一种聚苯乙烯专用白油及其制备方法

摘要

本发明公开了一种聚苯乙烯专用白油及其制备方法。所述聚苯乙烯专用白油的制备方法包括如下步骤：1)将环烷基原油的馏分油在抽提塔中进行溶剂精制，在抽提塔的塔底得到抽出液，塔顶得到精制液，经回收溶剂得到精制油；2)精制油依次经加氢工艺和蒸馏切割即得到所述聚苯乙烯专用白油；加氢工艺包括依次进行的加氢处理、催化脱蜡、加氢精制和加氢深度饱和芳烃。本发明制备方法可有效改善加氢装置进料状况，缓和加氢装置操作条件，有效提升PS白油中的环烷烃含量；采用多段加氢工艺可深度脱除油品中的芳烃等有害物质，保证PS白油的应用性能与安全性。本发明聚苯乙烯专用白油的性质优良，超出现有产品水平，同时制备方法稳定可靠，操作条件缓和。

权利要求

1.一种聚苯乙烯专用白油的制备方法，包括如下步骤：

1）将环烷基原油的馏分油在抽提塔中进行溶剂精制，在所述抽提塔的塔底得到抽出液，塔顶得到精制液，经回收溶剂得到精制油；

所述环烷基原油的馏分油为环烷基原油经减压蒸馏得到的减压馏分油；

所述环烷基原油的馏分油的理化性质如下：

40℃运动黏度为70mm2/s 200mm2/s；

~

CA值不小于20%；

CN值不小于33%；

所述精制油的CA值不大于6%；

所述溶剂精制的溶剂为糠醛、N-甲基吡咯烷酮、苯酚、环丁砜和二甲基亚砜中至少一种；

所述溶剂精制的溶剂与所述环烷基原油的馏分油的质量比为1.0～3.5：1；

所述提塔塔底的温度为55℃～90℃，塔顶的温度为85℃～120℃；

2）所述精制油依次经加氢工艺和蒸馏切割即得到所述聚苯乙烯专用白油；

所述加氢工艺包括依次进行的加氢处理、催化脱蜡、加氢精制和加氢深度饱和芳烃；

所述聚苯乙烯专用白油的理化性质如下：CA值小于0.1%；

CN值为45.0%~53.5%；

20℃折光率为1.470 1.480；

~

40℃运动黏度为60mm2/s 100mm2/s；

~

赛波特颜色大于+30；

倾点小于-20℃；

开口闪点大于220℃；

所述加氢处理的条件如下：催化剂为钼-镍型加氢催化剂、钨-镍型加氢催化剂、钼-钴型加氢催化剂和钼-钨-镍型加氢催化剂中至少一种；

氢分压为12.0 17.0MPa；

~

温度为330℃～370℃；

体积空速为0.4 2.0h-1；

~

所述催化脱蜡的条件如下：催化剂为异构脱蜡催化剂；

氢分压为12.0 17.0MPa；

~

温度为310℃～370℃；

体积空速为0.4 2.0h-1；

~

所述加氢精制的条件如下：催化剂为钼-镍型加氢精制催化剂、钨-镍型加氢精制催化剂和钨-钼-镍型加氢精制催化剂中至少一种；

氢分压为12.0 17.0MPa；

~

温度为220℃～330℃；

体积空速为0.4 2.0h-1；

~

所述加氢深度饱和芳烃的条件如下：催化剂为负载铂或钯的催化剂；

氢分压为12.0 17.0MPa；

~

温度为200℃～260℃；

体积空速为0.4 1.0h-1；

~

所述蒸馏切割的条件如下：收集高于340℃馏分作为所述聚苯乙烯专用白油。

2.权利要求1所述方法制备的聚苯乙烯专用白油。

说明书

一种聚苯乙烯专用白油及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种聚苯乙烯专用白油及其制备方法，属于石油化工领域。

背景技术

[0002] 聚苯乙烯为苯乙烯经聚合反应得到的聚合物，包括通用级聚苯乙烯、发泡级聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯等。由于聚苯乙烯分子量较高，加工过程中需要加入一定的矿物油以改善加工性能，并能提高聚苯乙烯树脂的各项使用性能。在聚苯乙烯加工过程中，为了降低机械磨损、能量消耗，提高生产能力，尽量降低熔体黏度，最有效的途径即是使用有效的润滑剂-聚苯乙烯专用白油(简称“PS白油”)。聚苯乙烯专用白油的加入可提高熔体流动性，降低熔体对机器零部件的黏附，还可以起到促进熔融、防粘连、防静电、改善色泽和抗冲击效果的作用。

