间戊二烯C5石油树脂的生产应用研究

马庭飞

(新疆克拉玛依市天利恒华石化有限公司，新疆 克拉玛依 838600)

1 C5石油树脂的概念分析

通常来说，在乙烯工业中都会生成多种副产品，其中C5馏分在乙烯总产量中的占比可达到11%～14%左右，因此如何在将节省乙烯生产成本的同时，实现对石油资源的合理利用就成为了工业生产领域中亟待解决的问题。C5石油树脂是以乙烯装置副产的裂解C5馏分作为原料，经分离、聚合处理后得到的一种呈淡黄色的固态，相对分子质量在2 000以下的低分子聚合物，它的主要特点有熔点低、酸值小、黏合性强、利于混溶、耐化学品以及耐水等等。随着现代工业技术的迅速发展，C5在化工领域的实际应用变得更加广泛[1]。

C5石油树脂通常是采取C5馏分中主要是间戊二烯含量超过60%的链烯烃混合物经阳离子催化聚合方法制备的脂肪族C5石油树脂以及采取C5馏分中的双环戊二烯作为主要原料经聚合制备的脂环族C5石油树脂两个大类。据有关资料显示，C5与C9馏分的共聚树脂、C5与其他物质的共聚树脂、双环戊二烯与其他物质的共聚树脂等等，也属于C5石油树脂的范畴。C5石油树脂简单来说就是以乙烯装置进行裂解乙烯作为实际的原材料经过一系列处理，聚合等等工艺生产得到的一种树脂，自身的分子质量保持在300～3 000。因为C5石油树脂的生产不能溶于水，但是容易熔接在有机溶剂当中，具有耐酸，耐水，抗衰老等等一系列优良的性能，C5石油树脂的实际生产较为简单，自身的作用和应用行业非常广泛，不但可以在胶水当中作为添加剂还可以使用在油漆，防水材料的设计，涂料等等当中，并且还可以通过对其性能的改善满足不同的需求，现目前随着我国对于C5石油树脂的学术性研究不断提高，品种的开发和生产的技术不断提升，应用范围不断增加，自身的应用范围不断增加，具有非常重大的加工价值和生产价值[2]。

当我们提到脂肪族C5石油树脂时，首先想到的就是间戊二烯石油树脂，它的数均分子量在300～2000。这种石油树脂的主要链节是脂肪烃结构，其特点有耐水、耐化学品、耐乙醇、易于混溶、酸值小、粘合性强等等。由于脂肪族C5石油树脂的增粘性与热稳定性都比C5和C9馏分的共聚树脂好很多，且颜色更浅，所以常被选作为生产压敏胶等胶黏剂的原材料，同时在造纸、橡胶、油墨和涂料等行业领域的应用效果也十分理想。近几年来，人们发现脂肪族C5石油树脂在经接枝完成改性后，在新领域中可以发挥独特的作用。正因如此，脂肪族C5石油树脂的生产技术及改性研究等才吸引了多方学者和专家的广泛关注和重视。

使其功能上的缺陷有所转变，这样才能在各个领域中得到更加广泛的应用。

2 分析现阶段石油树脂生产的状况

如今石油树脂生产能力占第一位的国家是美国，其生产出的石油树脂在世界石油树脂总产量中的所占比例达到了55%左右。国际上生产出的石油树脂产品在软化点、色度、总体质量上都已趋近成熟。现如今我国部分企业正在使用的是国际上最为常见的加氢石油树脂技术，比如扬子石化公司。虽然我国拥有着大规模的石油树脂生产企业，但由于绝大多数企业的生产规模有限、产品形式单一、质量水平较低等，所以在功能方面还有待进一步完善。欧美部分国家的石油工业比较发达，大规模的石油树脂生产企业随处可见，因此他们的石油树脂生产能力以及产品质量水平都要更高一些。随着我国石油产业的持续高速发展，我国石油树脂生产企业正朝着世界先进企业方向大步前行，相信在不久的将来，我国大规模的石油树脂生产企业将会越来越多，产品质量和形式也会越变越好[3]。

