源的合理利用就成為了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中亟待解決的問題。C5石油樹脂是以乙烯裝置副產(chǎn)的裂解C5餾分作為原料，經(jīng)分離、聚合處理后得到的一種呈淡黃色的固態(tài)，相對(duì)分子質(zhì)量在2 000以下的低分子聚合物，它的主要特點(diǎn)有熔點(diǎn)低、酸值小、黏合性強(qiáng)、利于混溶、耐化學(xué)品以及耐水等等。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，C5在化工領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用變得更加廣泛[1]。

C5石油樹脂通常是采取C5餾分中主要是間戊二烯含量超過60%的鏈烯烴混合物經(jīng)陽離子催化聚合方法制備的脂肪族C5石油樹脂以及采取C5餾分中的雙環(huán)戊二烯作為主要原料經(jīng)聚合制備的脂環(huán)族C5石油樹脂兩個(gè)大類。據(jù)有關(guān)資料顯示，C5與C9餾分的共聚樹脂、C5與其他物質(zhì)的共聚樹脂、雙環(huán)戊二烯與其他物質(zhì)的共聚樹脂等等，也屬于C5石油樹脂的范疇。C5石油樹脂簡單來說就是以乙烯裝置進(jìn)行裂解乙烯作為實(shí)際的原材料經(jīng)過一系列處理，聚合等等工藝生產(chǎn)得到的一種樹脂，自身的分子質(zhì)量保持在300～3 000。因?yàn)镃5石油樹脂的生產(chǎn)不能溶于水，但是容易熔接在有機(jī)溶劑當(dāng)中，具有耐酸，耐水，抗衰老等等一系列優(yōu)良的性能，C5石油樹脂的實(shí)際生產(chǎn)較為簡單，自身的作用和應(yīng)用行業(yè)非常廣泛，不但可以在膠水當(dāng)中作為添加劑還可以使用在油漆，防水材料的設(shè)計(jì)，涂料等等當(dāng)中，并且還可以通過對(duì)其性能的改善滿足不同的需求，現(xiàn)目前隨著我國對(duì)于C5石油樹脂的學(xué)術(shù)性研究不斷提高，品種的開發(fā)和生產(chǎn)的技術(shù)不斷提升，應(yīng)用范圍不斷增加，自身的應(yīng)用范圍不斷增加，具有非常重大的加工價(jià)值和生產(chǎn)價(jià)值[2]。

當(dāng)我們提到脂肪族C5石油樹脂時(shí)，首先想到的就是間戊二烯石油樹脂，它的數(shù)均分子量在300～2000。這種石油樹脂的主要鏈節(jié)是脂肪烴結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)有耐水、耐化學(xué)品、耐乙醇、易于混溶、酸值小、粘合性強(qiáng)等等。由于脂肪族C5石油樹脂的增粘性與熱穩(wěn)定性都比C5和C9餾分的共聚樹脂好很多，且顏色更淺，所以常被選作為生產(chǎn)壓敏膠等膠黏劑的原材料，同時(shí)在造紙、橡膠、油墨和涂料等行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果也十分理想。近幾年來，人們發(fā)現(xiàn)脂肪族C5石油樹脂在經(jīng)接枝完成改性后，在新領(lǐng)域中可以發(fā)揮獨(dú)特的作用。正因如此，脂肪族C5石油樹脂的生產(chǎn)技術(shù)及改性研究等才吸引了多方學(xué)者和專家的廣泛關(guān)注和重視。

