本发明专利技术属于石油及石油馏分炼制领域，具体涉及一种生产橡胶增塑剂的催化剂及其使用方法。其特征在于使用三氟甲烷磺酸为催化剂，在催化剂存在下使用富含芳烃的组分与长链烯烃进行反应，反应结束后回收催化剂，再将未反应的组分分出，从而得到环保橡胶增塑剂，通过此方法得的环保橡胶增塑剂具有收率高，芳碳率高，凝点低，多环芳烃含量低等特点。多环芳烃含量低等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种生产橡胶增塑剂的催化剂及其使用方法
[0001]本专利技术属于石油及石油馏分炼制领域，具体涉及一种生产橡胶增塑剂的催化剂。国际专利分类为C10G。
技术介绍
[0002]橡胶作为战略基础的材料，关系到民生社稷的各个领域，并且在其中发挥着重大作用。橡胶主要是由高分子的长链化合物组成，并且存在大量支链，橡胶增塑剂(也称橡胶油)可以填充在这些支链的空隙中，从而降低橡胶分子间的联系及作用力。因此在橡胶的生产过程中添加橡胶油可以增加胶料的可塑性，改善橡胶生产的混炼工艺以及橡胶的硫化过程，能够提高硫化胶的各种物理机械性能。
[0003]目前，我国在生产橡胶过程中主要使用的仍然是传统的高芳烃橡胶油，这类橡胶油与橡胶有很好的相容性，并且能够提供给橡胶制品良好的性能，因此在我国橡胶制品企业应用颇为广泛。但是芳烃类橡胶油含有大量致癌、致畸和致突变性的多环芳烃化合物(PAHs)，同时随着人们环保意识的增强和对自身健康的日益关注，传统的芳烃类油已不再适用，新型环保橡胶增塑剂的开发和推广已迫在眉睫。
[0004]我国根据橡胶油组成结构的差异主要分为石蜡基、环烷基和芳香基三大类。其中芳香基类橡胶油(简称芳烃油，DAE)与橡胶的相容性和加工性能明显高于其他橡胶油，不易喷出橡胶产品的表面适用于各种合成橡胶和天然橡胶，因此在工业上用量较大。但是芳烃油含有的大量多环芳烃类化合物(PAHs)在轮胎、胶管等其它橡胶产品的生产加工、使用以及废弃物处理中都会对环境造成污染，并且对人体产生致癌作用。但是在欧盟2005/69/EC的指令中《关于对某些危险物质和配制品(填充油和轮胎中多环芳烃)投放市场和使用的限制》(REACH法规)规定：如果填充油中苯并[a]芘(BaP)含量大于1mg/kg或8种特定的多环芳烃(PAHs)含量大于10mg/kg，则不能投放市场和用于轮胎部件的生产。满足上述指标要求的橡胶油称为环保橡胶增塑剂(油)。我国也进行了环保橡胶油的标准(国标GBT33322
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2016橡胶增塑剂芳香基矿物油)的制定，将环保型橡胶油定义为橡胶增塑剂，该标准也规定苯并[a]芘(BaP)含量大于1mg/kg或8种特定的多环芳烃(PAHs)含量大于10mg/kg，但这一标准尚未强制执行。
[0005]传统芳烃油(DAE)中多环芳烃(PAHs)的含量明显大于REACH法规的规定，而目前我国环保橡胶增塑剂大部分依赖于进口，价格高昂，法规的要求也给我国轮胎和橡胶制品的产业造成很大冲击。所以橡胶增塑剂生产商和橡胶制品生产企业也必定格外关注环保型高芳橡胶油的研发与应用。
[0006]目前生产环保橡胶增塑剂的方法主要是加氢精制、化学合成和溶剂精制。通过加氢精制生产的环保橡胶增塑剂很容易满足欧盟法规的环保指标，但是在加氢的过程中大量的芳烃被饱和或者裂解，以至于产品的芳碳率C
A
很低，很难生产出性能优良的产品，导致产品的价值大打折扣。采用合成的方法主要是使用芳烃与烯烃的烷基化，通常采用催化剂如浓硫酸、无水三氯化铝、氢氟酸等，此类型的催化剂与产物油难以分离，生产过程中产生大
量废水，处理难度大成本高，污染环境。目前国内通常采用溶剂精制的方法生产环保橡胶增塑剂，其原理是采用合适的溶剂对原料油进行一次或者多次抽提精制，脱除原料油中大量的多环芳烃等物质，使得最终产品满足环保的要求并能够保留较高的芳碳率。但是生产环保橡胶增塑剂所用的原料油大都是生产润滑油过程中产生的抽出油，由于对润滑油的质量要求不断提高，传统生产润滑油的方法由溶剂精制
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溶剂脱蜡向加氢工艺转变，从而导致抽出油产量不断减少，所以寻找生产环保橡胶增塑剂原料和新的合成方法已迫在眉睫。
[0007]在炼油厂中催化裂化的柴油和循环油中芳烃含量高，产量大，可以将其中的芳烃组分通过与烯烃进行烷基化的方法合成为环保橡胶增塑剂的理想成分，极大的提高了原料的价值。专利申请2017110615449提出了一种利用柴油生产环保橡胶填充油的方法，使用无水AlCl3为催化剂，将柴油与烯烃进行反应得到环保橡胶填充油。无水三氯化铝烷基化过程副反应过多，产物与催化剂分离难度大，产生大量酸性废水，污染环境，处理成本较高。其它目前主流的烷基化催化剂如：氢氟酸、浓硫酸等，氢氟酸属剧毒，易挥发，对人和环境伤害极大，很多国家已经限制使用。目前需要找到一种合适的方法降低能耗和污水量来满足环保要求的同时提高企业的经济效益。因此找到一种新型催化剂，具有重要意义。
技术实现思路
[0008]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种新的生产橡胶增塑剂的催化剂，将生产橡胶增塑剂的原料从来源渐少的润滑油抽出油变为来源充足的富含芳烃组分的劣质柴油或循环油；从原来的氢氟酸，硫酸，无水氯化铝催化剂等转变为一种可回收的有机酸催化剂。