3 石油树脂生产工艺的相关介绍

目前最为常见的两种C5石油树脂生产工艺分别是引发聚合工艺与催化聚合工艺。我国生产石油树脂企业通常是使用第二种生产工艺，催化剂选用三氯化铝。

3.1 石油树脂生产的常规流程

在生产石油树脂的实际过程中，一般是先把原料间戊二烯等加入到反应釜中，期间就必须要使用到一种专业添加工具—泵。随后再将甲苯与氯化铝加入到反应釜中，我们将其称之为计量剂。因为石油树脂的生产过程本就属于放热反应，所以随着反应的进行，反应釜的温度也会随之不断上升，此时为了达到冷却散热的目的，就必须对其不断地进行搅拌，确保该反应始终处在合理的温度范围以内，时长为一到两个小时，使反应釜中不饱和的间戊二烯能被完全聚合，在采取碱洗中和处理法，随后进行到水洗，为的是充分去除石油中混杂的催化剂，这一过程要保持到pH值显示为中性才能停止[4]。把反应后的混合液加入到汽提釜中，再使用蒸馏法将混合液中的水与未反应的C5馏分等物质完全去除。期间要保证反应设备的温度始终处在230 ℃～250 ℃，待产品软化点达到相关标准后再用造粒机进行处理，到这里我们就已经完成了C5石油树脂的初步生产流程。

3.2 在石油树脂的生产过程中需要注意哪些问题

所有操作都要遵从相关规定来进行，避免在生产过程出现安全事故。在生产过程中要严加控制设备的反应温度和压力值，当反应温度下降时不允许采取加大进料量的方式来升高反应温度。当出现反应温度变化过于明显的情况时，要按照中断进料—打开放空阀—加大循环水量的顺序来进行处理，随后根据出现的问题来查明原因，并采取合理的解决措施。在反应的中和水洗阶段，要严加控制反应的温度、压力、搅拌速度、破乳时间和剂量等，避免乳化现象的发生。除此之外，为了有效促进树脂软化点提高的速度，可采取增大汽提釜的蒸汽量、生产系统的真空度及脱溶剂塔的温度等措施[6]。

4 石油树脂产品的实际应用和优化设计

根据原材料存在的区别不同的C5石油树脂大体来说可以用于以下几类，分别是混合C5石油树脂，原料经过初步的分析的混合C5蒸馏分离之后，脂肪族的C5石油树脂浓缩成为间戊二烯，对于C5石油树脂来说在多个行业都有大量的应用，C5石油树脂的实际生产较为简单，自身的作用和应用行业非常广泛，不但可以在胶水当中作为添加剂还可以使用在油漆，防水材料的设计，涂料等等当中，并且还可以通过对其性能的改善满足不同的需求，现目前随着我国对于C5石油树脂的学术性研究不断提高，品种的开发和生产的技术不断提升，应用范围不断增加，自身的应用范围不断增加，具有非常重大的加工价值和生产价值[6-7]。 石油树脂的平均相对分子质量主要与温度有关，当温度上升时，其平均相对分子质量会相应减小，软化点会有所降低。因此对反应温度加以控制是极其关键的。据大量研究实验表明，当反映聚合温度在60 ℃～65 ℃，石油树脂产品的平均相对分子质量较小，软化点较高。同时在增加催化剂量并减少溶剂量的情况下，不仅能使产品的融粘度降低，还能使其软化点有所提高。再者就将一定量的单烯烃加入到石油树脂产品的生产过程中，可以获得更为理想的产品旋转黏度、软化点及产品质量，从而对其应用于更多领域起到良好的促进作用。

5 结语

现目前C5石油树脂反应开始向着规模化，大型化，多样化，全面化趋势发展和完善，我们应当全面加强对于C5石油树脂的推广力度，全面推动C5石油树脂在多行业和产业当中的使用和烟酒当中。 截止目前，我国石油树脂生产企业的发展已经历了三十余年的时间，但我国在C5石油树脂生产技术方面与世界大多数国家还是相差甚远。这主要是因为我国石油树脂生产企业的技术和规模有限，生产成本降不下来，且产品质量水平较低。所以，我们必须要加大对国外先进石油树脂生产技术的学习力度，结合我国现阶段石油树脂技术及产品质量的发展状况，制定出针对性的改良措施，使我国石油树脂产品的质量得以优化，同时加大乙烯工业副产品的利用效率，使节约和充分利用有限的石油资源变为现实。