松脂與c9/c5石油樹(shù)脂共混加氫改性的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及松脂深加工領(lǐng)域，特別涉及一種松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]C9/C5石油樹(shù)脂是石油烴類高溫裂解制備乙烯過(guò)程中的副產(chǎn)物-裂解汽油C9餾分經(jīng)前處理、聚合、蒸餾形成的一種熱塑性烴類樹(shù)脂，軟化點(diǎn)在60-160°C，具有增黏性、黏結(jié)性和易與其它樹(shù)脂相溶的特點(diǎn)，且酸值低、耐水、耐乙醇和耐化學(xué)品，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，并能調(diào)節(jié)粘性，廣泛應(yīng)用于油漆、橡膠、油墨、熱溶膠、膠黏帶和膠黏劑行業(yè)。油漆中加入C9/C5石油樹(shù)脂，可以增加油漆光澤度，提高油漆附著度、硬度、耐酸和耐堿性；橡膠中加入C9/C5石油樹(shù)脂可以起到增粘，補(bǔ)強(qiáng)、軟化的作用；膠黏劑中加入C9/C5石油樹(shù)脂可以提高粘合劑的粘合力、耐酸性、耐堿性及耐水性；油墨中加入C9/C5石油樹(shù)脂可以起到展色、快干和增亮的作用。
[0003]經(jīng)過(guò)熱聚合或催化聚合得到的C9/C5石油樹(shù)脂都會(huì)存在一定量的雙鍵不飽和化合物，顏色較深，軟化度低，穩(wěn)定性不好，在紫外線、氧或其他化學(xué)物質(zhì)作用下易發(fā)生反應(yīng)，使樹(shù)脂熱穩(wěn)定性和氧化安定性變差，也會(huì)降低樹(shù)脂與應(yīng)用對(duì)象的相容性；特別是C9/C5石油樹(shù)脂含有微量的有機(jī)硫，既易于使催化劑中毒又限制了其應(yīng)用范圍。
[0004]松脂，主要是松樹(shù)域松類樹(shù)干分泌出的樹(shù)脂，含松香和松節(jié)油。天然松脂能夠提高膠膜的拉伸強(qiáng)度，其原因是松脂中的樹(shù)脂酸分子中含有強(qiáng)的羧基，能夠增加C9/C5石油樹(shù)脂分子間的內(nèi)聚力，因而松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性，將獲得優(yōu)良的氫化松香-C9/C5石油樹(shù)脂加氫改性產(chǎn)品，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大改性樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域和提高其使用價(jià)值。
[0005]通過(guò)松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性使樹(shù)脂中的雙鍵和部分苯環(huán)飽和，脫除樹(shù)脂在聚合中殘留的硫化物、鹵化物等雜質(zhì)，以達(dá)到改善樹(shù)脂的光熱穩(wěn)定性，降低色度，提高軟化點(diǎn)的效果。通過(guò)加氫改性后的C9/C5石油樹(shù)脂具有更好的互溶性和色度，品質(zhì)顯著提高，增強(qiáng)了其應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)力。因此，加快松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性產(chǎn)品的研宄開(kāi)發(fā)和工業(yè)化非常必要。
[0006]公開(kāi)于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性的方法，采用跨臨界CO2反應(yīng)系統(tǒng)使生成的副產(chǎn)物H2S不斷地流出，從而有效消除反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物H2S的積累而引起的反饋抑制作用，提高加氫-脫硫反應(yīng)速度和平衡轉(zhuǎn)化率。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性的裝置。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性的方法，包括以下步驟:
[0010](I)準(zhǔn)備原料，以松脂、C9/C5石油樹(shù)脂為原料，將其溶劑和催化劑混合，再加熱溶解；