使其功能上的缺陷有所轉(zhuǎn)變，這樣才能在各個(gè)領(lǐng)域中得到更加廣泛的應(yīng)用。

2 分析現(xiàn)階段石油樹脂生產(chǎn)的狀況

如今石油樹脂生產(chǎn)能力占第一位的國家是美國，其生產(chǎn)出的石油樹脂在世界石油樹脂總產(chǎn)量中的所占比例達(dá)到了55%左右。國際上生產(chǎn)出的石油樹脂產(chǎn)品在軟化點(diǎn)、色度、總體質(zhì)量上都已趨近成熟?，F(xiàn)如今我國部分企業(yè)正在使用的是國際上最為常見的加氫石油樹脂技術(shù)，比如揚(yáng)子石化公司。雖然我國擁有著大規(guī)模的石油樹脂生產(chǎn)企業(yè)，但由于絕大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模有限、產(chǎn)品形式單一、質(zhì)量水平較低等，所以在功能方面還有待進(jìn)一步完善。歐美部分國家的石油工業(yè)比較發(fā)達(dá)，大規(guī)模的石油樹脂生產(chǎn)企業(yè)隨處可見，因此他們的石油樹脂生產(chǎn)能力以及產(chǎn)品質(zhì)量水平都要更高一些。隨著我國石油產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，我國石油樹脂生產(chǎn)企業(yè)正朝著世界先進(jìn)企業(yè)方向大步前行，相信在不久的將來，我國大規(guī)模的石油樹脂生產(chǎn)企業(yè)將會(huì)越來越多，產(chǎn)品質(zhì)量和形式也會(huì)越變?cè)胶肹3]。

3 石油樹脂生產(chǎn)工藝的相關(guān)介紹

目前最為常見的兩種C5石油樹脂生產(chǎn)工藝分別是引發(fā)聚合工藝與催化聚合工藝。我國生產(chǎn)石油樹脂企業(yè)通常是使用第二種生產(chǎn)工藝，催化劑選用三氯化鋁。

3.1 石油樹脂生產(chǎn)的常規(guī)流程

在生產(chǎn)石油樹脂的實(shí)際過程中，一般是先把原料間戊二烯等加入到反應(yīng)釜中，期間就必須要使用到一種專業(yè)添加工具—泵。隨后再將甲苯與氯化鋁加入到反應(yīng)釜中，我們將其稱之為計(jì)量劑。因?yàn)槭蜆渲纳a(chǎn)過程本就屬于放熱反應(yīng)，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)釜的溫度也會(huì)隨之不斷上升，此時(shí)為了達(dá)到冷卻散熱的目的，就必須對(duì)其不斷地進(jìn)行攪拌，確保該反應(yīng)始終處在合理的溫度范圍以內(nèi)，時(shí)長為一到兩個(gè)小時(shí)，使反應(yīng)釜中不飽和的間戊二烯能被完全聚合，在采取堿洗中和處理法，隨后進(jìn)行到水洗，為的是充分去除石油中混雜的催化劑，這一過程要保持到pH值顯示為中性才能停止[4]。把反應(yīng)后的混合液加入到汽提釜中，再使用蒸餾法將混合液中的水與未反應(yīng)的C5餾分等物質(zhì)完全去除。期間要保證反應(yīng)設(shè)備的溫度始終處在230 ℃～250 ℃，待產(chǎn)品軟化點(diǎn)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后再用造粒機(jī)進(jìn)行處理，到這里我們就已經(jīng)完成了C5石油樹脂的初步生產(chǎn)流程。

3.2 在石油樹脂的生產(chǎn)過程中需要注意哪些問題

所有操作都要遵從相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行，避免在生產(chǎn)過程出現(xiàn)安全事故。在生產(chǎn)過程中要嚴(yán)加控制設(shè)備的反應(yīng)溫度和壓力值，當(dāng)反應(yīng)溫度下降時(shí)不允許采取加大進(jìn)料量的方式來升高反應(yīng)溫度。當(dāng)出現(xiàn)反應(yīng)溫度變化過于明顯的情況時(shí)，要按照中斷進(jìn)料—打開放空閥—加大循環(huán)水量的順序來進(jìn)行處理，隨后根據(jù)出現(xiàn)的問題來查明原因，并采取合理的解決措施。在反應(yīng)的中和水洗階段，要嚴(yán)加控制反應(yīng)的溫度、壓力、攪拌速度、破乳時(shí)間和劑量等，避免乳化現(xiàn)象的發(fā)生。除此之外，為了有效促進(jìn)樹脂軟化點(diǎn)提高的速度，可采取增大汽提釜的蒸汽量、生產(chǎn)系統(tǒng)的真空度及脫溶劑塔的溫度等措施[6]。

