石油樹脂加氫前后處理工藝分析

張陽志?常迪

摘 要 石油樹脂加氫前，要依據(jù)石油樹脂在各種溶劑中溶解程度的實驗結(jié)果，選擇對石油樹脂溶解性最好的溶劑。物料進行加氫反應后，試驗液體通過減壓蒸餾分離出加氫溶劑，用于循環(huán)套。最后選取合理的實驗分析方法來考察溶劑對石油樹脂加氫的性能影響。

關(guān)鍵詞 石油樹脂;加氫;前后處理;工藝分析

引言

加氫石油樹脂主要由雙環(huán)戊二烯等通過特殊的工藝，在一定的溫度和壓力條件下，經(jīng)聚合反應而生成的低分子量的聚合物，經(jīng)預處理、聚合、加氫、精制等工序后生產(chǎn)的產(chǎn)品。

1工藝前處理

1.1 加氫用溶劑

石油樹脂加氫溶劑一般采用環(huán)己烷、均三甲苯、礦物精油、偏三甲苯等，溶劑本身不參加反應，其作用是便于樹脂的輸送，另一方面也可以使加氫后的樹脂盡快地在催化劑上脫附，以減少結(jié)焦，保證催化劑長周期運轉(zhuǎn)。因此，我們在篩選溶劑時，要注意選擇對石油樹脂有較強溶解能力并在反應條件下能保持液相的溶劑。

1.2 溶劑對石油樹脂的溶解度

溶劑對石油樹脂的溶解度是指在恒定溫度下，樹脂和溶劑經(jīng)2小時攪拌后所能溶解樹脂的最大重量百分含量。經(jīng)過溶解度的比較，一般溶劑對石油樹脂的溶解度較小，而偏三甲苯對樹脂的溶解度最大，所以本試驗選擇偏三甲苯作為溶劑。偏三甲苯用作溶劑之前需加氫，飽和其中的部分苯環(huán)，使得樹脂加氫時溶劑不參加反應[1]。

1.3 加氫偏三甲苯在不同溫度時對樹脂的溶解度

樹脂在偏三甲苯中溶解，溫度為25～35℃時溶解得較快，此時偏三甲苯的溶解能力較大。溫度超過35℃后，偏三甲苯的溶解能力減小，樹脂溶解較慢。所以，我們選擇在常溫下溶解石油樹脂原料。

1.4 原料的預處理及調(diào)制方法

石油樹脂原料大多呈現(xiàn)塊狀，在溶劑配制過程中，需設置一個攪拌釜，以間歇操作方式，在釜中加入石油樹脂后再通過加入偏三甲苯溶劑進行升溫溶解。雖然再偏三甲苯溶劑對樹脂的溶解程度達到50%或者更高，但是原料液體的濃度不適合太高，否則就會由于原料液的黏度較大導致管道的堵塞，影響后續(xù)加氫反應的進行，一般推薦的濃度在30%左右[2]。并且調(diào)制好的原料液在進行加氫化學反應前，必須過濾掉存在的雜質(zhì)以免造成雜質(zhì)堵塞管道的現(xiàn)象以及對后續(xù)加氫反應的影響。

2工藝后的處理

2.1 蒸餾

將加氫后的溶液進行蒸餾除去不參加反應的溶劑即可得到石油樹脂。蒸出的溶劑回收循環(huán)使用，蒸餾后的樣品為淺色固態(tài)塊狀物體。蒸餾采用R-201型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，蒸餾時應將蒸餾系統(tǒng)減壓到真空度至少為0.09MPa，真空度升高，也有利于蒸餾溫度不需太高即可使樹脂的軟化點達110℃以上。為了不影響加氫樹脂本來的性質(zhì)，蒸餾前向試樣中加少許抗氧化劑，防止樹脂因氧化而顏色變深，并選用蒸餾的最佳條件：真空度0.01Mpa，加熱溫度150℃[3]。