[0011](2)加氫反應(yīng)，將步驟(I)制得的混合物放入加氫反應(yīng)器內(nèi)，并充入摩爾比為H2:CO2= 1:1?20:1的混合氣體，加氫反應(yīng)溫度為150 °C?400 °C，反應(yīng)壓力為3.0MPa?35.0MPa ;加氫反應(yīng)產(chǎn)生副產(chǎn)物H2S，加氫反應(yīng)器內(nèi)的溫度為150°C?400°C，反應(yīng)壓力為3.0MPa?35.0MPa，使通入的C02氣體處于超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)；
[0012](3)取出加氫反應(yīng)器中反應(yīng)后的混合氣體，混合氣體中含有H2、CO2, H2S和溶劑蒸汽；
[0013](4)加氫-脫硫反應(yīng)I?1h后，經(jīng)減壓后物料從加氫反應(yīng)器中放出即為共混加氫改性松脂與C9/C5石油樹(shù)脂產(chǎn)品。
[0014]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述步驟(3)混合氣體中含有H2、CO2, H2S和溶劑蒸汽，從加氫反應(yīng)器中取出混合氣體的流量為O?12000m3/h，將氣體通過(guò)膨脹機(jī)，膨脹機(jī)與透平壓縮機(jī)連接，往透平壓縮機(jī)內(nèi)補(bǔ)充0)2和H 2混合氣體，再將混合氣體通入加氫反應(yīng)器內(nèi)。氣體流量為O時(shí)，沒(méi)有氣體流出。
[0015]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述步驟(2)中流出的氣體經(jīng)過(guò)膨脹機(jī)后，進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行分離，所得到的溶劑液體回流到加氫反應(yīng)器內(nèi)，剩下的氣體為h2s、4和CO2，將氣體通入吸收塔中，經(jīng)吸收塔吸收H2S氣體后，剩余HjP CO 2再通入透平壓縮機(jī)。
[0016]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述步驟(I)中添加的松脂、C9/C5石油樹(shù)脂與溶劑按質(zhì)量比為1:1:1?10:10:1，所述催化劑的用量為松脂和C9/C5總質(zhì)量的I?30%。
[0017]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述的溶劑為環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷η-己烷、η-庚烷、礦物精油、200#溶劑油、氫化松節(jié)油中的一種或任意組合。
[0018]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述的催化劑為改性膨潤(rùn)土負(fù)載鎳或鈀。
[0019]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述氣液分離器的溫度為20?50°C，壓力是0.0MPa?0.50MPa，液體的流出量為O?100m3/h，氣體流量為O?10000m3/h。當(dāng)液體流出量和氣體流出量為O時(shí)，即沒(méi)有液體或氣體流出。
[0020]一種用于松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性的裝置，包括:
[0021]加氫反應(yīng)器，其包括:多個(gè)加熱管，設(shè)于加氫反應(yīng)器內(nèi)部；以及氣體分布器，其包括進(jìn)氣口和多個(gè)用于排氣的噴頭；膨脹機(jī)，其與所述加氫反應(yīng)器連接；以及透平壓縮機(jī)，其與所述膨脹機(jī)連接，并通過(guò)所述膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)所述透平壓縮機(jī)工作，所述透平壓縮機(jī)的出氣口與所述加氫反應(yīng)器連接。
[0022]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述氣體分布器呈“L”型，其底端為圓環(huán)管狀，在該圓環(huán)管上均勻設(shè)有多個(gè)用于排氣的噴頭，所述噴頭傾斜設(shè)置。
[0023]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述加熱管為多個(gè)，呈平行均布在所述加氫反應(yīng)器內(nèi)部；所述氣體分布器有多個(gè)，所述多個(gè)氣體分布器相互連通，所述每個(gè)氣體分布器設(shè)在所述加熱管之間。
