CN108329429A - 一种连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法 - Google Patents

一种连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法，包括如下步骤：将双环戊二烯单体和聚合溶剂连续进入聚合釜中经热聚合制备双环戊二烯石油树脂，得到的聚合反应液直接进行连续加氢。加氢反应液经闪蒸脱除溶剂，进入减压蒸馏塔脱除低聚物，最后冷却得到固体浅色石油树脂。本发明方法，缩短工艺流程，设备简便，特别是采用连续单釜热聚合，减少设备投资成本，简化工艺控制操作，得到的聚合反应液直接进入加氢装置，有效缩短生产周期约20％，降低能耗，增大效益。

Description

一种连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法
技术领域
本发明涉及到高聚物合成领域，尤其涉及一种制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法。
背景技术
双环戊二烯石油树脂是石油裂解制备烯烃时的副产物经分离得到的纯度较高的双环戊二烯经热聚反应而得。该树脂不饱和度高，氧化安定性不好，不宜直接使用，通过加氢，可使树脂中的双键饱和，得到浅色、耐光、热性能良好的树脂，可用作热熔黏结剂或压敏黏结剂，从而扩大了其应用范围。
专利CN101003602公布了一种多釜串联连续热聚生产C9石油树脂工艺，该工艺主要步骤包括碳九原料纯化预处理，多釜串联热聚合，聚合后物料进入一级蒸发器再到二级降膜闪蒸器，最后切片冷却。
专利CN102516461公布了一种浅色高软化点氢化双环戊二烯石油树脂的制备方法，该方法主要将树脂原料再次溶解于选定溶剂中，经吸附塔除杂后进入固定床反应器中进行催化加氢。催化剂为特殊的镍锌硅双金属催化剂。
上述技术中的聚合段与加氢段均为两段独立工艺，聚合段采用了设备较为复杂的多釜串联连续聚合工艺，聚合反应液需脱除溶剂及低聚物控制产物软化点，得到熔融基础石油树脂，再溶解于加氢溶剂后进入加氢工艺段，全流程工艺繁琐。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种聚合反应液无需脱除溶剂即可连续进行加氢的连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法，其特征在于包括下述步骤：
将双环戊二烯原料和惰性溶剂连续送入反应釜进行热聚合，控制所述反应釜内的反应温度为220～270℃、反应压力0.5～2.0MPa、反应釜内液位在60～80％、物料的停留时间0.5～20.0h；在反应釜的出口得到聚合反应液；
控制所述聚合釜内反应体系中所述惰性溶剂的量为反应原料总量的55～85wt％；
所述惰性溶剂选自芳香烃、环烷烃、直链烷烃、脱芳香烃脂肪族类和异构烷烃类中的至少一种；
将得到的聚合反应液送至第一闪蒸罐闪蒸脱除占单体原料的0.5～4.0wt％未反应单体后，采用100～400目滤网过滤器滤除胶体及其他杂质后，进入加氢反应器；控制所述加氢反应器的反应条件为：反应压力6.0～15.0MPa，反应温度200～280℃，体积空速0.3～1.0h～1，氢油比500:1～1000:1；加氢催化剂为负载钯催化剂，Pd的质量分数为0.5～2.0％，催化剂载体为γ-Al2O3，比表面积为80～250m2/g；
加氢后得到的加氢树脂液输送至第二闪蒸罐蒸出溶剂，得到闪蒸树脂液；控制闪蒸温度170～200℃，闪蒸压力80～200kPa；
将所述闪蒸树脂液输送至蒸馏塔进行减压蒸馏，控制蒸馏塔内的塔顶温度为180～220℃，操作压力为10～20kPa，从蒸馏塔的塔顶排出低聚物，在蒸馏塔的塔底得到浅色双环戊二烯石油树脂。