2.2 石油樹脂加氫后的性能解析

在加氫后的C5～C9共聚石油與未加氫的色相性能相比較，未加氫的石油樹脂色相為11，加氫的石油樹脂為1、加氫的石油樹脂軟化點為130，未加氫樹脂的軟化點為90、其溴值加氫樹脂為0.9，可知在石油樹脂加氫后其顏色會變淺，石油樹脂軟化性能相對降低。加氫后冷聚石油的性能會有所改變，加氫后石油樹脂的性能會更好，具體可以從顏色的對比方法和石油樹脂的軟化程度與溴值容量來比較。

3相關(guān)石油樹脂處理工藝試驗

3.1 芳烴石油樹脂加氫工藝

通過對芳烴石油樹脂在集中催化劑情況下的加氫條件，確定采用錫多金屬催化劑能得到呈白色的加氫石油樹脂，配合廉價容易獲取的高效溶解試劑S105加入氫原料能使石油樹脂的濃度達到50%的程度，可以有效抵制加氫產(chǎn)生負面的化學反應，大大降低工藝消耗的生產(chǎn)成本，提高石油樹脂加氫工藝在經(jīng)濟方面的可行性。在試驗的原料上可以用911芳烴石油樹脂，其性質(zhì)、色相、軟化點及熱量相對穩(wěn)定。分析色相采用為鐵-鉆比色法，測量樣品可以使樹脂甲苯溶液，熱穩(wěn)定性分析要將樣品在175℃下熱處理5h后再進行比色，軟化點采用環(huán)球法。

3.2 C9石油樹脂加氫工藝

原料要選取軟化點為136.5℃，色相為10的石油樹脂，試驗溶劑可以在實驗室自制，自制的溶劑在加氫的過程中不參加反應，采用兩套100mL的固定床作為實驗裝置來進行C9石油樹脂的加氫處理。試驗分為催化加氫和后處理兩部分，重點在于加氫，按照一定的工藝條件將C9石油樹脂溶液進行加氫來得到加氫后的C9石油樹脂溶液，控制蒸餾裝置的溫度進行常、減壓蒸餾，把蒸發(fā)后的溶劑進行循環(huán)使用，等加氫樹脂冷卻后成型?？梢砸罁?jù)賽波特顏色測定法，測量的樣式是10%的甲苯溶液，軟化點采用環(huán)球法來進行分析。

3.3 試驗結(jié)果討論

用自制的S105溶解試劑可以把芳石油樹脂加氫的原料濃度提高50%，配在金屬催化劑最佳的條件下，得到的軟化點高于90%溴值小于2gBr2，以及熱穩(wěn)定性良好的水白色加氫石油樹脂，這樣可以有效的抵制加氫降解的副反應，同時也能降低試驗所消耗的生產(chǎn)成本。相對比C9石油樹脂，相互融合反應可以得知C9樹脂的顏色大多數(shù)比較深，C9樹脂的熱量穩(wěn)定性能比較差，而且苯環(huán)的存在使C9樹脂的顏色發(fā)成改變、C9樹脂與其他樹脂的兼容性質(zhì)和穩(wěn)定性能，大大地限制了樹脂的應用范圍。

4結(jié)束語

隨著人們的消費水平提高，人們對膠粘劑、路標線漆的品質(zhì)要求也越來越高，對于產(chǎn)品的環(huán)保性也提出了新的要求。溶劑的選擇對加氫工藝路線的影響至關(guān)重要，本文通過對加氫石油溶劑度實驗，得出偏三甲苯在55～65℃條件下進行溶解，溶解度較好，適合用于加氫前處理。并且本文也對石油樹脂加氫工藝進行了相關(guān)介紹，以供同行參考。

參考文獻

[1] 呂文君.石油樹脂的生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展狀況[J].西北民族大學學報（自然科學版），2003，24（50）：342-343.

[2] 范國寧，韓萍，杜燁.C5石油樹脂加氫催化劑中Pd元素質(zhì)量分數(shù)的測定[J].石化技術(shù)與應用，2016，34（3）：249-250.

[3] 盧勇，武克鋒.C5加氫石油樹脂產(chǎn)品揮發(fā)性氣體中苯系物的分析研究[J].塑料助劑，2016，（2）：39-40.