CN107298985A - 一种高黏度环保橡胶油及其制备方法 - Google Patents

一种高黏度环保橡胶油及其制备方法 Download PDF

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马莉莉
杨文中
蔡烈奎
薛洪健
曹逸飞
朱长申
张海洪
韩龙年
陈清涛
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Abstract

本发明公开了一种高黏度环保橡胶油及其制备方法。该制备橡胶油的方法，包括如下步骤：)将减压渣油置于萃取塔内进行溶剂精制，于塔顶得到脱沥青油，再于沉降塔中沉降，收集沉降塔顶所得物质除去溶剂后，得到轻脱沥青油；2)将步骤1)所得轻脱沥青油进行加氢精制，得到所述橡胶油。本发明充分利用附加值较低的减压渣油生产附加值较高的环保橡胶油，拓宽了环保橡胶油的原料来源，增加了环保橡胶油的供应，且所得环保橡胶油黏度及收率较高。

Description

一种高黏度环保橡胶油及其制备方法
技术领域
本发明属于石油化工领域，涉及一种高黏度环保橡胶油及其制备方法。
背景技术
当前，国内以轮胎生产为代表的橡胶加工业发展迅速，对橡胶油的需求量也在逐年上升。橡胶油可以改善胶料的塑性、降低胶料黏度和混炼时的温度，能促进其它配合剂的分散和混合，对压延挤出起润滑作用，而且能降低硫化橡胶的硬度，并提高其性能，在橡胶加工工业中有着重要的地位。
传统的芳烃油虽然其价格低廉、适应性广泛，但应用于轮胎制造的芳烃油含有大量的多环芳烃，由于多环芳烃具有致癌性，会对人体和环境造成很大的危害。近年来，环境保护的呼声越来越高，传统橡胶油对人类健康的危害及环境的污染受到普遍的重视，欧盟关于轮胎生产中禁用有毒芳烃油的指令已于2005年出台，并从2010年1月1日开始实施，要求在轮胎生产中全面禁用有毒橡胶油。
当前环保橡胶油的生产主要有加氢工艺及溶剂精制工艺，如CN103320165、CN101691499、CN101597512、US6110358等。由于适用资源较少，目前国内符合环保要求的橡胶油产量较低，不能满足国内橡胶生产企业的需求，大量依赖进口，且价格较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高黏度环保橡胶油及其制备方法。
本发明提供的制备橡胶油的方法，包括如下步骤：
1)将减压渣油置于萃取塔内进行溶剂精制，于塔顶得到脱沥青油，再于沉降塔中沉降，收集沉降塔顶所得物质除去溶剂后，得到轻脱沥青油；
2)将步骤1)所得轻脱沥青油进行加氢精制，得到所述橡胶油。
上述方法的步骤1)中，减压渣油在25℃的针入度为100～300(0.1mm)，优选180～280(0.1mm)，具体可为180(0.1mm)、250(0.1mm)、275、280(0.1mm)等；蜡含量不高于3.5％，具体可为2.9％；减压馏程2％点不低于430℃、10％点不低于460℃；闪点不低于240℃。
所述步骤1)溶剂精制步骤中，所用溶剂中丙烷含量不低于90％，优选不低于95％，如95％、98％等，丁烷含量不高于2％，戊烷含量不高于1％；
所述溶剂和所述减压渣油的体积比为(5～10)：1，具体可为6:1、8:1、10:1等；
所述萃取塔的塔顶温度为78～95℃，具体可为80℃、85℃、90℃等；塔底温度为50～78℃，具体可为58℃、65℃、75℃等；
萃取塔的压强为3.0～4.5MPa，优选3.5～4.2MPa，具体可为3.5MPa、3.8MPa、4.0MPa等。
所述步骤1)沉降步骤中，沉降塔的温度为78～95℃，具体可为82℃、90℃、93℃等；沉降塔的压强为3.0～4.5MPa，优选3.5～4.2MPa，具体可为3.5MPa、3.8MPa、4.0MPa等。
所述步骤1)中除去溶剂的方法为各种常规方法，如汽提、闪蒸或蒸馏。该步骤除去的溶剂可返回萃取塔中回收利用进行溶剂精制。
所述步骤2)加氢精制步骤中，所用催化剂为钼-镍型加氢催化剂、钨-镍型加氢催化剂、钼-钴型加氢催化剂和/或钼-钨-镍型加氢催化剂。具体的，所述催化剂为催化剂LH-23或催化剂RL-1或催化剂FV-10。
所述步骤2)加氢精制步骤中，温度为260℃～360℃，优选290～340℃，具体可为290℃、320℃、340℃等；
氢气与所述轻脱沥青油的体积分数比为(650～1200)：1，优选(800～1000):1，具体可为800:1、900:1、1000:1等；
