一种石油基橡胶助剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种环保型石油基橡胶助剂的制备方法，属于环境保护及石油加工领域。该发明专利技术利用催化氧化-萃取的工艺制备出一种软化点高且符合环保要求的石油基橡胶助剂。该制备方法是将催化剂、氧化剂加入减压渣油中，在90-120℃条件下，充分反应2-3h；反应结束后向产物中加入无机酸萃取剂，在相同温度下充分搅拌反应1-2h，经分离后，所得产物即为环保型石油基橡胶助剂。本发明专利技术能够在较缓和的条件下，有效的脱除了减压渣油中的非环保多环芳烃，提高了减压渣油的应用空间和附加值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石油基橡胶助剂的制备方法，属于环境保护和石油加工领域。
技术介绍
石油基橡胶助剂具有软化点较高(110℃-160℃)，质硬而脆特性。正是由于其高软化点及高稠度，在轮胎橡胶的加工中，有良好的相容性能，因此在橡胶轮胎加工中石油基橡胶助剂做性能改良助剂是最佳新材料之一。轮胎橡胶传统上广泛使用高芳烃填充油，这种填充油主要来自芳烃抽出油(DAE)。这种芳烃抽出油与大多数天然橡胶和合成橡胶的相容性好，价格低廉的特点。轮胎中使用的高芳烃填充油中含有高含量的多环芳烃。多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，简称PCA)是指分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物，有强致畸、致癌性，接触皮肤或吸入接触人体组织时，易导致皮肤癌、肺癌、不育症等。PCA分子中π电子产生的共轭效应决定了它们在水中的溶解度相对较小，亲油性强。在空气中，PCA能与其他污染物，如臭氧、氮氧化物、二氧化硫、二酮、硝基多环芳烃、磺酸等发生反应。PCA能被土壤中的某些微生物降解。重要的、有致癌性的PCA有苯并(a)芘、苯并(e)芘、1，2一苯并蒽、苯并菲、2，3一苯并(b)芴、苯并(j)芴、苯并(k)芴和二苯并蒽8类物质。欧盟2005/69/EC环保指令规定，自2010年1月1日起，所有进入欧盟市场的橡胶填充油必须完全符合欧盟标准，也就是轮胎中PCA的质量分数小于3％，上述有致癌嫌疑的8种特定PCA的总量小于10μg／g，苯并芘含量小于1μg／g。日本和美国也制定了限制在轮胎中使用芳烃油以及禁止在该区域销售使用填充该类油品轮胎的时间表。相关政策的出台导致迫切需要探索研发环保型填充油。基于现有高芳烃橡胶填充油的PCA含量很高，不利于健康和环保，人们开始探索使用其他类型的橡胶填充油替代高芳烃橡胶填充油。但研究表明，环烷基橡胶填充油和石蜡基橡胶填充油不适合轮胎制造用丁苯橡胶。所以，现有技术中大多用抽出油经过适当的生产工艺脱除其中的PCA，从而得到环保型的高芳烃橡胶填充油。现有技术中脱除PCA的方法可以分为物理法和化学反应法2种。物理法脱除PCA就是吸附和溶剂萃取。化学反应法脱除PCA主要是通过加氢处理工艺。也有将两种方法结合以更好的脱除PCA得到环保型的高芳烃填充油。US2012181220A1，WO2011098096A1，WO2010110093A1，WO2008013096A1(CN101495559A)，WO2006129616A1(CN101184804A)，JP2007126629A，JP2003096244A(CN1397417A)，US6399697B1，US6248929B1，US5178747A分别涉及利用脱蜡和溶剂萃取步骤来制备橡胶加工油的方法。CN1564858A公开了一种操作油，是将溶剂萃取脱沥青油所得的提余油和残留液或精致残留液所得的矿物油类基油混合而成。该矿物油类基油是溶剂精制减压蒸馏馏分所得的DMSO萃取成分未满3质量%残留液的；或者是对溶剂精制减压蒸馏馏分所得的残留液经加氢精制及/或脱蜡处理而获得的DMSO萃取成分未满3质量%的。JP63215729A公开了制备加工油的类似方法，其中脱蜡处理是通过溶剂脱蜡或通过利用沸石催化剂的催化氢化脱蜡来进行的。减压渣油成本低，容易获得，是作为制备橡胶油的一种有利原料。中国专利CN101693772A公开了利用丙烷作为抽提溶剂从减压渣油制备环保橡胶油的方法。CN101691499A公开了利用丙烷作为抽提溶剂对减压渣油进行两次抽提来制备环保橡胶油的方法。CN101691427A公开了利用丙烷作为抽提溶剂对减压渣油进行两次抽提，然后与环烷烃油混合来制备环保橡胶油的方法。CN101560330A公开了环保型橡胶软化油的生产方法，其中采用氢化步骤和丙烷脱沥青步骤。