较好的，所述双环戊二烯原料可以为石油裂解C5混合物，所述双环戊二烯原料中双环戊二烯含量为67～87wt％。
上述各方案中的惰性溶剂可根据需要选用现有技术中的任意一种，较好的，所述惰性溶剂可以选自苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、葵烷、十一碳烷、十二碳烷、100号溶剂油、200号溶剂油、溶剂D40、溶剂D60、Isopar H和Isopar L中的至少一种。
进一步地，所述聚合釜的顶部气相出口还可以依次连接冷凝器和分液器，所述聚合釜内的气相物质经管线引入冷凝器冷凝后，分离出的液相与所述环戊二烯原料进入静态混合器混合后，从所述聚合釜的下部进入所述聚合釜。
进一步地，可以向所述聚合釜的聚合反应液补入惰性溶剂并混合均匀后进入加氢反应器；补入惰性溶剂的量占聚合反应液的0.5～5.0wt％。以进一步改善产品的质量。
与现有技术相比，本发明所提供的连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法，不仅将聚合段简化为单釜连续聚合，而且聚合反应液无需脱除聚合溶剂，可直接进入连续加氢段，从而省去脱聚合溶剂工艺环节，简化了工艺操作流程，有效缩短生产周期约20％，并且实现节能降耗，减少环境污染，降低设备投资成本，工艺简便，设备投资减少，得到的产品色相好。
附图说明
图1为本发明实施例1的流程示意图。
其中：
1、聚合釜；2、冷凝器；3、分液器；4、12、静态混合器；5、8、11、输送泵；6、进料阀；7、出料阀；9、13、换热器；10、第一闪蒸罐；14、加氢反应器；15、第二闪蒸罐；16、蒸馏塔。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1至实施例4所使用的加氢催化剂均为负载钯催化剂，Pd的质量分数为1.0％，催化剂载体为γ-Al2O3，比表面积为220m2/g。
实施例1
如图1所示，将双环戊二烯与三甲苯惰性溶剂按重量比35:65混合后投入聚合釜1中，液位稳定在70％，以2～3℃/min的速度缓慢升温至270℃时，打开进料阀和出料阀，由出料阀开度和釜内液位控制聚合反应原料的停留时间为0.7h。
在聚合釜的顶部气相出口排出的未反应的气相反应原料，经由管道进入冷凝器2，冷凝至20～30℃后，再进入分液器3，分离出的液相与环戊二烯原料进入静态混合器4混合后，由泵5从所述聚合釜的下部送入所述聚合釜1。
在聚合釜底部得到的聚合反应液由泵8连续送至第一闪蒸罐10，常压脱除占单体原料1.5wt％的未反应单体，采用100目滤网过滤器滤除胶体及其他杂质后，再与管线补充的占聚合反应液2.0wt％的惰性溶剂一起进入静态混合器12内混合后，经换热器13换热至200℃，连续输送至加氢脱色反应器14中。氢气由压缩机增压后与聚合反应液一同进入催化剂床层，控制加氢脱色反应器14内的反应温度250℃，反应压力15MPa，体积空速0.5h～1，氢油比600:1。
经加氢脱色后的反应液进入第二闪蒸罐15进行闪蒸；控制所述第二闪蒸罐内的闪蒸温度200℃，操作压力140kPa。在第二闪蒸罐的顶部得到惰性溶剂，通过回收泵送至聚合溶剂储罐供聚合反应循环使用。
在第二闪蒸罐的底部得到加氢树脂液，送至减压蒸馏塔16继续脱除低聚物；控制蒸馏塔塔顶温度200℃，操作压力10kPa；在蒸馏塔的塔顶排出低聚物，蒸馏塔的塔底得到熔融树脂，经冷却后得到固体的浅色双环戊二烯石油树脂。测试其软化点为112℃、Gardener色度＜1。
实施例2
如图1所示，将双环戊二烯与环己烷按重量比25：75混合后投入聚合釜1中，液位稳定在75％，以2～3℃/min的速度缓慢升温至260℃时，打开进料阀和出料阀，由出料阀开度和釜内液位控制聚合反应原料的停留时间为2.5h。
