CN1631916A - 一种萜烯树脂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种萜烯树脂的生产方法，生产工序为先将松节油与甲苯、催化剂三氯化铝在反应釜内进行聚合反应，再向聚合反应的混合产物中注入热水进行水洗，通过水洗将催化剂和反应污物排出，对水洗后的聚合反应混合产物进行蒸馏，并通过蒸馏过程对甲苯进行回收，在蒸馏过程中还将液体树脂及不能参与反应的物质排出，所得即为萜烯树脂。该生产方法使用的反应釜包括搪瓷玻璃本体和内置式冷却装置，冷却装置是置于釜内的不锈钢盘管组，盘管组内盛装有常温饱和盐水。本发明反应温和均匀，温度波动范围小，设备运行平稳，产品颜色浅化，可提高得率20％。减少设备投入、节能降耗，生产成本低，经济效益好。
Description
技术领域
本发明涉及一种萜烯树脂的生产方法。
背景技术
萜烯树脂由天然松节油加工而成，具有透明、无毒、中性、电绝缘性、疏水、不结晶、耐稀酸稀碱、耐热、耐光、抗老化和粘接力强等良好性能。并对各种合成物质有良好的相溶性，易溶于芳香烃及植物油。萜烯树脂是一种优良的增粘剂，增粘性能优于松香及松香改性物和石油树脂等；它也是热熔材料的改良剂，广泛应用在橡胶、塑料、油墨、涂料、胶粘剂、压敏胶、电缆、彩印、油漆、包装、防锈油、口香糖等工业上。生产萜烯树脂的主要原料为松节油，松节油是一种萜类混合物，其主要组成是蒎烯，其中α-蒎烯和β-蒎烯达90％左右，具有特殊的化学活性，是一种优良的溶剂，为涂料、合成樟脑、合成香料、松油醇、医药工业、选矿药剂和其他有机合成工业的重要原料。
萜烯树脂的现有生产程序和工艺流程为，先对松节油进行精馏并去除精馏后的残液，再向精馏后的松节油中加入溶剂甲苯和催化剂，在松节油与溶剂甲苯反应后加入热水进行水洗程序，将催化剂洗去及排掉反应过程中产生的废物后再次进行蒸馏得到液体树脂即2～3个蒎烯分子组成的蒎烯低聚物，同时对液体树脂内含的甲苯进行回收后就制得了萜烯树脂(5个以上蒎烯分子组成)。采有这种方式制得萜烯树脂存在以下问题，其一，精馏时有效组双茂烯全部在残液里，并且残液中还含有5％左右的α、β-蒎烯。使有效组分损失3～5％，且能耗大，还需增加相应的投资100万元；其二，聚合时，松节油和溶剂先投入釜内，再分批投入催化剂，反应温度波动大，使设备运行不平稳，产量小；其三，蒸馏时，使用导热油提供热量，导热油系统投资20万元，蒸馏时间长，产品色泽深；精馏和水洗水加热还须用蒸汽锅炉；总之，现有工艺工序需较大的投资，能耗大、得率仅有约70％且产品的品质欠佳。
经以“萜烯”为主题词对中国专利文献库进行检索可知，虽有涉及萜烯树脂的在先专利及申请，但均为对萜烯树脂的应用或改性方面的技术方案，而涉及其本身制造工艺工序的技术尚未发现。
发明内容
本发明所需解决的问题是如何通过改进萜烯树脂的工艺工序，既提高萜烯树脂产品的总体品质和高品质萜烯树脂的得率，双实现节能降耗并使设备投入下降。
根据上述需要解决的问题设计了一种萜烯树脂的生产方法，其生产工序为：
第一步，松节油与甲苯、催化剂三氯化铝在反应釜内进行聚合反应，
第二步，向聚合反应的混合产物中注入热水进行水洗，通过水洗将催化剂和反应污物排出，
第三步，对水洗后的聚合反应混合产物进行蒸馏，并通过蒸馏过程对甲苯进行回收，并在蒸馏过程中将液体树脂及不能参与反应的物质排出，该次蒸馏后的所得即为萜烯树脂。