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前环保要求的提高，提供一种石油基橡胶助剂的制备方法，其制备工艺简单，反应条件缓和，所用原料为减压渣油。本专利技术采用下列技术方案来实现其目的：1.石油基橡胶助剂的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）在减压渣油中添加催化剂、氧化剂进行氧化反应，得到反应产物，（2）向步骤（1）所得的反应产物中添加无机酸萃取剂进行萃取，然后分离，获得石油基橡胶助剂。一般，催化剂可以采用在氧化剂存在下催化多环芳族烃的氧化和/或分解的任何催化剂。这里所述的分离是指分离出油性层，除去沉淀物或除去含沉淀物的水性层。因此，所述分离可以称作沉降分离。分离方法可采用离心分离或沉淀分离。2.根据以上1项的方法，其中所述氧化剂为HClO、FeCl3、H2O2、双氧水、有机过氧化物(如过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化氢等)和无机过氧化物(如过硫酸盐、过氧化钾等)中的一种或两种或多种。3.根据以上1或2项所述的方法，其中，步骤（1）中减压渣油与催化剂、氧化剂是在70-140℃，优选为80-130℃，进一步优选为90-120℃条件下反应1-4h，优选为1.5-3.5h，进一步优选为2-3h，得到反应产物。4.根据以上1-3中任何一项所述的方法，其中，步骤（2）是在70-140℃，优选为80-130℃，进一步优选为90-120℃条件下进行萃取，萃取时间为0.5-3h，优选为0.8-2.5h，进一步优选为1-2h。5.根据以上1-4中任何一项所述的方法，其中，以减压渣油的重量为基准计，催化剂重量百分比为0.05-4%，优选为0.1-3%，进一步优选为0.2-2%，更进一步优选为0.5-1%；和/或以减压渣油的重量为基准计，氧化剂重量百分比为1-25%，优选为2-20%，进一步优选为3-15%，更进一步优选为5-10%。6.根据以上1-5中任何一项所述的方法，其中，所述萃取剂是：1~15wt%，优选2~8wt%浓度的硫酸溶液；1~30wt%，优选3~10wt%浓度的盐酸溶液；1~50wt%，优选5~10wt%浓度的磷酸溶液；1~35wt%，优选5~8wt%浓度的硝酸溶液；更优选为1~15wt%浓度的硫酸溶液。7.根据以上1-6中任何一项所述的方法，其中，以减压渣油的重量为基准，萃取剂的用量为2%-20wt%，优选为2.5-15wt%，更优选3-10wt%，进一步优选为3.2-5wt%，最优选为3.5%-4wt%(按作为萃取剂的无机酸溶液的重量计)。8.根据以上1-7中任何一项的方法，其中催化剂是选自钴、锰、铈(III)、锆、钒、钼、镍和铪中的一种或两种或多种金属的无机酸盐或有机酸盐、氢氧化物或碳酸盐；优本文档来自技高网...

【技术保护点】
石油基橡胶助剂的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）在减压渣油中添加催化剂、氧化剂进行氧化反应，得到反应产物，（2）向步骤（1）所得的反应产物中添加无机酸萃取剂进行萃取，然后分离，获得石油基橡胶助剂。

【技术特征摘要】
1.石油基橡胶助剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
（1）在减压渣油中添加催化剂、氧化剂进行氧化反应，得到反应产物，
（2）向步骤（1）所得的反应产物中添加无机酸萃取剂进行萃取，然后分离，获得石油
基橡胶助剂。
2.根据权利要求1的方法，其中所述氧化剂为HClO、FeCl3、H2O2、双氧水、有机过氧
化物或无机过氧化物中的一种或两种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤（1）中减压渣油与催化剂、氧化剂是
在70-140℃，优选为80-130℃条件下反应1-4h，优选为1.5-3.5h，得到反应产物。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中，步骤（2）是在70-140℃，优选为
80-130℃，进一步优选为90-120℃条件下进行萃取，萃取时间为0.5-3h，优选为0.8-2.5h。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述的方法，其中，
以减压渣油的重量为基准计，催化剂重量百分比为0.05-4%，优选为0.1-3%；和/或
以减压渣油的重量为基准计，氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨远兮，
申请(专利权)人：杨远兮，刘东，
类型：发明
国别省市：