石油树脂加氢前后处理工艺分析

石油树脂加氢前后处理工艺分析

作者：张阳志常迪

来源：《科学与信息化》2020年第07期

摘要石油树脂加氢前，要依据石油树脂在各种溶剂中溶解程度的实验结果，选择对石油树脂溶解性最好的溶剂。物料进行加氢反应后，试验液体通过减压蒸馏分离出加氢溶剂，用于循环套。最后选取合理的实验分析方法来考察溶剂对石油树脂加氢的性能影响。

关键词石油树脂;加氢;前后处理;工艺分析

引言

加氢石油树脂主要由双环戊二烯等通过特殊的工艺，在一定的温度和压力条件下，经聚合反应而生成的低分子量的聚合物，经预处理、聚合、加氢、精制等工序后生产的产品。

1 工艺前处理

1.1 加氢用溶剂

石油树脂加氢溶剂一般采用环己烷、均三甲苯、矿物精油、偏三甲苯等，溶剂本身不参加反应，其作用是便于树脂的输送，另一方面也可以使加氢后的树脂尽快地在催化剂上脱附，以减少结焦，保证催化剂长周期运转。因此，我们在筛选溶剂时，要注意选择对石油树脂有较强溶解能力并在反应条件下能保持液相的溶剂。

1.2 溶剂对石油树脂的溶解度

溶剂对石油树脂的溶解度是指在恒定温度下，树脂和溶剂经2小时搅拌后所能溶解树脂的最大重量百分含量。经过溶解度的比较，一般溶剂对石油树脂的溶解度较小，而偏三甲苯对树脂的溶解度最大，所以本试验选择偏三甲苯作为溶剂。偏三甲苯用作溶剂之前需加氢，饱和其中的部分苯环，使得树脂加氢时溶剂不参加反应[1]。

1.3 加氢偏三甲苯在不同温度时对树脂的溶解度

树脂在偏三甲苯中溶解，温度为25～35℃时溶解得较快，此时偏三甲苯的溶解能力较大。温度超过35℃后，偏三甲苯的溶解能力减小，树脂溶解较慢。所以，我们选择在常温下溶解石油树脂原料。

1.4 原料的预处理及调制方法

石油树脂原料大多呈现块状，在溶剂配制过程中，需设置一个搅拌釜，以间歇操作方式，在釜中加入石油树脂后再通过加入偏三甲苯溶剂进行升温溶解。虽然再偏三甲苯溶剂对树脂的溶解程度达到50%或者更高，但是原料液体的浓度不适合太高，否则就会由于原料液的黏度较大导致管道的堵塞，影响后续加氢反应的进行，一般推荐的浓度在30%左右[2]。并且调制好的原料液在进行加氢化学反应前，必须过滤掉存在的杂质以免造成杂质堵塞管道的现象以及对后续加氢反应的影响。

2 工艺后的处理

2.1 蒸馏

将加氢后的溶液进行蒸馏除去不参加反应的溶剂即可得到石油树脂。蒸出的溶剂回收循环使用，蒸馏后的样品为浅色固态块状物体。蒸馏采用R-201型旋转蒸发器，蒸馏时应将蒸馏系统减压到真空度至少为0.09MPa，真空度升高，也有利于蒸馏温度不需太高即可使树脂的软化点达110℃以上。为了不影响加氢树脂本来的性质，蒸馏前向试样中加少许抗氧化剂，防止树脂因氧化而颜色变深，并选用蒸馏的最佳条件：真空度0.01Mpa，加热温度150℃[3]。

2.2 石油树脂加氢后的性能解析

在加氢后的C5～C9共聚石油与未加氢的色相性能相比较，未加氢的石油树脂色相为11，加氢的石油树脂为1、加氢的石油树脂软化点为130，未加氢树脂的软化点为90、其溴值加氢树脂为0.9，可知在石油树脂加氢后其颜色会变浅，石油树脂软化性能相对降低。加氢后冷聚石油的性能会有所改变，加氢后石油树脂的性能会更好，具体可以从颜色的对比方法和石油树脂的软化程度与溴值容量来比较。

3 相关石油树脂处理工艺试验

3.1 芳烃石油树脂加氢工艺

通过对芳烃石油树脂在集中催化剂情况下的加氢条件，确定采用锡多金属催化剂能得到呈白色的加氢石油树脂，配合廉价容易获取的高效溶解试剂S105加入氢原料能使石油树脂的浓度达到50%的程度，可以有效抵制加氢产生负面的化学反应，大大降低工艺消耗的生产成本，提高石油树脂加氢工艺在经济方面的可行性。在试验的原料上可以用911芳烃石油树脂，其性质、色相、软化点及热量相对稳定。分析色相采用为铁-钻比色法，测量样品可以使树脂甲苯溶液，热稳定性分析要将样品在175℃下热处理5h后再进行比色，软化点采用环球法。

3.2 C9石油树脂加氢工艺

原料要选取软化点为136.5℃，色相为10的石油树脂，试验溶剂可以在实验室自制，自制的溶剂在加氢的过程中不参加反应，采用两套100mL的固定床作为实验装置来进行C9石油树脂的加氢处理。试验分为催化加氢和后处理两部分，重点在于加氢，按照一定的工艺条件将C9石油树脂溶液进行加氢来得到加氢后的C9石油树脂溶液，控制蒸馏装置的温度进行常、减压蒸馏，把蒸发后的溶剂进行循环使用，等加氢树脂冷却后成型。可以依据赛波特颜色测定法，测量的样式是10%的甲苯溶液，软化点采用环球法来进行分析。

3.3 试验结果讨论

用自制的S105溶解试剂可以把芳石油树脂加氢的原料浓度提高50%，配在金属催化剂最佳的条件下，得到的软化点高于90%溴值小于2gBr2，以及热稳定性良好的水白色加氢石油树脂，这样可以有效的抵制加氢降解的副反应，同时也能降低试验所消耗的生产成本。相对比C9石油树脂，相互融合反应可以得知C9树脂的颜色大多数比较深，C9树脂的热量稳定性能比较差，而且苯环的存在使C9树脂的颜色发成改变、C9树脂与其他树脂的兼容性質和稳定性能，大大地限制了树脂的应用范围。

4 结束语

随着人们的消费水平提高，人们对胶粘剂、路标线漆的品质要求也越来越高，对于产品的环保性也提出了新的要求。溶剂的选择对加氢工艺路线的影响至关重要，本文通过对加氢石油溶剂度实验，得出偏三甲苯在55～65℃条件下进行溶解，溶解度较好，适合用于加氢前处理。并且本文也对石油树脂加氢工艺进行了相关介绍，以供同行参考。

参考文献

[1] 吕文君.石油树脂的生产技术及发展状况[J].西北民族大学学报（自然科学版），2003，24（50）：342-343.

[2] 范国宁，韩萍，杜烨.C5石油树脂加氢催化剂中Pd元素质量分数的测定[J].石化技术与应用，2016，34（3）：249-250.

[3] 卢勇，武克锋.C5加氢石油树脂产品挥发性气体中苯系物的分析研究[J].塑料助剂，2016，（2）：39-40.