[0003] 聚苯乙烯加工过程中常用的润滑剂是从石油中炼制的无色矿物油，因聚苯乙烯塑料常作为与人体接触或与食品相关产品的原料，如食品包装盒、餐具、化妆品包装、电子产品、家用电器外壳等，要求聚苯乙烯白油具有芳烃含量低、光热稳定性好、赛波特颜色大于+30等特点。另一方面，为了防止在应用过程中润滑剂从聚苯乙烯塑料中析出，要求聚苯乙烯白油与聚苯乙烯有很好的相容性。根据相似相容原理，白矿油中宜含有高比例的环烷烃，少含链烷烃。聚苯乙烯塑料广泛用于家用电器、电子产品的外壳，要求其具有优秀的耐黄变性能，即要求PS白油具有优异的光热稳定性。此外，还要求聚苯乙烯白油具有无味、无臭、开口闪点高、低温流动性好等特点。

[0004] 聚苯乙烯白油很高的质量要求对原料和加工工艺提出了巨大的挑战。为满足聚苯乙烯白油极低芳烃含量的要求，一般选用低芳烃含量的石蜡基油为原料生产PS白油，或者以环烷基原油的馏分油为原料，在加工过程中尽量提高加氢苛刻度以深度饱和芳烃。受此影响，常见的聚苯乙烯白油环烷烃含量有限，CN值普遍低于40％，影响了PS白油与聚苯乙烯的相容性，限制了PS白油的使用性能，且容易造成聚苯乙烯颗粒不透明，影响美观的情况。

[0005] 中国专利CN 101392186 B公开了一种三氧化硫气体磺化法生产PS白油的技术，该方法条件苛刻、能耗高，产生酸渣、废白土等固体废物，对环境危害大，且磺化法难以有效加工高黏度的PS白油。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种聚苯乙烯专用白油及其制备方法，本发明提供的聚苯乙烯专用白油具有高环烷烃含量的特点，其制备方法的条件缓和，且无低附加值产品出现，提升了制备工艺的整体经济效益。

[0007] 本发明所提供的聚苯乙烯专用白油的制备方法，包括如下步骤：

[0008] 1)将环烷基原油的馏分油在抽提塔中进行溶剂精制，在所述抽提塔的塔底得到抽出液，塔顶得到精制液，经回收溶剂得到精制油；

[0009] 2)所述精制油依次经加氢工艺和蒸馏切割即得到所述聚苯乙烯专用白油；

[0010] 所述加氢工艺包括依次进行的加氢处理、催化脱蜡、加氢精制和加氢深度饱和芳烃。

[0011] 上述的制备方法中，所述聚苯乙烯专用白油的理化性质如下：

[0012] 以ASTM D2140方法测定，CA值(芳香碳率)小于0.1％；

[0013] 以ASTM D2140方法测定，CN值(环烷烃碳率)为45.0％～53.5％；

[0014] 以SH/T 0724方法测定，20℃折光率为1.470～1.480；

[0015] 以GB/T 265方法测定，40℃运动黏度为60mm2/s～100mm2/s；

[0016] 赛波特颜色大于+30；

[0017] 以ASTM D97方法测定，倾点小于-20℃；

[0018] 以ASTM D92方法测定，开口闪点大于220℃。

[0019] 上述的制备方法中，步骤1)中，所述环烷基原油的馏分油可为环烷基原油经减压蒸馏得到的减压馏分油；

[0020] 所述环烷基原油的馏分油的理化性质如下：

[0021] 以GB/T 265方法测定，40℃运动黏度为70mm2/s～200mm2/s；

[0022] 以ASTM D2140方法测定，CA值不小于20％；

[0023] 以ASTM D2140方法测定，CN值不小于33％；

[0024] 如采用所述环烷基原油的减二线馏分油或减三线馏分油，它们具有芳烃、环烷烃含量高、黏度大的特点，作为PS白油的原料，有提升产品环烷烃含量的潜在优势，同时其高硫、高氮、高芳烃含量的恶劣性质对加工工艺提出了严格的要求。

