一種微反應(yīng)器中制備石油樹(shù)脂的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明涉及一種石油樹(shù)脂的制備方法，具體地說(shuō)，是一種微反應(yīng)器中制備石油樹(shù)脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]C9芳烴石油樹(shù)脂是C9餾份經(jīng)前處理、聚合、蒸餾等工藝生產(chǎn)的一種熱塑性樹(shù)脂。C9石油樹(shù)脂由于結(jié)構(gòu)中不含極性基團(tuán)，具有良好的耐水性、耐酸堿性、耐候性和耐光老化性，在有機(jī)溶劑中的溶解性好，與其他樹(shù)脂的相容性好，還具有脆性、增黏性、黏結(jié)性和可塑性。主要用于涂料、橡膠助劑、紙張?zhí)砑觿⒂湍湍z黏劑等領(lǐng)域。C9餾分中，苯乙烯類、雙環(huán)戊二烯類、茚類樹(shù)脂是發(fā)生聚合反應(yīng)的三種主要成分，發(fā)生聚合反應(yīng)前期，物料聚合成小分子聚合物，該過(guò)程反應(yīng)迅速、急劇放熱、容易局部過(guò)熱，色度變深和結(jié)焦，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。反應(yīng)中后期，小分子聚合物逐漸增大，聚合反應(yīng)速度緩慢、放熱大幅減少，粘度增加，甚至固化。
[0003]目前，石油樹(shù)脂聚合生產(chǎn)工藝主要有三種:自由基聚合合成工藝、熱聚合工藝、催化聚合合成工藝。自由基聚合工藝通過(guò)氧化物引發(fā)游離基進(jìn)而使C9餾分發(fā)生聚合并且使用中止劑停止聚合，該工藝不使用催化劑，從而避免了廢水的產(chǎn)生。熱聚合法優(yōu)點(diǎn)是不使用任何催化劑和引發(fā)劑，因此也不會(huì)產(chǎn)生廢水。但是，上述兩種聚合合成工藝具有反應(yīng)溫度和壓力的要求高、能耗大、反應(yīng)速率慢、產(chǎn)物顏色偏深等缺點(diǎn)。催化聚合工藝反應(yīng)速度快、條件溫和可以采用間歇或連續(xù)的生產(chǎn)工藝，因而廣泛應(yīng)用。但是在催化聚合過(guò)程中C9餾分容易局部積料，聚合時(shí)釋放大量熱量，產(chǎn)生黑點(diǎn)和結(jié)焦，嚴(yán)重地限制了反應(yīng)溫度范圍與影響產(chǎn)品成色和質(zhì)量。傳統(tǒng)反應(yīng)釜均無(wú)法解決聚合反應(yīng)前期的傳熱問(wèn)題，這些問(wèn)題限制了產(chǎn)品的合成速率和質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種石油樹(shù)脂的制備方法，該方法使用微反應(yīng)流道使單體發(fā)生催化聚合反應(yīng)，能有效傳導(dǎo)聚合前期產(chǎn)生的熱量，再使用單螺桿擠出機(jī)使小分子聚合物繼續(xù)發(fā)生聚合反應(yīng)，使小分子聚合物繼續(xù)長(zhǎng)大，使用單螺桿擠出C9石油樹(shù)脂產(chǎn)品，防止產(chǎn)品因粘度過(guò)大而堵塞在反應(yīng)器中。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的第一個(gè)技術(shù)方案如下:
[0006]—種微反應(yīng)器中制備石油樹(shù)脂的方法，依次包括下述方法:
[0007]I)將乙烯裂解副產(chǎn)物C9重餾分經(jīng)精餾分離出餾程為110_150°C的樹(shù)脂液餾分甲以2-20ml/h的流動(dòng)速度經(jīng)單道微量注射栗甲進(jìn)入至微反應(yīng)通道;將乙烯裂解副產(chǎn)物C9重餾分經(jīng)精餾分離出餾程為150°C_190°C的樹(shù)脂液餾分乙以2-20ml/h的流動(dòng)速度經(jīng)單道微量注射栗乙進(jìn)入至微反應(yīng)通道;將含催化劑的溶液丙以5-40ml/h的流動(dòng)速度經(jīng)單道微量注射栗丙進(jìn)入至微反應(yīng)通道;在40-130°C，進(jìn)行一段聚合反應(yīng)2-10min ；
[0008]2)物料經(jīng)過(guò)微反應(yīng)流道反應(yīng)后，進(jìn)入單螺桿擠出機(jī)，在40-130°C，進(jìn)行二段聚合反應(yīng)3_5min;
[0009]3)產(chǎn)物經(jīng)單螺桿擠壓從產(chǎn)品出料口流出，經(jīng)過(guò)交替堿洗、水洗脫除催化劑，閃蒸脫除溶劑，冷卻制粒得到石油樹(shù)脂。
[0010]優(yōu)選的，上述的微反應(yīng)器中制備石油樹(shù)脂的方法，所述的含催化劑的溶液丙是BF3:AlCl3:甲苯的按質(zhì)量比0.1-2.0:0.1-2.0:100混合而成混合物。
[0011]本發(fā)明提供的第二個(gè)技術(shù)方案是制備石油樹(shù)脂時(shí)所用的微反應(yīng)器，包括微反應(yīng)流道，所述微反應(yīng)流道一端連接微反應(yīng)通道，微反應(yīng)流道另一端連接單螺桿擠出機(jī);微反應(yīng)通道連接三個(gè)平行設(shè)置的單道微量注射栗甲、單道微量注射栗乙和單道微量注射栗丙。
[0012]進(jìn)一步的，上述的制備石油樹(shù)脂時(shí)所用的微反應(yīng)器所述的微反應(yīng)流道放置在恒溫保溫箱內(nèi)，恒溫保溫箱與冷熱循環(huán)機(jī)線路相接。
