C5石油树脂加氢研究概况

喻 彬

天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387

C5石油树脂加氢研究概况

喻 彬

天津工业大学环境与化学工程学院，天津 300387

本文介绍了C5石油树脂主要特征、性能和用途，并对我国C5加氢石油树脂的发展提出了具体建议。

C5石油树脂；加氢改性；性能；用途

0 引言

C5馏分是石脑油、轻柴油等裂解制乙烯时的副产物，约占乙烯产量的11%～14%[1]。而C5石油树脂是以C5馏分为原料，经过原料预处理、阳离子聚合、中和水洗、蒸馏等工艺步骤生产出的一种热塑型树脂。由于石油树脂属非结晶物质，故没有一定的熔点，通常采用环球法测定其软化点。其分子量一般在2 000左右，具有酸值低、耐水和耐化学品、混溶性好等优异性能，在涂料、油墨、特种粘合剂等方面具有广泛的应用。但是同时C5石油树脂存在脆性大、颜色深、气味臭以及结构上缺少极性基团等缺点。随着特种粘合剂、油墨、涂料和高速公路路标漆的发展，对浅色C5石油树脂的需求急剧增长。国外采用加氢工艺使树脂中的不饱和键饱和，制得水白色或无色的加氢石油树脂。

1 国内外加氢石油树脂发展状况

1.1 石油树脂的加氢工艺

国外石油树脂加氢技术始于20世纪60年代末期， 90年代得到迅速发展，比较有代表的有埃克森美孚公司、伊士曼化学公司、瑞翁公司、荒川化学公司等，由于石油树脂的加氢工艺难度特别大，所以石油树脂的加氢工艺设计的操作条件都比较苛刻，其工艺种类根据生产规模和对产品要求的不同而不同，目前国外加氢工艺技术大体可归纳为以下3种：

1）浆态加氢工艺。此工艺过程一般为间歇式，也可以是连续式，它适用于小规模的生产，投资少，但操作繁琐，催化剂损失大。工艺流程为将树脂按一定的浓度溶解在溶剂中。与带有载体的固体粉末催化剂一起加人具有搅拌的反应釜进行反应，脱除催化剂反应物料后经过闪蒸装置闪蒸，被蒸出的溶剂可循环使用，树脂去成型和包装；

2）固定床加氢工艺。此加氢工艺可以一段加氢，也可以两段加氢。美国EASTMAN采用两段加氢工艺，一段加氢除去石油树脂中的大部分硫、胶质和双键，同时对第二段加氢催化剂起到一定的保护作用。经过一段加氢后的石油树脂再进入第二段进行加氢。一段加氢与两段加氢工艺流程基本相同，日本荒川化学工业公司在1989年申请的专利报道了该公司发明的一段加氢工艺。石油树脂是在熔融状态进入滴流床反应器直接进行加氢反应；

3）喷淋塔式加氢工艺。此法也是由日本荒川化学公司开发，于1985年实现工业化。其工艺过程是将粉状催化剂悬浮在泡罩塔板上，采用特殊设计解决了高粘流体流动的一些问题。从而在低压下能得到较好的加氢效果[2]。

1.2 国内外发展状况

国外加氢石油树脂工艺技术经过多年的发展已趋于成熟，石油树脂加氢装置的生产能力大都在每年2万t左右或更大规模，由于生产规模的增加和简化工艺操作，新建的石油树脂加氢装置主要采用固定床加氢工艺。

国内石油树脂加氢技术开发起步较晚，始于20世纪90年代中期，加氢石油树脂形成规模生产是2000年底投产的， 由中国石化南京扬子石化实业总公司与美国伊士曼化工有限公司合资的石油树脂加氢装置，年产15k t碳五加氢石油树脂。另外具有一定规模加氢石油树脂生产能力的是中国石油兰州石油化工公司石油树脂厂，年产碳五加氢石油树脂8kt。适应市场要求，国内还有一些在建和计划建设的加氢石油树脂生产装置，预计未来国内加氢石油树脂的供需紧张状况会有所缓解。国内加氢石油树脂生产技术主要依赖国外大公司， 如Exxon-Mobil，EASTMAN等，国内自己开发的技术还需继续提高和完善[3]。