其中，原料与催化剂的投入顺序为，甲苯与催化剂三氯化铝先投入反应釜中，然后缓慢滴加松节油并控制反应温度在零下10～5℃直至松节油加完；加入反应釜中的原料比为松节油∶甲苯∶三氯化铝＝120～80∶100～60∶50～80。用热水进行水洗时，水温应控制在70～100℃的区间内。
而蒸馏过程分为两个阶段，首先对水洗后的聚合反应混合产物进行一级蒸馏，蒸馏温度低于145℃时蒸馏过程对甲苯进行回收——馏份为甲苯，蒸馏温度在145～180℃时馏份为含有不反应物及低聚物的甲苯；其次，对经过一级蒸馏后的聚合反应混合产物再进行二级蒸馏，蒸馏温度180℃，高于180℃时进行减压，压力控制在-1～0帕Pa，在二级蒸馏过程中将聚合反应过程中的副产物液体树脂及不能参与反应的物质排出，并根据萜烯树脂软化点的要求于220～240℃时出料，经二级蒸馏后的所得即为萜烯树脂。
在实施过程中，二级蒸馏采用380℃过热蒸汽加热，经二级蒸馏使用后的蒸汽用于一级蒸馏的加热，水洗程序所用热水由一级蒸馏后的余汽及其冷凝水提供。这样设计可大幅度地降低能耗。
同时，设计了一种生产萜烯树脂时使用的反应釜，包括反应釜搪瓷玻璃本体和冷却装置，该冷却装置是内置在反应釜内的不锈钢盘管组，盘管组内盛装有常温饱和盐水，反应釜内盛装的参与反应的液体的液面高于或低于盘管组的高度，其中不锈钢盘管组的入口及出口均穿过反应釜的釜盖。
本发明聚合时，反应温和均匀，反应温度波动范围小，设备运行平稳，产品颜色浅化，可提高得率20％。蒸馏采用过热蒸汽加热，其中二级蒸馏为过热蒸汽，一级蒸馏利用二级蒸馏后的余汽余热，水洗水加热用余汽及一级冷凝水，并且采用过热蒸汽为活气，缩短蒸馏时间，降低放料温度，浅化产品色泽，达到2～3号(铁钴法)。整体设备投资节省120万元情况下，提高日产量40％。减少设备投入、用工少、节省能源，直接降低生产成本，起到较好的经济效益。
附图说明
附图1是现有技术的流程框图；附图2是本发明的流程框图；附图3是本发明使用的反应釜的结构示意图。
具体实施方式
本发明的思路是通过减少工序、降低对原材料的要求及对工艺的改进来降低生产成本，提高高品质萜烯树脂和总体品质的得率。
以下是本发明的非限定性实施例，具体数据和配比可根据实际情况进行实时调整而对结果无关键影响。
首先按100∶80∶6.5的比例将原料松节油与甲苯及催化剂三氯化铝分别准备好，先将甲苯及催化剂三氯化铝投入反应釜中，然后缓慢滴加松节油，反应温度控制在零下5～0℃，直至松节油加完后30分钟聚合反应结束；此阶段淘汰了传统工序中的精馏工艺，采用工业用甲苯替代了溶剂甲苯，即减少了一道工序又降低了对原材料的要求，节能降耗显著。
再向完成聚合反应后所得的混合产物中注入热水进行水洗，热水来自蒸馏工序的冷凝水并用蒸馏工序余热加热而得，温度控制在100℃，通过水洗将催化剂和反应污物排出。