[0025] 上述的制备方法中，步骤1)中，所述精制油的CA值不大于6％；

[0026] 所述溶剂精制的溶剂可为糠醛、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、苯酚、环丁砜和二甲基亚砜中至少一种；

[0027] 所述溶剂精制的溶剂与所述环烷基原油的馏分油的质量比可为1.0～3.5：1，具体可为1.6～2.0：1、1.6：1或2.0：1；

[0028] 所述抽提塔塔底的温度为55℃～90℃，具体可为70℃或75℃，塔顶的温度为85℃～120℃，具体可为100℃或105℃。

[0029] 上述的制备方法中，步骤2)中，所述加氢处理的条件如下：

[0030] 催化剂为钼-镍型加氢催化剂、钨-镍型加氢催化剂、钼-钴型加氢催化剂和钼-钨-镍型加氢催化剂中至少一种；

[0031] 具体可采用市售的LH-23催化剂(标准催化剂公司)、CH-4催化剂(中国石油化工股份有限公司催化剂长岭分公司)、CH-15催化剂(中国石油化工股份有限公司催化剂长岭分公司)、FV-10催化剂(中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院)或RL-1催化剂(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)等；

[0032] 氢分压可为12.0～17.0MPa，具体可为15.0MPa；

[0033] 温度可为330℃～370℃，具体可为340℃或345℃；

[0034] 体积空速可为0.4～2.0h-1，具体可为1.0～1.5h-1、1.0h-1或1.5h-1；

[0035] 上述的制备方法中，步骤2)中，所述催化脱蜡的条件如下：

[0036] 催化剂为临氢降凝催化剂或异构脱蜡催化剂；

[0037] 具体可采用RDW-1催化剂(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)、FDW-3催化剂(中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院)、SLD-800催化剂(标准催化剂和技术公司)、SLD-821催化剂(标准催化剂公司)、ICR-404催化剂(雪佛龙公司)或ICR-408催化剂(雪佛龙公司)等；

[0038] 氢分压可为12.0～17.0MPa，具体可为15.0MPa；

[0039] 温度可为310℃～370℃，具体可为315℃或360℃；

[0040] 体积空速可为0.4～2.0h-1，具体可为1.6～1.8h-1、1.6h-1或1.8h-1。

[0041] 上述的制备方法中，步骤2)中，所述加氢精制的条件如下：

[0042] 催化剂为钼-镍型加氢精制催化剂、钨-镍型加氢精制催化剂和钨-钼-镍型加氢精制催化剂中至少一种；

[0043] 具体可采用RJW-1、RJW-2催化剂(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)、LH-23催化剂(标准催化剂和技术公司)或FV-10催化剂(中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院)等；

[0044] 氢分压可为12.0～17.0MPa，具体可为15.0MPa；

[0045] 温度可为220℃～330℃，具体可为300℃或320℃；

[0046] 体积空速可为0.4～2.0h-1，具体可为1.0～1.5h-1、1.0h-1或1.5h-1[0047] 上述的制备方法中，步骤2)中，所述加氢深度饱和芳烃用于深度饱和油品中的芳烃，其条件如下：

[0048] 催化剂为负载铂或钯的催化剂；

[0049] 具体可采用以铂、钯贵金属为活性组分的催化剂，如LN-5催化剂(标准催化剂和技术公司)、RLF-10催化剂(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)、ICR-407催化剂(雪佛龙公司)或FHDA-1催化剂(中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院)等；

[0050] 氢分压可为12.0～17.0MPa，具体可为15.0MPa；

[0051] 温度可为200℃～260℃，具体可为240℃；

[0052] 体积空速可为0.4～1.0h-1，具体可为0.5h-1、

[0053] 上述的制备方法中，步骤2)中，所述蒸馏切割的条件如下：

[0054] 收集高于340℃馏分作为所述聚苯乙烯专用白油。

[0055] 上述方法制备得到的聚苯乙烯专用白油也属于本发明的保护范围。

[0056] 本发明提供的聚苯乙烯专用白油具有高环烷烃含量的特点，芳烃含量小于0.1％，CN值高达45.0％～53.5％，40℃运动黏度为60mm2/s～100mm2/s，具有优异的光热稳定性，既与聚苯乙烯有良好的相容性，保证聚苯乙烯的应用性能，又能保证油品的安全特性。本发明提供的制备方法可有效改善加氢装置进料状况，缓和加氢装置操作条件，有效提升PS白油中的环烷烃含量；采用多段加氢工艺可深度脱除油品中的芳烃等有害物质，保证PS白油的应用性能与安全性。本发明聚苯乙烯专用白油的性质优良，超出现有产品水平，同时制备方法稳定可靠，操作条件缓和。