我国在碳五加氢石油树脂开发研制方面起步较晚，但进展较快，中科院有机所、中科院化学所、上海石化股份公司化工所、淄博化工研究所等分别开发了C5系列石油树脂。黑龙江、辽宁、山东、江苏等地均已建立起一定规模的C5石油树脂生产装置。上海石化股份公司和美国Exxon公司，扬子石化公司和美国伊士曼公司分别合资建设的25kt /a和18kt/a C5石油树脂装置的建成投产，为国内石油树脂的发展打开了一个崭新的局面。为了适应市场需要，国内还有一些在建合计划建设的石油树脂加氢生产装置，2010年天津石化研究院也建了一套1kt/a的石油树脂加氢中试装置，提供详细参考数据，为工业化放大做好准备。预计未来国内加氢石油树脂的供需紧张状况有所缓解。目前国内加氢技术主要还是依赖国外大公司，比如Exxon-Mobil、EASTMAN等，自己开发的技术还需要继续提高合完善。

2 加氢石油树脂的性能

石油树脂具有酸值低、混溶性好、耐水和耐化学品等优异性能，在涂料、油墨、特种粘合剂等方面具有广泛的应用。但是同时C5石油树脂存在脆性大、颜色深、气味臭以及结构上缺少极性基团等缺点。随着特种粘合剂、油墨、涂料和高速公路路标漆的发展，对浅色C5石油树脂的需求急剧增长。石油树脂经加氢后，其质量有非常明显的提高，性能有明显的改善，尤其是在色度、稳定性、耐热性和杂质离子上更显示出了加氢石油树脂的优越性。

3 加氢石油树脂的用途

3.1 增粘剂

C5石油树脂作为增粘剂涉及的行业非常广泛，如建筑业的结构与装饰、汽车组装、轮胎、商品包装、书刊装订等。同时，热溶压敏胶和新型压敏胶的出现也要求增粘剂具有更优良的相溶性和耐老化性，以适合包装品，压敏胶带、妇女卫生巾和一次性纸质尿布的生产要求。因此，加氢石油树脂在粘接剂方面有广阔的应用领域。

3.2 路标漆

目前，国内使用的路标漆长年来一直是溶剂型路标漆，这种漆使用的树脂多是天然松香．或是稳定性差的未加氢石油树脂，或是价格昂贵的萜烯树脂，用这种树脂生产出来的路标漆在路面上只能保持半年左右。据文献报道，西方一些国家已将溶剂型路标漆改成了热溶路标漆，尤其是日本，其全国道路将近已70%改用热溶型路标漆。它所用原料即是热稳定性好、耐候性优良的加氢石油树脂。这种路标漆涂于路面上，在自然环境中可保持完好2年～3年， 因此，国内这方面的研究工作应重视加氢石油树脂的应用[4]。

3.3 油墨添加剂

石油树脂能溶于烃类树脂中，且软化点高、性能稳定，因而适用于印刷油墨。它对印刷 油墨的流变性和连接料的稳定性影响很大，而且在组分中石油树脂只要达到松香55%～60%即可获得最佳的增塑作用。在配方中加入石油树脂能改进印刷油墨的光泽和耐磨性。

3.4 合成橡胶添加剂

在橡胶中加入C5石油树脂可起到软化、补强、增粘等作用，从而改善橡胶的加工性能， 其用量为15%左右。目前最适合丁基内胎生产，对硫化干扰小，可使105℃热永久变形系数 减小，提高丁基内胎的使用寿命。

4 建议

综上所述，我们可以知道我国C5石油树脂加氢技术还不太成熟，跟国外差距较大，所以我们必须加大研发力度，改进生产设备；加大C5原料的精馏程度，改善馏分组分；大力开发高效催化剂，优化生产工艺并进一步提高产能；采用更加优良高效溶剂代替环己烷等现用溶剂使我国尽快争取赶上国外技术水平。

[1]于涛，丁伟，张荣明.采用络合催化剂研究浅色C5石油树脂[J].化工进展，2003，22(5)：503-505.

[2]朱明慧，蒲廷芳.国内外加氢石油树脂的技术发展[J].石油化工动态，1996，4(9)：20-21.

[3]蒲廷芳.国内外加氢石油树脂发展概况[J].工业催化，2005，13(增)：340-343.

[4]谷雪贤，孙向东，张慧波，陈亚东.C5石油树脂的改性及其在路标漆中的使用[J].化工生产与技术，2005，12(5)：10-13.

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1674-6708（2011）57-0026-02