对水洗后的聚合反应混合产物进行蒸馏过程分为两个阶段，主要是通过蒸馏过程对甲苯进行回收，并在蒸馏过程中将液体树脂及不能参与反应的物质排出。第一阶段即一级蒸馏，蒸馏温度低于145℃时回收馏份为甲苯，回收的甲苯纯度较高；蒸馏温度在145～180℃时馏份为含有不反应物及低聚物的甲苯，回收的甲苯中含有较多的杂质。蒸馏的过程是，在反应釜完成一级蒸馏后，需要将蒸馏后的物料压入第二反应釜中再进行二级蒸馏，蒸馏温度180℃，高于180℃时进行减压，压力控制在-0.1帕(Pa)，在二级蒸馏过程中将聚合反应过程中的副产物液体树脂及不能参与反应的物质排出，并根据萜烯树脂软化点的要求于220～240℃时出料，经二级蒸馏后的所得即为萜烯树脂。在实施过程中，二级蒸馏采用380℃过热蒸汽加热，经二级蒸馏使用后的蒸汽用于一级蒸馏的加热，水洗程序所用热水由一级蒸馏后的余汽及其冷凝水提供。利用过热蒸汽进行蒸馏加热淘汰了传统的导热油加热方式，既缩短了加热时间提高了产品品质，又大幅度降低了设备投资。
而在聚合时，利用改进后的反应釜，将导热套由外搬到内，即将传统的外置式导热套拆除，在反应釜本体1内改造成内置式盘管2，盘中充置饱和盐水以提高热容量和导热效率，使溶剂和催化剂、原料先后投入釜中后，反应温度能控制在小范围内波动，反应均匀，反应时间得到缩短，反应温度得到降低，设备运行平稳，产品颜色浅化，回收率可提高20％，既由传统的70％上升到90％，同时因淘汰了精馏程序，即节约了设备投资，又提高了原材料利用率且日产量可提高40％。
Claims (8)
1、一种萜烯树脂的生产方法，其特征是萜烯树脂的生产工序为
第一步，松节油与甲苯、催化剂三氯化铝在反应釜内进行聚合反应，
第二步，向聚合反应的混合产物中注入热水进行水洗，通过水洗将催化剂和反应污物排出，
第三步，对水洗后的聚合反应混合产物进行蒸馏，并通过蒸馏过程对甲苯进行回收，在蒸馏过程中还将液体树脂及不能参与反应的物质排出，该次蒸馏后的所得即为萜烯树脂。
2、根据权利要求1所述的萜烯树脂的生产方法，其特征是甲苯与催化剂三氯化铝先投入反应釜中，然后缓慢滴加松节油并控制反应温度在零下10～5℃直至松节油加完。
3、根据权利要求2所述的萜烯树脂的生产方法，其特征是所述的加入反应釜中的原料比为松节油∶甲苯∶三氯化铝＝120～80∶100～60∶50～80。
4、根据权利要求1所述的萜烯树脂的生产方法，其特征是在所述的注入热水进行水洗的阶段，水温控制在70～100℃。
5、根据权利要求1所述的萜烯树脂的生产方法，其特征是所述的蒸馏过程分为两个阶段，
首先对水洗后的聚合反应混合产物进行一级蒸馏，蒸馏温度低于145℃时蒸馏过程对甲苯进行回收——馏份为甲苯，蒸馏温度在145～180℃时馏份为含有不反应物及低聚物的甲苯；
其次，对经过一级蒸馏后的聚合反应混合产物再进行二级蒸馏，蒸馏温度180℃，高于180℃时进行减压，压力控制在-1～0帕Pa，在二级蒸馏过程中将聚合反应过程中的副产物液体树脂及不能参与反应的物质排出，并根据萜烯树脂软化点的要求于220～240℃时出料，经二级蒸馏后的所得即为萜烯树脂。
6、根据权利要求5所述的萜烯树脂的生产方法，其特征是二级蒸馏采用380℃过热蒸汽加热，经二级蒸馏使用后的蒸汽用于一级蒸馏的加热，水洗程序所用热水由一级蒸馏后的余汽及其冷凝水提供。
7、一种生产萜烯树脂时使用的反应釜，包括反应釜搪瓷玻璃本体和冷却装置，其特征是所述的冷却装置是内置在反应釜内的不锈钢盘管组，盘管组内盛装有常温饱和盐水，反应釜内盛装的参与反应的液体的液面高于或低于盘管组的高度。
8、根据权利要求7所述的生产萜烯树脂时使用的反应釜，其特征是不锈钢盘管组的入口及出口均穿过反应釜的釜盖。
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