在聚合釜的顶部气相出口排出的未反应的气相反应原料，经由管道进入冷凝器，冷凝至20～30℃后，再进入分液器，分离出的液相与环戊二烯原料进入静态混合器混合后，从所述聚合釜的下部进入所述聚合釜。
在聚合釜底部得到的聚合反应液连续泵送至第一闪蒸罐10，常压脱除占单体原料1.0wt％的未反应单体，采用400目滤网过滤器滤除胶体及其他杂质后，再与管线补充的占聚合反应液2.0wt％的惰性溶剂一起进入第二静态混合器12内混合后，经换热器13换热至100℃，连续输送至加氢脱色反应器14中。氢气由压缩机增压后与聚合反应液一同进入催化剂床层，控制加氢脱色反应器14内的反应温度200℃，反应压力12MPa，体积空速0.3h～1，氢油比900:1。
经加氢脱色后的反应液进入第二闪蒸罐15进行闪蒸；控制所述第二闪蒸罐内的闪蒸温度180℃，操作压力100kPa。在第二闪蒸罐的顶部得到惰性溶剂，通过回收泵送至聚合溶剂储罐供聚合反应循环使用。
在第二闪蒸罐的底部得到加氢树脂液，送至减压蒸馏塔16继续脱除低聚物；控制蒸馏塔塔顶温度180℃，操作压力10kPa；在蒸馏塔的塔顶排出低聚物，蒸馏塔的塔底得到熔融树脂，经冷却后得到固体的浅色双环戊二烯石油树脂。测试其软化点为104℃、Gardener色度＜1。
实施例3
如图1所示，将双环戊二烯与200号溶剂油按重量比45：55混合后投入聚合釜1中，液位稳定在60％，以2～3℃/min的速度缓慢升温至250℃时，打开进料阀和出料阀，由出料阀开度和釜内液位控制聚合反应原料的停留时间为7h。
在聚合釜的顶部气相出口排出的未反应的气相反应原料，经由管道进入冷凝器，冷凝至20～30℃后，再进入分液器，分离出的液相与环戊二烯原料进入静态混合器混合后，从所述聚合釜的下部进入所述聚合釜。
在聚合釜底部得到的聚合反应液连续泵送至第一闪蒸罐10，常压脱除占单体原料3.0wt％的未反应单体，采用200目滤网过滤器滤除胶体及其他杂质后，再与管线补充的占聚合反应液5.0wt％的惰性溶剂一起进入第二静态混合器12内混合后，经换热器13换热至130℃，连续输送至加氢脱色反应器14中。氢气由压缩机增压后与聚合反应液一同进入催化剂床层，控制加氢脱色反应器14内的反应温度230℃，反应压力10MPa，体积空速0.7h～1，氢油比700:1。
经加氢脱色后的反应液进入第二闪蒸罐15进行闪蒸；控制所述第二闪蒸罐内的闪蒸温度250℃，操作压力100kPa。在第二闪蒸罐的顶部得到惰性溶剂，通过回收泵送至聚合溶剂储罐供聚合反应循环使用。
在第二闪蒸罐的底部得到加氢树脂液，送至减压蒸馏塔16继续脱除低聚物；控制蒸馏塔塔顶温度200℃，操作压力15kPa；在蒸馏塔的塔顶排出低聚物，蒸馏塔的塔底得到熔融树脂，经冷却后得到固体的浅色双环戊二烯石油树脂。测试其软化点为110℃、Gardener色度＜1。
实施例4
如图1所示，将双环戊二烯与Isopar L惰性溶剂按重量比15：85混合后投入聚合釜1中，液位稳定在80％，以2～3℃/min的速度缓慢升温至245℃时，打开进料阀和出料阀，由出料阀开度和釜内液位控制聚合反应原料的停留时间为20h。
在聚合釜的顶部气相出口排出的未反应的气相反应原料，经由管道进入冷凝器，冷凝至20～30℃后，再进入分液器，分离出的液相与环戊二烯原料进入静态混合器混合后，从所述聚合釜的下部进入所述聚合釜。
在聚合釜底部得到的聚合反应液连续泵送至第一闪蒸罐10，常压脱除占单体原料2.0wt％的未反应单体，采用300目滤网过滤器滤除胶体及其他杂质后，再与管线补充的占聚合反应液2.0wt％的惰性溶剂一起进入第二静态混合器12内混合后，经换热器13换热至170℃，连续输送至加氢脱色反应器14中。氢气由压缩机增压后与聚合反应液一同进入催化剂床层，控制加氢脱色反应器14内的反应温度240℃，反应压力6MPa，体积空速0.5h～1，氢油比1000:1。
