Способ получения темной нефтеполимерной смолы

 

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к способу получения темной нефтеполимерной смолы (НПС) из тяжелой фракции жидких продуктов пиролиза углеводородного сырья. Сущность изобретения заключается в получении НПС каталитической полимеризацией фракции 160°С - к.к. жидких продуктов пиролиза при температуре 150-210°С, давлении до 0,1 МПа, в течение 0,5-2 часов в присутствии стационарного загруженного в реактор алюмокобальтмолибденового катализатора, содержащего СоО 2,0-6,0 мас.%, МоО₃ 10,0-18,0 мас.% на носителе γ-Al₂O₃. При этом после отгонки смолы от жидких углеводородов образуются темные НПС с температурой размягчения 80-95°С, выход которых составляет 43-58 мас.% на исходное сырье. Обеспечивается высокий выход НПС, сокращаются энергозатраты. 2 табл.

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к способу получения темной нефтеполимерной смолы (НПС) из тяжелой фракции жидких продуктов пиролиза углеводородного сырья.

Известен способ получения темных НПС из остатков ректификации жидких продуктов пиролиза, выкипающих выше 190-200°С, термической полимеризацией непредельных компонентов сырья (Ю.В. Думский. Нефтеполимерные смолы. - М.: Химия, 1988, с. 59-62, 88, 136).

Получение НПС термической пролимеризацией фракции 190°С - к.к. жидких продуктов пиролиза осуществляется при температуре 245-250°С, давлении 0,4 МПа, в течение 5 часов с последующей отгонкой жидких углеводородов из полимеризата. Выход темной НПС с температурой размягчения 93°С составляет 58%.

Недостатками термического способа получения темной НПС является: высокая температура, повышенное давление и большая продолжительность процесса полимеризации, которые увеличивают энергозатраты.

Наиболее близким способом получения НПС, который можно выбрать в качестве прототипа, является способ получения НПС каталитической переработки фракции 130-200°С жидких продуктов пиролиза в присутствии стационарно загруженного в реактор алюмохромового катализатора, (Т.Г. Папиян, В.Н. Стадникова. Способ получения светлой нефтеполимерной смолы. Патент РФ 2169157. БИ 17, 2001 г.).

Каталитическим способом получение НПС из фракции 130-200°С жидких продуктов пиролиза осуществляется при температуре 170-210°С, давлении 0,3-0,7 МПа, в течение 1-4 часов. Технологическая схема каталитического процесса получения НПС состоит из реакторного узла и узла отгонки жидких углеводородов из смолы. Наибольший выход НПС с температурой размягчения 81°С составляет 47% и достигается на катализаторе с содержанием Сr₂О₃ - 22,4 мас.%.

Основным недостатком данного способа является низкий выход НПС, связанный с низкой активностью алюмохромового катализатора в процессе полимеризации непредельных углеводородов тяжелой фракции 160°С - к.к. жидких продуктов пиролиза.

Целью изобретения является получение темной нефтеполимерной смолы с высоким выходом и наименьшими энергозатратами из тяжелой фракции 160°С - к. к. жидких продуктов пиролиза.

Поставленная цель достигается переработкой фракции 160°С - к.к. жидких продуктов пиролиза при температуре 150-210°С, давлении до 0,1 МПа, в течение 0,5-2 часов в присутствии стационарного загруженного в реактор алюмокобальтмолибденового катализатора, содержащего оксида кобальта (СоО) 2,0-6,0 мас.% и триоксидмолибдена (МоO₃) 10,0-18,0 мас.% на носителе γ-Al₂O₃

При этом после отгонки смолы от жидких углеводородов образуются темные НПС с температурой размягчения 80-95°С, выход которых составляет 43-58 мас.% на исходное сырье.

Для осуществления примеров конкретного исполнения в качестве сырья для синтеза НПС использовалась фракция 160°С к.к. жидких продуктов пиролиза, выпускаемая по ТУ 6-05-1975-86 на этиленовой установке 000 “Ставролен” со следующими характеристиками:

Плотность при 20°С, кг/м³ 1040

Вязкость при 20°С, ССТ 7

Температура начала кипения, °С 160

50% объема перегоняется

при температуре, °С 220

Йодное число, г I₂/100 г 63

Массовая доля, %:

Серы 0,05

Воды 0,1

Натрия 0,005

Мех.примесей 0,01

Кислотность или щелочность Нейтральная

Пример 1. Процесс получения НПС проводился в реакторе объемом 10 литров. Обогрев реактора осуществлялся встроенным электротеном. В реактор было загружено 1,5 литра алюмокобальтмолибденового катализатора и 5 литров вышеуказанной фракции 160°С - к.к. Химический и гранулометрический составы катализатора приведены в таблице 1. После завершения процесса полимеризат подвергался атмосферной до 250°С и вакуумной при 250°С отгонке жидких углеводородов с выделением НПС. Режим процесса, выход и температура размягчения НПС приведены в таблице 1.

Примеры 2-8 проводились аналогично примеру 1 за исключением состава катализатора и условий процесса.

Отгонка жидких углеводородов из полимеризата осуществлялись аналогично примеру 1. Режимы проведения процесса, выход и температура размягчения НПС приведены в таблице 2.

Пример 8. Проводился аналогично примеру 1 за исключением того, что в качестве катализатора использовался алюмохромовый катализатор состава: Сr₂O₅ - 22,4 маc.%, γ-А1₂0₃ - 77,6 маc.%. Размеры гранул катализатора: диаметр 2,5-3 мм, длина 5-7 мм. Режим процесса, выход и температура размягчения НПС приведены в таблице 2.

По результатам примеров 1-6 видно, что проведение процесса получения НПС из тяжелой фракции 160°С - к.к. жидких продуктов пиролиза в присутствии стационарно загруженного катализатора заявленного состава при умеренных температурах 150-210°С и низкой продолжительности процесса 0,5-2 часа позволяет получать темные НПС с температурой размягчения 80-95°С и выходом 43-58% на сырье. Наиболее высокий выход НПС достигается на катализаторе оптимального состава и выбранных условий проведения процесса в примере 6.

По результатам примеров 7, 8, проведенных в сопоставимых условиях с примерами 1, 2, видно, что при содержании в катализаторе оксидов молибдена и кобальта за пределами заявленного состава его активность резко падает.

По результатам примера 9 следует, что алюмохромовый катализатор по прототипу (2) обладает низкой активностью в процессе переработки тяжелой фракции 160°С - к.к. жидких продуктов пиролиза.

Источники информации

1. Ю.В. Думский. Нефтеполимерные смолы. - М.: Химия. 1988. С. 59-62, 88, 136.

2. Т.Г. Папиян, В.Н. Стадникова. Способ получения светлой нефтеполимерной смолы. Патент РФ № 2169157. БИ №17, 2001.

Формула изобретения

Способ получения темной нефтеполимерной смолы из фракции 160°С - к.к. жидких продуктов пиролиза углеводородного сырья реакцией полимеризации при температуре 150-210°С, давлении до 0,1 МПа в течение 0,5-2 ч, в присутствии стационарно загруженного в реактор катализатора с последующей отгонкой смолы, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют алюмокобальтмолибденовый катализатор, состоящий из носителя γ-Al₂O₃ и СоО, МоО₃, с содержанием СоО 2,0-6,0 мас.%, МоО₃ 10,0-18,0 мас.%.