加氫工藝對C5石油樹脂色相改善的工藝條件研究
C5石油樹脂因含有較多不飽和雙鍵,存在顏色深等缺點,而加氫工藝可使不飽和鍵飽和,從而改善其色相。以下是關于加氫工藝對C5石油樹脂色相改善的工藝條件研究:
反應溫度:溫度對加氫反應影響顯著。一般來說,溫度升高,反應速率加快,有利于不飽和鍵的加氫反應,可有效改善樹脂色相。但溫度過高,可能導致樹脂發生裂解、聚合等副反應,反而影響色相和產品質量。不同研究得出的適宜溫度有所差異,有研究表明反應溫度在220-240℃時,使用Ni基多金屬催化劑可制得淺色度樹脂。也有實驗發現,反應溫度為270℃時,制備的加氫間戊二烯樹脂色度可降低5個單位以上。
反應壓力:壓力主要影響氫氣在樹脂中的溶解度和反應平衡。較高的壓力有助于增加氫氣溶解度,促進加氫反應進行,對改善色相有利,但過高的壓力會增加設備要求和生產成本,例如,在使用固定床加氫裝置及自制加氫催化劑時,壓力8.0MPa條件下,加氫產物Gardner色度可達0.1,也有研究指出,采用改性骨架鎳作為催化劑,體系壓力在3.5-8.0MPa時反應效果較好。
液體空速:液體空速反映了物料在反應器內的停留時間。空速過低,物料停留時間過長,可能導致副反應增加;空速過高,物料與催化劑接觸不充分,加氫反應不完全,都會影響樹脂色相。如使用Ni基多金屬催化劑時,空速為0.5h-1可制得淺色度樹脂。而在另一研究中,采用固定床加氫裝置,液體空速為2h-1時獲得了較好的加氫效果。
氫油體積比:合適的氫油體積比能保證反應體系中有足夠的氫氣,為加氫反應提供充足原料,有助于提高不飽和鍵的加氫轉化率,從而改善色相,例如,有研究表明氫油體積比為600∶1時,利于制得淺色C5石油樹脂。也有實驗在氫油體積比200的條件下,使加氫產物達到了較低的色度。
原料濃度:原料濃度會影響反應的傳質和反應速率。濃度過高,體系黏度增大,氫氣擴散困難,反應不易進行完全;濃度過低,設備利用率低,生產成本增加。相關研究顯示,原料濃度為20%時,在一定的溫度、壓力等條件下可制得淺色度樹脂。
催化劑種類與用量:常用的加氫催化劑有鎳、鈀、鉑等單組分金屬催化劑以及它們的復配催化劑,載體多為氧化鋁或硅藻土。不同催化劑活性和選擇性不同,對色相改善效果也不同,例如,鎳基催化劑成本相對較低,有一定的加氫效果;鈀催化劑活性較高,但成本高且易中毒。催化劑用量一般為石油樹脂重量的1%-35%,合適的用量可在保證反應效果的同時,降低成本。
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