4 石油樹脂產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用和優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)原材料存在的區(qū)別不同的C5石油樹脂大體來說可以用于以下幾類，分別是混合C5石油樹脂，原料經(jīng)過初步的分析的混合C5蒸餾分離之后，脂肪族的C5石油樹脂濃縮成為間戊二烯，對(duì)于C5石油樹脂來說在多個(gè)行業(yè)都有大量的應(yīng)用，C5石油樹脂的實(shí)際生產(chǎn)較為簡單，自身的作用和應(yīng)用行業(yè)非常廣泛，不但可以在膠水當(dāng)中作為添加劑還可以使用在油漆，防水材料的設(shè)計(jì)，涂料等等當(dāng)中，并且還可以通過對(duì)其性能的改善滿足不同的需求，現(xiàn)目前隨著我國對(duì)于C5石油樹脂的學(xué)術(shù)性研究不斷提高，品種的開發(fā)和生產(chǎn)的技術(shù)不斷提升，應(yīng)用范圍不斷增加，自身的應(yīng)用范圍不斷增加，具有非常重大的加工價(jià)值和生產(chǎn)價(jià)值[6-7]。 石油樹脂的平均相對(duì)分子質(zhì)量主要與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度上升時(shí)，其平均相對(duì)分子質(zhì)量會(huì)相應(yīng)減小，軟化點(diǎn)會(huì)有所降低。因此對(duì)反應(yīng)溫度加以控制是極其關(guān)鍵的。據(jù)大量研究實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)反映聚合溫度在60 ℃～65 ℃，石油樹脂產(chǎn)品的平均相對(duì)分子質(zhì)量較小，軟化點(diǎn)較高。同時(shí)在增加催化劑量并減少溶劑量的情況下，不僅能使產(chǎn)品的融粘度降低，還能使其軟化點(diǎn)有所提高。再者就將一定量的單烯烴加入到石油樹脂產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，可以獲得更為理想的產(chǎn)品旋轉(zhuǎn)黏度、軟化點(diǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量，從而對(duì)其應(yīng)用于更多領(lǐng)域起到良好的促進(jìn)作用。

5 結(jié)語

現(xiàn)目前C5石油樹脂反應(yīng)開始向著規(guī)模化，大型化，多樣化，全面化趨勢發(fā)展和完善，我們應(yīng)當(dāng)全面加強(qiáng)對(duì)于C5石油樹脂的推廣力度，全面推動(dòng)C5石油樹脂在多行業(yè)和產(chǎn)業(yè)當(dāng)中的使用和煙酒當(dāng)中。 截止目前，我國石油樹脂生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展已經(jīng)歷了三十余年的時(shí)間，但我國在C5石油樹脂生產(chǎn)技術(shù)方面與世界大多數(shù)國家還是相差甚遠(yuǎn)。這主要是因?yàn)槲覈蜆渲a(chǎn)企業(yè)的技術(shù)和規(guī)模有限，生產(chǎn)成本降不下來，且產(chǎn)品質(zhì)量水平較低。所以，我們必須要加大對(duì)國外先進(jìn)石油樹脂生產(chǎn)技術(shù)的學(xué)習(xí)力度，結(jié)合我國現(xiàn)階段石油樹脂技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量的發(fā)展?fàn)顩r，制定出針對(duì)性的改良措施，使我國石油樹脂產(chǎn)品的質(zhì)量得以優(yōu)化，同時(shí)加大乙烯工業(yè)副產(chǎn)品的利用效率，使節(jié)約和充分利用有限的石油資源變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。