馬曉平 李曉宇(大慶華科股份有限公司樹脂分公司,黑龍江 大慶 163000)
C5石油樹脂具有很多特點,例如顏色淺、飽和度高、密度低等。其應用范圍也很廣泛,如用作橡膠加工、膠粘劑、涂料等。但該石油樹脂產品仍然存在很多缺點,例如其平均相對分子質量較大,熔融時粘度較大,從而導致其流動性不高,將其用作路標漆加工使用時不易操作。C5石油樹脂存在的不足大大限制了其在各個方面的應用。因此,我們要對其生產工藝進行優化,彌補其功能上的不足,將其更好地應用于各個領域。
目前美國石油樹脂的生產能力最強,其生產的石油樹脂占世界石油樹脂總產量的一半以上。國際上生產的石油樹脂產品質量較優,其色度、軟化點等已經達到較高水平。目前國際上最普遍的加氫石油樹脂技術在我國已經被一些企業使用,如揚子石化公司。我國石油樹脂生產企業眾多,但大部分企業的規模都較小,產品質量不高且產品形式單一,其功能上也還存在許多缺點。歐美一些國家石油工業較發達,石油樹脂生產企業規模較大,其生產石油樹脂的能力及質量普遍較高。隨著我國石油產業的不斷發展,我國石油樹脂生產企業將向世界先進企業靠齊,逐步實現石油樹脂生產企業規模化、產品多樣化發展[1]。
目前C5石油樹脂的生產工藝主要有催化聚合工藝和引發聚合工藝兩種。我國生產石油樹脂企業基本都采用催化聚合的方式。通常以氯化鋁作為催化劑。
石油樹脂的生產首先要將原料間戊二烯添加到反應釜中,添加原料時一般都用泵將原料泵入反應釜中。然后再在反應釜中加入計量劑,即氯化鋁和甲苯。由于生產石油樹脂的反應是一個放熱反應,所以反應釜中的溫度會隨著反應的進行而迅速升高,此時需要對其進行攪拌,幫助其進行冷卻散熱,間戊二烯在反應釜中反應時要保持一定的溫度范圍,在此溫度范圍下持續一至兩個小時,充分聚合反應釜中不飽和的間戊二烯,然后再進行堿洗中和處理,再用水洗,將石油中的催化劑去除,直到pH值顯示為中性時停止水洗。將反應剩下的反應液轉移至汽提釜中,采用蒸餾的方法除去反應液中的水、未反應C5餾分等物質。汽提釜中的溫度要保持在230-250℃的范圍內,待產品軟化點符合要求后經造粒機處理后,C5石油樹脂的生產就初步完成了[2]。
石油樹脂的操作過程必須要符合規定,以保證生產過程的安全。并對生產過程中的壓力及溫度進行嚴格控制,即使反應溫度下降時也不要以加大進料量的方式去升高反應溫度。如出現反應溫度上升或下降的幅度太大的情況時,要及時中斷進料,并將放空閥打開,增加循環的水量,及時分析出現該問題的原因并解決。反應的中和水洗階段要對反應的溫度、壓力、攪拌的轉速、破乳劑量、時間等進行嚴格控制,否則會出現乳化的現象。此外還要提高汽提釜的蒸汽量、整個生產系統的真空度、脫溶劑塔的溫度,以增大樹脂軟化點提高的速度[3]。
石油樹脂的平均相對分子質量與溫度有一定的關系,提高反應溫度,其平均相對分子質量有一定程度的減小,而其軟化點則上升。所以反應溫度十分重要。反應聚合階段的溫度在60-65℃時能夠得到較高軟化點的產品,而且其平均相對分子質量也相對較小。同時增加添加的催化劑的量,減少溶劑量,可以一定程度提高產品的軟化點,并且降低其熔融粘度。此外還可在其生產過程中加入一定量的單烯烴,以控制其軟化點與旋轉粘度。提高C5石油樹脂的質量。以將質量更優的石油樹脂應用于更多領域[4]。
我國石油樹脂生產企業發展雖然以經三十多年了,但我們國家的C5石油樹脂生產技術與世界一些國家仍有較大的差距。我國石油樹脂的生產企業由于技術的限制,其規模較小、產品質量不高、生產成本較大。因此,我們需要積極學習國外先進的石油樹脂生產技術,并針對我國的石油樹脂技術及產品質量的現狀,積極研究其改良的方法,以提高我國石油樹脂產品的質量,加大乙烯工業副產品的利用效率,節約并充分利用石油資源。
[1]翟榮霞,付學紅,崔香淑等.間戊二烯合成石油樹脂方法概述[C].中國化工學會C5餾分分離及高附加值衍生產品生產技術及應用研討會論文集.2009:255-262.
[2]張強,李長波,張洪林等.間戊二烯C5石油樹脂的生產應用研究[J].應用化工,2009,38(6):913-915,918.