加氢精制的体积空速为0.2～5.5h-1，优选0.5～3.0h-1，具体可为0.5h-1、1.0h-1、3.0h-1等；
氢分压为4～20MPa，优选10～15MPa，具体可为10MPa、12MPa、15MPa等。
所述方法还包括如下步骤：
在步骤2)所述加氢精制步骤之后，除去加氢精制所得产物中的轻质馏分。
其中，除去加氢精制所得产物中的轻质馏分的方法为汽提、闪蒸或蒸馏。
另外，按照上述方法制备得到的橡胶油，也属于本发明的保护范围。
其中，所述橡胶油以ASTM D2140的方法分析，碳型分析CA值大于12％，具体可为13.9-15.2％；以DIN EN16143方法进行检测，PAHs＜10mg/kg，PAHs具体可为1.3-3.1mg/kg，且苯并[a]芘含量＜1mg/kg；100℃运动黏度不低于42为mm2/s，具体可为42.44、42.70或43.55mm2/s。
本发明充分利用附加值较低的减压渣油生产附加值较高的环保橡胶油，拓宽了环保橡胶油的原料来源，增加了环保橡胶油的供应，且所得环保橡胶油黏度及收率较高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
实施例1、高黏度环保橡胶油的制备
(1)以减压渣油为原料(原料性质见表1)，在溶剂脱沥青中试装置萃取塔内进行溶剂精制，所用溶剂中丙烷含量不低于90％，丁烷含量不高于2％，戊烷含量不高于1％；该溶剂和减压渣油体积比为6:1，萃取塔塔顶温度为78℃，塔底温度为58℃，萃取塔的压力为3.8MPa，萃取塔底回收溶剂后得到脱沥青油，可直接作为硬质沥青或沥青调合组分；
将于塔顶所得脱沥青油进入沉降塔中进行沉降，沉降塔温度为80℃，沉降塔的压力为3.8MPa，沉降塔顶所得物质除去溶剂后得到轻脱沥青油，作为后续加氢精制的原料；沉降塔底回收溶剂后得到重脱沥青油，可以作为其他加工原料。
(2)得到的轻脱沥青油在加氢精制中试装置进行加氢精制试验，反应温度为340℃，氢油体积比为800:1，体积空速为0.8h-1，氢分压为12.0MPa，加氢精制催化剂为催化剂LH-23，得到加氢精制生成油，蒸馏切割去除轻组分后即得高黏度环保橡胶油。
本实施例制备的环保橡胶油的性能参数如表2所示。
实施例2、高黏度环保橡胶油的制备
(1)以减压渣油为原料(原料性质见表1)，在溶剂脱沥青中试装置萃取塔内进行溶剂精制，所用溶剂中丙烷含量不低于90％，丁烷含量不高于2％，戊烷含量不高于1％；该溶剂和减压渣油体积比为8:1，萃取塔塔顶温度为83℃，塔底温度为63℃，萃取塔的压力为3.8MPa，萃取塔底回收溶剂后得到脱油沥青，可直接作为硬质沥青或沥青调合组分；
将于塔顶所得脱沥青油进入沉降塔中进行沉降，沉降塔温度为85℃，沉降塔的压力为3.8MPa，沉降塔顶所得物质除去溶剂后得到轻脱沥青油，作为后续加氢精制的原料；沉降塔底回收溶剂后得到重脱沥青油，可以作为其他加工原料。
(2)得到的轻脱沥青油在加氢精制中试装置进行加氢精制试验，反应温度为320℃，氢油体积比为1000:1，体积空速为1.0h-1，氢分压为12.0MPa，加氢精制催化剂为催化剂RL-1，得到加氢精制生成油，蒸馏切割去除轻组分后即得高黏度环保橡胶油。
本实施例制备的环保橡胶油的性能参数如表2所示。
实施例3、高黏度环保橡胶油的制备
(1)以减压渣油为原料(原料性质见表1)，在溶剂脱沥青中试装置萃取塔内进行溶剂精制，所用溶剂中丙烷含量不低于90％，丁烷含量不高于2％，戊烷含量不高于1％；该溶剂和减压渣油体积比为8:1，萃取塔塔顶温度为80℃，塔底温度为65℃，萃取塔的压力为4.0MPa，萃取塔底回收溶剂后得到脱油沥青，可直接作为硬质沥青或沥青调合组分；
将于塔顶所得脱沥青油进入沉降塔中进行沉降，沉降塔温度为82℃，沉降塔的压力为4.0MPa，沉降塔顶所得物质除去溶剂后得到轻脱沥青油，作为后续加氢精制的原料；沉降塔底回收溶剂后得到重脱沥青油，可以作为其他加工原料。
(2)得到的轻脱沥青油在加氢精制中试装置进行加氢精制试验，反应温度为350℃，氢油体积比为1000:1，体积空速为3.0h-1，氢分压为15.0MPa，加氢精制催化剂为催化剂FV-10，得到加氢精制生成油，蒸馏切割去除轻组分后即得高黏度环保橡胶油。
本实施例制备的环保橡胶油的性能参数如表2所示。
表1、所用减压渣油原料性质
表2、实施例1、实施例2及实施例3制备的环保橡胶油的性能测定结果
由上述实施例1-3可知，以减压渣油为原料，采用本发明提供的方法，在不同溶剂精制深度及加氢工艺条件下，均可以得到高黏度环保橡胶油，且都具有较高的芳香烃含量，在使用时与橡胶的相容性较好。

