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C5石油树脂加氢改性研究进展

 柒国联军 2021-09-19

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C5石油树脂的改性

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C5石油树脂本身不具备极性基团,故不能与其他极性基团混合,在实际应用过程中受到很大限制。为了改变C5石油树脂的性质,使其应用范围广泛,近年来国内外学者通过对C5石油树脂改性的方式,扩大其应用规模,使其带来一定的经济效益。改性即通过物理或者化学方法使其自身性质发生变化,根据不同的目的性对其进行相应改变。

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1.1化学改性

对C5裂解气中的组分进行化学改性是C5石油树脂改性的一种有效方式。目前,引入极性官能团是主要的改性方法之一。在一定温度下,引入顺丁烯二酸酐与石油树脂中的共轭双键反应,这一反应可有效提高石油树脂的黏结性。近年来许多学者在此基础上,进一步引入酚醛树脂进行改性,解决了C5石油树脂存在的粘黏结性差、与有机物相溶性不高、软化点较低等问题。

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李涛等对C5石油树脂的接枝改性技术进行了深入研究,发现丙烯酸与C5石油树脂可以很好地接枝在一起发生共聚,聚合后的分子量大幅度提高,树脂性能也得到改善。

1.2引入单烯烃

改性工业上通常根据不同的功能,引入不同单烯烃对C5石油树脂进行改性,如为了增加石油树脂的黏结性,通常引入马来酸酐、茚、苯乙烯等物质。

庞飞等使用钯基催化剂对双环戊二烯与苯乙烯进行聚合,得到软化点98℃,加纳德色度接近于0的共聚石油树脂,得到的产品可以应用于热熔压敏胶中。为了改变内部结构如进行链转移,可以引入异戊烯或二异丁烯等。

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卢言成使用质量分数2%无水AlCl3作为催化剂,质量分数15%异戊烯为改性剂,制得软化点为87.5℃、加纳德色度<2的高档石油树脂。

1.3加氢改性

C5石油树脂的聚合物链中存在的不饱和双键较多,加氢改性可在催化剂的作用下,使氢气与C5石油树脂聚合链中的不饱和双键发生加氢反应,以提高其稳定性。同时加氢石油树脂的卤素含量也有所降低,因此产品的黏结性也有很大改观。色号越低的加氢树脂价格越高,与氢气发生加氢反应后得到的加氢石油树脂产品的色度低,颜色变浅或几乎为无色。

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刘学等对C5石油树脂加氢改质进行研究,采用质量分数为2%金属钯为活性组分,分别对反应温度、反应压力和反应时间等工艺条件进行评价,测试反应温度(200~310)℃、反应压力(1.0~5.5)MPa、反应时间(1.5~7.0)h条件对C5石油树脂的加氢影响,根据产品的氢化率、软化点以及色度的综合性能指标,最后确定最佳反应工艺条件为:反应温度280℃,反应压力4.0MPa,反应时间4h,可以得到加纳德色度<1、软化点高于90℃的高档C5加氢石油树脂。

02

C5石油树脂加氢工艺

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现阶段国内外研究比较成熟的C5石油树脂加氢工艺大致分为固定床加氢、浆态床加氢和喷淋式加氢。

2.1固定床加氢工艺

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固定床加氢工艺可以进行一段或两段加氢。两段加氢工艺的方法是将C5石油树脂与溶剂溶解在一个混合器中,C5石油树脂溶液进入加热炉,与氢气混合后进入一段加氢反应器,加氢后的物料通过分离器进行冷却分离,分离出氢气和氯化氢气体后进入储罐,再送到加热炉加热,并与氢气混合进入二段加氢反应器,经过二段加氢后的物料通过冷却分离后进入储罐,然后进入汽提塔,汽提塔顶部得到溶剂,底部得到加氢后的产品。

2.2浆态床加氢工艺

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浆态床加氢工艺过程有间歇式和连续式两种。首先将石油树脂按一定浓度溶解在溶剂中,然后将带有载体的固体粉末催化剂与溶液一起加入到反应釜中,控制氢气压力为(3~25)MPa、反应温度(260~300)℃,在进行保压后开始通入氢气进行加氢反应,反应时间(4~10)h,加氢后的物料首先过滤掉催化剂,而后通过减压蒸馏分离出溶剂,溶剂可循环使用,分离出溶剂后即可得到C5加氢改性树脂。

2.3喷淋式加氢工艺

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喷淋式加氢工艺于20世纪80年由日本荒川公司开发并实现工业生产化,工艺过程如下:首先将粉末状催化剂悬浮在泡罩塔板上,进而石油树脂溶液从塔顶流经塔板与催化剂接触,与底部的氢气发生加氢反应,然后从塔底流出,而催化剂仍会悬浮在塔板上。该工艺的优点是将C5石油树脂与产品分离过程相结合,在一定程度上减少了能源消耗,节约成本。

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