[0024]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述用于松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫改性的裝置，還包括:溶解釜，其與所述加氫反應(yīng)器連接，用于溶解生產(chǎn)所需的原料；氣液分離器，其與所述膨脹機(jī)連接；溶劑泵，其與所述氣液分離器連接，用于將分離出的液體溶劑送至所述加氫反應(yīng)器內(nèi)；以及吸收塔，其進(jìn)氣口與所述氣液分離器連接，出氣口與所述透平壓縮機(jī)連接，用于去除H2S氣體。
[0025]上述反應(yīng)的機(jī)理如下:
[0026]往加氫反應(yīng)器內(nèi)不斷加入0)2與H2混合氣體，CO 2與H2混合氣體在加氫反應(yīng)器內(nèi)不斷地循環(huán)和鼓泡流動(dòng)，在高溫高壓條件下，CO2處于超臨界或亞臨界狀態(tài)，強(qiáng)化了加氫反應(yīng)器內(nèi)物料的攪拌和熱質(zhì)傳遞，而且4與CO 2還產(chǎn)生“超空泡”效應(yīng)，既可減省了加氫反應(yīng)器(2)內(nèi)的攪拌器安裝又最大限度地減少了松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混高黏性物料間的傳遞阻力和加氫雙鍵的空間位阻，大大地提高了松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫-脫硫耦合的反應(yīng)效果。
[0027]取出加氫反應(yīng)器中反應(yīng)后的氣體，使得加氫生成的副產(chǎn)物H2S不斷地離開(kāi)加氫反應(yīng)器，從而消除了副產(chǎn)物H2S積累而引起的反饋抑制作用，打破了松脂與C9/C5石油樹(shù)脂共混加氫-脫硫的化學(xué)平衡，提高了加氫反應(yīng)速率和平衡轉(zhuǎn)化率。從加氫反應(yīng)器中采取出的氣相通過(guò)膨脹機(jī)，膨脹機(jī)與透平壓縮機(jī)鏈接，由于加氫反應(yīng)器內(nèi)的CO2處于超臨界或亞臨界狀態(tài)，當(dāng)氣相被采取出進(jìn)入膨脹機(jī)后，CO2從超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)躍迀為低溫低壓常態(tài)，從超/亞臨界狀態(tài)躍迀為低溫低壓常態(tài)即稱為跨臨界狀態(tài)。由于從加氫反應(yīng)器流出的氣相含有H2、C02、H2S和溶劑蒸汽，而加壓循環(huán)氣體僅為不凝氣體HjP CO 2，經(jīng)膨脹機(jī)膨脹降壓后，溶劑蒸汽冷凝為液態(tài)，0)2從超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)躍迀為低溫低壓常態(tài)。溶劑蒸汽、CO2氣體膨脹推動(dòng)膨脹機(jī)做功，膨脹機(jī)與透平壓縮機(jī)連接，膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作。溶劑蒸汽冷凝為液態(tài)從氣液分離器分離出來(lái)，而H2S被吸收塔脫除，因此循環(huán)的氣體僅剩下H2和C02，可見(jiàn)驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)的氣體流量大于透平壓縮機(jī)加壓循環(huán)氣體的流量，亦即是說(shuō)膨脹機(jī)做出的膨脹功大于透平壓縮機(jī)所需的壓縮功，系統(tǒng)所需增加的能量由加氫反應(yīng)器內(nèi)加氫放出的反應(yīng)熱和加熱盤管供給熱能以提高溶劑蒸汽流量。往透平壓縮機(jī)內(nèi)通入HjP 0)2的混合氣體，膨脹機(jī)直接推動(dòng)透平壓縮機(jī)加壓HjP CO 2循環(huán)回系統(tǒng)，然后再通入加氫反應(yīng)器內(nèi)。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0029](1)C9/C5石油樹(shù)脂中含有微量的有機(jī)硫，經(jīng)催化加氫反應(yīng)生成副產(chǎn)物H2S,所生成的副產(chǎn)物H2S既導(dǎo)致加氫催化劑中毒又抑制了進(jìn)一步的脫硫反應(yīng)。采用跨臨界CO2反應(yīng)系統(tǒng)使生成的副產(chǎn)物H2S不斷地流出加氫反應(yīng)器，從而消除了副產(chǎn)