本发明涉及一种石油树脂加氢用溶剂的制备方法,属于石油树脂加氢领域。 在石油树脂加氢过程中,一般是将固体树脂以一定浓度溶解在溶剂中,经过加热、与氢气混合进入加氢反应器,加氢反应器可以是间歇釜式,也可以是连续固定床,加氢后物料经冷却,分出氢气后,溶剂用蒸馏的办法蒸出循环使用,蒸得加氢石油树脂去成型和包装。
美国专利3,442,877(1969),3,484,421(1969)和3,701,760(1972)公布了石油树脂加氢技术,采用的是连续固定床加氢工艺,采用的溶剂是正庚烷,环己烷、异构烷烃和矿物油精。其溶解树脂浓度不超过30%,一般在20~30%。日本专利平1-190704(1989)公布了石油树脂熔融状态下(不采用溶剂)的固定床加氢技术,该工艺是使石油树脂在较高温度下(200℃以上)熔化,然后保持一定的温度进行加氢。
采用上述现有技术溶剂进行树脂加氢,由于原料浓度较低,影响了装置的处理能力,加氢后溶剂回收量较大,造成能耗增加,另外,由于采用低原料浓度,加氢树脂降解比较严重。熔融状态下加氢虽然能克服上述缺点,但是,由于整个加氢系统要维持较高的温度,能耗增加,而且给工业操作带来了一定麻烦。
本发明的目的就是要克服上述现有溶剂之缺点,提供一种石油树脂加氢用溶剂的制备的方法。利用本发明方法,可制备一种廉价高效能的溶剂,这种溶剂以炼油厂催化重整副产地C9芳烃或者乙烯裂解付产的C9芳烃为原料,使用这种溶剂,系统无需伴热保温就可以实现高浓度溶解石油树脂并进行连续固定床加氢工艺,从而克服了上述缺点。
本发明采用催化重整副产的C9芳烃或者乙烯裂解C9重芳烃为制备石油树脂加氢用溶剂的原料,其沸程150~200℃,具体制备方法如下:
催化重整或蒸汽裂解副产的C9芳烃,在有加氢催化剂的存在下采用反应温度150~280℃,压力1.0~10MPa,空速0.1~0.2h-1,氢气与C9的体积比1000~3000∶1的条件进行加氢,加氢目的是将C9芳烃转化成饱和的环烷烃,然后在蒸馏装置上进行蒸馏切取140~200℃馏份油,占原料的90~95%,小于140℃馏份占5~10%。
在蒸馏得到的140~200℃馏份油中调入5~15%的C9芳烃制得本发明加氢用溶剂。由于芳烃对石油脂的溶解性能最好,因此调入C9芳烃一方面可以增加石油树脂的溶解度,另一方面可以补充石油树脂加氢过程中溶剂循环使用时的损耗。制备溶剂所采用的加氢催化剂,即载镍或载钯的催化剂(例如:Harshaw Ni-0104或Engelhard 0.5%钯/三氧化二铝催化剂)加氢装置也是采用石油树脂加氢反应装置,与石油树脂加氢相比只是工艺条件不同。加氢过程中为了解决反应放热问题可以采用加氢产品部分循环的方法,来稀释原料中芳烃的浓度,C9芳烃原料与循环产品的比例是1∶1~1∶6(重量比)。
用此法制备的石油树脂加氢用溶剂,采用原有加氢装置无需增加投资,石油树脂加氢过程中的溶剂损失用C9芳烃补充。与其它溶剂相比生产成本低、原料易得。用于石油树脂加氢,可使加氢原料石油树脂室温下的溶解度达到30~70%,优选在40~60%浓度下进行石油树脂加氢。可以使石油树脂生产成本降低20~30%。由于加氢原料采用高浓度可以减少因加氢降解而使树脂软化点降低的幅度。
下面的实施例是对本发明方法的进一步说明,而不是限制本发明的精神和范围。
实施例1
催化重整装置副产的C9芳烃,通过镍铬锰/硅藻土催化剂(吉林化学工业公司电石厂生产的催化剂)进行加氢,催化剂填装量为95g,反应压力3.0MPa。反应器入口温度240℃,热点260℃,重量空速0.3h-1,氢气与C9芳烃的体积比2000∶1,原料C9芳烃与部分循环产品的比例为1∶1。加氢得到的环烷油经蒸馏切出小于140℃馏份(占整个产品的5%)剩下的140~200℃馏份的环烷油收率为95%(重),其中芳烃含量1.5%(重)。