具体实施方式

[0057] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

[0058] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

[0059] 实施例1、

[0060] 以常减压装置生产的环烷基原油减二线馏分油1为原料(原料性质见表1)，采用溶剂精制工艺制得精制烃油，精制溶剂为糠醛，精制烃油作为加氢装置的原料，精制烃油依次通过加氢处理段、催化脱蜡段、加氢精制段和深度饱和芳烃段，再经蒸馏切割，收集高于340℃馏分作为PS白油。其中加氢处理段采用LH-23加氢处理催化剂，反应温度为340℃，氢分压为15.0MPa，空速为1.0h-1，氢油体积比为1000:1；催化脱蜡段采用SLD-821异构脱蜡催化剂，反应温度为315℃，氢分压为15.0MPa，空速为1.6h-1，氢油体积比为800:1；加氢精制段采用LH-23催化剂，反应温度为300℃，氢分压为15.0MPa，空速为1.0h-1，氢油体积比为500:1；深度饱和芳烃段采用LN-5贵金属加氢精制催化剂，反应温度为240℃，氢分压为15.0MPa，空速为0.5h-1，氢油体积比为500:1。

[0061] 本发明实施例1的操作条件见表2，样品性质见表3。

[0062] 由表3中的数据可以看出，本实施例所得PS白油芳烃含量低，CN值高达53.5％，赛2
波特颜色大于+30，40℃运动黏度为70.0mm/s，外观清亮透明，光热稳定性优异，倾点低，开口闪点高，具有杰出的物理性能。

[0063] 实施例2、

[0064] 以常减压装置生产的环烷基原油减二线馏分油2为原料(原料性质见表1)，采用溶剂精制工艺制得精制烃油，精制溶剂为糠醛，精制烃油作为加氢装置的原料，精制烃油依次通过加氢处理段、催化脱蜡段、加氢精制段和深度饱和芳烃段，再经蒸馏切割，收集高于340℃馏分作为PS白油。其中加氢处理段采用RL-1加氢处理催化剂，反应温度为345℃，氢分压为15.0MPa，空速为1.5h-1，氢油体积比为1000:1；催化脱蜡段采用RDW-1临氢降凝催化剂，反应温度为360℃，氢分压为15.0MPa，空速为1.8h-1，氢油体积比为1000:1；加氢精制段采用RJW-1催化剂，反应温度为320℃，氢分压为15.0MPa，空速为1.5h-1，氢油体积比为800:1；深度饱和芳烃段采用RLF-10贵金属加氢精制催化剂，反应温度为240℃，氢分压为15.0MPa，空速为0.5h-1，氢油体积比为500:1。

[0065] 本发明实施例2的操作条件见表2，样品性质见表3。

[0066] 由表3中的数据可以看出，本实施例所得PS白油CN值达48.0％，赛波特颜色大于+30，40℃运动黏度为80.0mm2/s，外观清亮透明，芳烃含量低，光热稳定性优异，倾点低，开口闪点高，具有优良的理化性质。

[0067] 对比例1、

[0068] 该对比例所使用的馏分油、加氢处理催化剂、临氢降凝催化剂和加氢精制催化剂等与实施例2均相同，但馏分油不经溶剂精制，直接作为加氢工艺的原料油，加氢处理、临氢降凝和加氢精制的操作条件见表2。对加氢油全馏分进行蒸馏，大于350℃馏分作为PS白油，样品性质见表3。

[0069] 表1原料油性质

[0070]

[0071]

[0072] 表2实施例和对比例的操作条件

[0073]

[0074] 表3实施例和对比例样品性质

[0075]

[0076]

[0077] 由表3中的数据可以看出，本发明所得聚苯乙烯专用白油性质优异，CN值很高，40℃运动黏度适中，芳烃含量低，光热稳定性好，在CN值和光热稳定性方面大大超过对比例样品，与聚苯乙烯颗粒的相容性好。

[0078] 本发明公开的制备聚苯乙烯专用白油的方法，能够改善加氢装置进料性质，缓和加氢装置操作条件，深度饱和芳烃，保证产品运动黏度适中和高环烷烃含量，与现有方法相比具有显著的优势。