[0009]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0010]1、一种生产橡胶增塑剂的催化剂及其使用方法，其特征在于使用三氟甲烷磺酸为催化剂，使用石油馏分和烯烃为原料，生产橡胶增塑剂，具体过程如下：
[0011](1)将含有芳烃石油馏分和烯烃混合；
[0012](2)向上述混合物中注入三氟甲烷磺酸，搅拌并加热至60
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200℃，反应30min～240min；
[0013](3)将反应温度降至40
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50℃；
[0014](4)向反应混合物中加入甲醇，搅拌混合10
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30分钟，然后静置分层；
[0015](5)将步骤(4)分层后的上层分出，分出的下层继续加入甲醇，然后分层；
[0016](6)将步骤(5)上层分出，下层加入碱液；
[0017](7)将步骤(6)下层分出；
[0018](8)将步骤(7)上层先进行常压蒸馏，蒸馏至330
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360℃，然后进行减压蒸馏，蒸馏至390
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410℃，蒸馏残液为橡胶增塑剂；
[0019](9)将(4)、(5)分出的上层溶液蒸发出甲醇，剩余的物料中的三氟甲烷磺酸可以重复使用。
[0020]2、按照1所述的方法，其特征在于所述石油馏分为石油炼化厂中160
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390℃的馏分。
[0021]3、按照1所述的方法，其特征在于所述烯烃为C6
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C30的α
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烯烃。
[0022]4、按照1和3所述的方法，其特征在于所述烯烃为C8
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C25的α
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烯烃。
[0023]5、按照1和3所述的方法，其特征在于所述烯烃为C10
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C18的α
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烯烃。
[0024]6、按照1所述的方法，其特征在于反应温度为100℃～150℃，反应时间为50～100min。
[0025]7、按照1所述的方法，其特征在于甲醇与反应混合物的体积比为0.2
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0.5。
[0026]8、按照1所述的方法，其特征在于三氟甲烷磺酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生产橡胶增塑剂的催化剂及其使用方法，其特征在于使用三氟甲烷磺酸为催化剂，使用石油馏分和烯烃为原料，生产橡胶增塑剂，具体过程如下：(1)将含有芳烃石油馏分和烯烃混合；(2)向上述混合物中注入三氟甲烷磺酸，搅拌并加热至60
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200℃，反应30min～240min；(3)将反应温度降至40
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50℃；(4)向反应混合物中加入甲醇，搅拌混合10
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30分钟，然后静置分层；(5)将步骤(4)分层后的上层分出，分出的下层继续加入甲醇，然后分层；(6)将步骤(5)上层分出，下层加入碱液；(7)将步骤(6)下层分出；(8)将步骤(7)上层先进行常压蒸馏，蒸馏至330
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360℃，然后进行减压蒸馏，蒸馏至390
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410℃，蒸馏残液为橡胶增塑剂；(9)将(4)、(5)分出的上层溶液蒸发出甲醇，剩余的物料中的三氟甲烷磺酸可以重复使...
【专利技术属性】
技术研发人员：王延臻，张庆宜，段红玲，宋春敏，王雪珏，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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