经加氢脱色后的反应液进入第二闪蒸罐15进行闪蒸；控制第二闪蒸罐内的闪蒸温度170℃，操作压力80kPa。在第二闪蒸罐的顶部得到惰性溶剂，通过回收泵送至聚合溶剂储罐供聚合反应循环使用。
在第二闪蒸罐的底部得到加氢树脂液，送至减压蒸馏塔16继续脱除低聚物；控制蒸馏塔塔顶温度220℃，操作压力20kPa；在蒸馏塔的塔顶排出低聚物，蒸馏塔的塔底得到熔融树脂，经冷却后得到固体的浅色双环戊二烯石油树脂。测试其软化点为107℃、Gardener色度＜1。

Claims (5)

1.一种连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法，其特征在于包括下述步骤：
将双环戊二烯原料和惰性溶剂连续送入反应釜进行热聚合，以2～3℃/min的速度缓慢升温至聚合温度，控制所述反应釜内的聚合温度为220～270℃、反应压力0.5～2.0MPa、反应釜内液位在60～80％、聚合温度下物料的停留时间0.5～20.0h；在反应釜的出口得到聚合反应液；
控制所述聚合釜内反应体系中所述惰性溶剂的量为反应原料总量的55～85wt％；
所述惰性溶剂选自芳香烃、环烷烃、直链烷烃、脱芳香烃脂肪族类和异构烷烃类中的至少一种；
将得到的聚合反应液送至第一闪蒸罐闪蒸脱除占单体原料的0.5～4.0wt％未反应单体后，采用100～400目滤网过滤器滤除胶体及其他杂质后，进入加氢反应器；控制所述加氢反应器的反应条件为：反应压力6.0～15.0MPa，反应温度200～280℃，体积空速0.3～1.0h～1，氢油比500:1～1000:1；加氢催化剂为负载钯催化剂，Pd的质量分数为0.5～2.0％，催化剂载体为γ-Al2O3，比表面积为80～250m2/g；
加氢后得到的加氢树脂液输送至第二闪蒸罐蒸出溶剂，得到闪蒸树脂液；控制闪蒸温度170～200℃，闪蒸压力80～200kPa；
将所述闪蒸树脂液输送至蒸馏塔进行减压蒸馏，控制蒸馏塔内的塔顶温度为180～220℃，操作压力为10～20kPa，从蒸馏塔的塔顶排出低聚物，在蒸馏塔的塔底得到浅色双环戊二烯石油树脂。
2.根据权利要求1中所述的连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法，其特征在于所述双环戊二烯原料为石油裂解C5混合物，所述双环戊二烯原料中双环戊二烯含量为67～87wt％。
3.根据权利要求1中所述的连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法，其特征在于所述惰性溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、葵烷、十一碳烷、十二碳烷、100号溶剂油、200号溶剂油、溶剂D40、溶剂D60、Isopar H和Isopar L中的至少一种。
4.根据权利要求1中所述的连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的方法，其特征在于所述聚合釜的顶部气相出口依次连接冷凝器和分液器，所述聚合釜内的气相物质经管线引入冷凝器冷凝至20～30℃后，分离出的液相与所述环戊二烯原料进入静态混合器混合后，从所述聚合釜的下部进入所述聚合釜。
5.根据权利要求1所述的连续制备浅色双环戊二烯石油树脂的制备方法，其特征在于出所述聚合釜的聚合反应液补入惰性溶剂并混合均匀后进入再加氢反应器；补入惰性溶剂的量为所述聚合反应液的0.5～5.0wt％。
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