Claims (10)

1.一种制备橡胶油的方法，包括如下步骤：
1)将减压渣油置于萃取塔内进行溶剂精制，于塔顶得到脱沥青油，再于沉降塔中沉降，收集沉降塔顶所得物质除去溶剂后，得到轻脱沥青油；
2)将步骤1)所得轻脱沥青油进行加氢精制，得到所述橡胶油。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，减压渣油在25℃的针入度为100～300(0.1mm)；蜡含量不高于3.5％；减压馏程2％点不低于430℃、10％点不低于460℃；闪点不低于240℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤1)溶剂精制步骤中，所用溶剂中丙烷含量不低于90％，丁烷含量不高于2％，戊烷含量不高于1％；
所述溶剂和所述减压渣油的体积比为(5～10)：1；
所述萃取塔的塔顶温度为78℃～95℃，塔底温度为50℃～78℃；
萃取塔的压强为3.0～4.5MPa。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤1)沉降步骤中，沉降塔的温度为78℃～95℃；沉降塔的压强为3.0～4.5MPa。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)加氢精制步骤中，所用催化剂选自钼-镍型加氢催化剂、钨-镍型加氢催化剂、钼-钴型加氢催化剂和钼-钨-镍型加氢催化剂中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤2)加氢精制步骤中，温度为260℃～360℃；
氢气与所述轻脱沥青油的体积分数比为(650～1200)：1；
加氢精制的体积空速为0.2～5.5h-1；
氢分压为4～20MPa。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于：所述除去轻质馏分的方法为汽提、闪蒸或蒸馏。
8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：
在步骤2)所述加氢精制步骤之后，除去加氢精制所得产物中的轻质馏分。
9.权利要求1-8中任一所述方法制备得到的橡胶油。
10.根据权利要求9所述的橡胶油，其特征在于：所述橡胶油以ASTM D2140的方法分析，碳型分析CA值大于12％；以DIN EN16143方法进行检测，PAHs＜10mg/kg，且苯并[a]芘含量＜1mg/kg；100℃运动黏度不低于42为mm2/s。
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