[0013]更進(jìn)一步的，上述的制備石油樹(shù)脂時(shí)所用的微反應(yīng)器，所述的微反應(yīng)流道長(zhǎng)1-15m，橫截面積為0.01-0.80mm2 ο
[0014]更進(jìn)一步的，上述的制備石油樹(shù)脂時(shí)所用的微反應(yīng)器，所述的單螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑為90-300mm。
[0015]更進(jìn)一步的，上述的制備石油樹(shù)脂時(shí)所用的微反應(yīng)器，所述的微反應(yīng)流道長(zhǎng)5m，橫截面積為0.50mm2。
[0016]本發(fā)明提供的技術(shù)方案使用微反應(yīng)器進(jìn)行C9催化聚合生產(chǎn)石油樹(shù)脂，克服了傳統(tǒng)反應(yīng)釜反應(yīng)溫度不能太高、局部過(guò)熱導(dǎo)致黑點(diǎn)產(chǎn)生和結(jié)焦的缺點(diǎn)。一段反應(yīng)中，使用微型反應(yīng)器導(dǎo)熱迅速的特點(diǎn)，使得C9熱聚合前期大量放出的熱量得到及時(shí)的傳導(dǎo)，精準(zhǔn)地控制反應(yīng)物料的溫度，得到分子量均勻的聚合小分子;二段反應(yīng)中，使用小截面積的單螺桿擠出機(jī)，使小分子聚合物繼續(xù)發(fā)生聚合反應(yīng)，使聚合物繼續(xù)長(zhǎng)大，使用單螺桿旋轉(zhuǎn)擠出C9石油樹(shù)脂產(chǎn)品，防止高粘度的大分子聚合物堵塞，同時(shí)又可以精準(zhǔn)地控制溫度，得到分子量均勻且符合軟化點(diǎn)和色度等指標(biāo)的C9石油樹(shù)脂;使用的微反應(yīng)器大大減小了反應(yīng)所需空間和能耗。
[0017]總而言之，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有反應(yīng)物料混合均勻、反應(yīng)速率高、停留時(shí)間短、反應(yīng)熱傳導(dǎo)迅速、聚合產(chǎn)物分子量均勻、設(shè)備投資少、能耗低、可連續(xù)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)以往工藝，可以節(jié)約生產(chǎn)成本，降低能耗。由于通道線性尺寸縮減至毫米級(jí)，微反應(yīng)器的整體體積較小，使操作更加可控、安全性更強(qiáng)、操作也更柔性。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明提供的微反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中:微反應(yīng)流道I，微反應(yīng)通道2，單道微量注射栗甲3a、單道微量注射栗乙3b、單道微量注射栗丙3c，單螺桿擠出機(jī)4，恒溫保溫箱5，冷熱循環(huán)機(jī)6。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，任何人在本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)所做的有限次修改，仍在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0021]實(shí)施例1
[0022]本發(fā)明提供的微反應(yīng)器，請(qǐng)參閱圖1，包括微反應(yīng)流道I，所述的微反應(yīng)流道I長(zhǎng)為1-15m，橫截面積為0.01-0.80mm2，所述微反應(yīng)流道I 一端連接微反應(yīng)通道2，微反應(yīng)通道2連接三個(gè)平行設(shè)置的單道微量注射栗甲3a、單道微量注射栗乙3b、單道微量注射栗丙3c，微反應(yīng)流道I另一端連接單螺桿擠出機(jī)4;所述的單螺桿擠出機(jī)4螺桿直徑為90-300mm。
[0023]所述的微反應(yīng)流道I呈波浪式設(shè)置，減小占地面積，增加物料反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)物收率。為了方便加熱，所述的微反應(yīng)流道I放置在恒溫保溫箱5內(nèi)，恒溫保溫箱5的體積是微反應(yīng)流道I體積的1.3倍，為了方便加熱，所述的導(dǎo)熱介質(zhì)為水或者導(dǎo)熱工業(yè)油;恒溫保溫箱5與冷熱循環(huán)機(jī)6線路相接，提供給保溫箱熱量。
[0024]實(shí)施例2
[0025]本發(fā)明提供的一種微反應(yīng)器中制備石油樹(shù)脂的方法，采用實(shí)施例1提供的微反應(yīng)器，具體方法如下:
[0026]I)將乙烯裂解副產(chǎn)物C9重餾分經(jīng)精餾分離出餾程為130_150°C的樹(shù)脂液餾分甲和150°C_ 170°C的樹(shù)脂液餾分乙均以I Oml /h的流動(dòng)速度，分別經(jīng)單道微量注射栗甲和微量注射栗乙進(jìn)入至微反應(yīng)通道2;
[0027]2)同時(shí)，將含催化劑的溶液丙以10ml/h的流動(dòng)速度經(jīng)微量注射栗丙進(jìn)入至微反應(yīng)通道2；所述的溶液丙由BF3 = AlCl3:甲苯的按質(zhì)量比0.5:1.5:100混合而成；
[0028]3)經(jīng)微反應(yīng)通道2充分混合后流入微反應(yīng)流道I，在70°C進(jìn)行催化聚合反應(yīng)5min;
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