实施例2
用实施例1得到的140℃~200℃馏份的环烷油调入5%的C9芳烃,制得本发明所述的石油树脂加氢用溶剂。将片装软化点为116℃,色相10(Fe-Co比色)的芳烃石油树脂(辽宁省鞍山化工一厂生产的871树脂),在此溶剂中溶解,其溶解度见表1(溶解度为50%(重))。
实施例3
用实施例1得到的140~200℃馏份的环烷油调入15%的C9芳烃,制得本发明所述的溶剂,其它操作与实施例2相同其溶解度见表1(溶解度为70%(重))。
实施例4
用实施例1制得的140~200℃的环烃油,不调入C9芳烃直接作为溶剂,其它操作与实施例2相同,其溶解度见表1(溶解度为40%(重))。
对照例1
为了与本发明溶剂进行比较,用正庚烷做溶剂,其它操作与实例2相同,其溶解度见表1(溶解度为21%(重))。
对照例2
为了与本发明所述的溶剂进行比较,用环已烷做溶剂,其它操作与实施例2相同,溶解度见表1。
对照例3
用矿物油精做溶剂,其它操作与实施例2相同,溶解度见表1
应用例1
用实施例2制备的溶剂,并采用与实施例2相同的石油树脂,其树脂浓度为50%(重),加氢装置和催化剂与实施例1相同,加氢反应条件为反应温度270℃,反应压力6.0MPa,氢气与树脂体积比为1500∶1,重量空速0.12h-1,其加氢结果见表2。
应用例2
用实例4制备的溶剂,用于加氢的石油树脂浓度为40%,其它操作与应用例1相同,加氢结果见表2。
应用例3
用对照例1中的正庚烷溶剂,用于加氢的原料树脂浓度为20%(重)其它操作与应用例1相同,加氢结果见表2。
应用例4
为了考察所制备溶剂的反复使用性能,使用经过反复使用34次的140~200℃的环烷油,调入5%的C9芳烃(与实施例2相同)做溶剂,其它操作与应用例1相同。
表1
序号[1]溶解度%(重) 溶剂沸点或沸程
实施例2 50 140~200℃
实施例3 70 140~200℃
实施例4 40 140~200℃
对照例1 21 98.4
对照例2 30 80.7
对照例3 25 145~190
表1注:[1]溶解度测定:取100g溶剂,加入300ml广口瓶内,在保持室温下搅拌,逐渐加入粉碎后的的石油树脂,每次加入2g,搅拌10分钟,停止搅拌,静止5分钟,未发现沉淀,继续添加树脂,重复上述步骤。直到出现沉淀为止,这时记录树脂的溶解度。
表1实施例表明,采用本发明制备的溶剂通过控制调入C9芳烃的量可使施871树脂的溶解度达到40~70%(重),比表中对照例1~3溶剂溶解度高30~50%。另外与对照例1~3溶剂相比本发明溶剂沸点比较高,很容易实现缓和条件下的液相石油树脂加氢。
表2应用例序号加氢树脂性能软化[1]℃加氢后树脂软化点下降幅度℃色相[2](赛波特)溴价[3]gBr2/100g热稳性[4]Fe(c比色)应用例1应用例2应用例3应用例41031009410213162214303030301.451.511.411.494444
表2注:[1]软化点为环球法,[2]色相赛波特:树脂配成10%的甲苯溶液在K131A比色计上进行比色。[3]溴价:为ASTMD1159-66。[4]热稳性:树脂样品在175℃下热处理5小时,测其Fe-Co色相。
表2应用例结果表明,与采用正庚烷的低原料浓度(20%)应用例3相比采用40%和50%浓度树脂的软化点下降的幅度小,分别下降13℃和16℃。应用例4和应用例1比较,表明经过多次反复使用后的溶剂没有影响石油树脂加氢效果。