[发明专利]碳九石油树脂的连续催化聚合集成工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳九石油树脂产品的生产工艺及设备，特别涉及一种碳九石油树脂的连续催化聚合集成工艺及设备。

技术背景

石油裂解中副产的20～260℃裂解馏分油，经过热聚合或在BF₃、AlCl₃等催化剂作用下聚合可得到不同性能的石油树脂。石油树脂广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂和橡胶等领域，因其具有增黏性、黏结性以及与其他树脂的相容性，常将其与其他高聚物材料共混来改进相关产品的性能。近几年我国石油树脂的应用正处于高速发展阶段，年增长率12％以上；据化工报报道，我国2006年的年产量是20万吨，年需求量为30万吨左右，进口产品均为高档专用级石油树脂，进口量逐年增加，石油树脂的缺口很大，因此国内石油树脂生产具有较大发展空间。

我国从1964年开始研制石油树脂，起步较晚，先后建成了一些小型生产装置，但因原料来源不稳定，技术水平低，发展比较缓慢。国内现有的碳九石油树脂生产技术都是延用国外的老工艺，大多采用较原始的单釜间歇式技术，反应条件难以严格控制；采用混合碳九或者粗分离碳九做为初始原料，生产的产品色相偏深且不稳定；在脱溶剂工序一般采用减压釜式蒸发工艺，但此工艺所用的蒸发器的设计比较困难，聚合物粘度大，尤其在蒸发后期传热效果更差，造成蒸发器内局部温度过高，使树脂色相恶化，严重时甚至结焦。由于以上原因致使多数碳九石油树脂生产厂家存在生产规模小，产量低，产品品种单一、质量不稳定等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种碳九石油树脂的连续催化聚合集成工艺及设备，应用本工艺及设备能克服以上的技术的不足，装置可实现自动化控制，产品质量达到国际标准，适用于工业化生产装置。

本发明的集成工艺包括以下步骤：1、碳九原料预处理，原料得到精制纯化；2、连续催化聚合工艺，严格控制反应釜的操作参数，保证了树脂产品的质量稳定；3、聚合液中和水洗后进入溶剂回收塔，再进入本专利的设备汽提塔，脱除溶剂和低聚物后成型造粒，获得合格产品。

具体的步骤如下：

1.碳九原料预处理

以石油裂解生产乙烯的副产物碳九馏分为原料进行精馏预处理。主要利用三台分馏塔(包括精馏塔、分离塔和提馏塔)在真空度0.03～0.09MPa的负压操作下进行精馏，精馏塔塔顶分离出小于200℃的馏分进入分离塔继续分离提纯，重组分从塔底采出利用。分离塔采用侧向出料进入提馏塔，侧向采出温度在80～160℃，提馏塔的气相部分从塔顶返回分离塔，从提馏塔底部得到符合要求的馏分送入连续催化聚合工序。

2.连续催化聚合

从预处理系统送来符合要求的轻碳九馏分以稳定进料量送入聚合反应釜中，加入催化剂、溶剂后升温反应，催化剂和溶剂可按一定比例加入到聚合反应釜中，也可加入到循环线内，催化剂用量为碳九原料质量的0.1～5.0％，溶剂与碳九原料质量比1∶1～5∶1，采用聚合反应釜外夹套和聚合反应釜外部循环强制冷却的方式控制聚合反应温度，聚合反应釜的温度控制在5～70℃之间，在常压～0.5MPa下进行聚合反应，第一个聚合反应釜液位达到一定高度后停止进料，进行恒温反应3～6小时后，开始向聚合反应釜连续进料，控制原料碳九、催化剂以及溶剂的进料量进行连续催化聚合反应。聚合反应釜的液位控制在70％～100％，当第一个聚合反应釜的液位达到溢流高度以后，通过溢流或釜底循环泵依次进入第二聚合反应釜、第三聚合反应釜，最后送入延迟釜继续聚合，延迟釜采取外夹套和釜外部循环强制冷却的方式控制聚合温度，工艺控制参数与聚合反应釜相同或相近。

所述的催化剂为路易斯酸催化剂，常用的有三氯化铝、三溴化铝、三氟化硼及各种络合物，络合物中络合剂有苯酚、脂肪羧酸、醛、醚、烷基铝等；优选的催化剂为三氟化硼乙醚络合物(BF₃·Et₂O)。

所述的溶剂为苯、甲苯、二甲苯、正己烷、环己烷、二甲基环己烷、乙基环己烷、正戊烷、正庚烷、石油醚或矿物油中的一种或几种的混合物。

所述的聚合反应釜可以是一台或多台串联。第二台以后的聚合反应釜不加原料，催化剂和溶剂可以加或不加；所述的延迟釜不加原料、催化剂和溶剂。

3.石油树脂脱溶、汽提、造粒