用正交实验优化聚α-烯烃降凝剂聚合工艺

第19卷第3期石化技术与应用Vol. 19 No. 32001年6月Petrochemical Tachnology& Application研究与开发(148~150)用正交实验优化聚α-烯烃降凝剂聚合工艺彭俊卿1,成立华2(1甘肃三星石化(集团)股份有限公司甘肃兰州730060;中国石捕兰州胸滑油厂,甘肃兰州7300搞要:采用正交实验法对影响聚a-嫌烃降凝剂聚合收率和产品质量的因素(反应温度、催化剂和黏度调节剂用量)进行了考察,并经在3k/a聚a-烯烃降凝剂工业生产装量上验证聚合收率提高5%,产品翁度达到1000mm2/左右关输调;聚a-烯烃降凝剂;正交实验;聚合工艺;优化中图分类号:TE624.8·2文獻标识码:B文章号:1009-0045(2001)09-0148-03聚a-烯烃降凝剂(T-803)是20世纪70年12原料代由北京石油化工科学研究院开发的一种润滑烯烃:兰炼皂蜡裂解装量生产的煤油烯油添加剂。兰州炼化公司(以下简称兰炼)2k/a烃(160-260℃)与柴油烯烃(240~320℃)的混T-803装置于1989年建成投产,由于产品黏度合物;无水AC2:纯度98.5%的工业品;1催化在3000mm2/左右,剪切稳定性差,而实际应用剂紫色粉末固体纯度不低于96%,日本进口;需要黏度在1000mm2/s左右的聚a-烯烃降凝2催化剂:纯度不低于9%,美国进口;黏度调剂产品21,因而影响它在一些油品中的使用。节剂:纯度不低于80%,兰炼生产。近年来,兰炼以北京石油化工科学研究院为依1.3实验方法托,对该装置进行改造,在聚合上采用黏度调节先将a-烯烃和无水ACl3加入到装有搅拌剂工艺,产品黏度大幅度下降,市场需求量增器和温度计的三口瓶中,加热至40~50℃精制1大。1995年装置生产能力扩大到3比/a,19)年h,除去ACl2废渣,经减压蒸馏得到精制a-烯实际生产量达到3425to但在工业生产过程中,烃;再将糖制a-烯烃加入到另一个装有搅拌器豪合收率仅为70%,产品黏度在395~2240mm2/和温度计的三口瓶中加热至80-90℃,按规定s范围内。为了提高聚合收率和产品质量,并将量加入1·催化剂、2·催化剂和猫度调节剂,在产品黏度控制在1000m2/8左右,必须对聚合100-150℃下反应3h后,加人质量分数为25%工艺进行优化。的乙二醇反应1h,降温至85℃后再水洗至中性除去催化剂残渣,经减压蒸馏分馏出未反应的a1实验部分烯烃和烷烃后,即得到豪a-烯烃降凝剂1.1骤合原理14分析方法聚a-烯烃降凝剂以皂蜡裂解生成的a-烯凝固点:按GB/T10分析;产品运动度:按烃(煤油烯烃和柴油烯烃)为原料在一定的温cBT265分析;产品灰分:按cB/TS08分析。度压力和黏度调节剂的存在下,采用齐格勒纳塔催化剂囊合制得。其具体的反应方程式可表2结暴与讨论示为:2.1影响囊合收率和产品新度的因囊nR-CH=CH2→fRCH-CH2反应通度在低温下反应,a-燔烃和催化在聚合反应的过程中,黏度调节剂分子通过链终止和链转移控制a-烯烃的聚合度,从而达到提高聚合收率和降低产品黏度之目的。TyH中国煤化工n-08-09CNMHG人,工覆师第3期彭俊卿等.用正交实验优化囊a-烯烃降凝剂聚合工艺149剂活性低,反应缓慢,聚合度低,聚合收率和产品豪2L(3正交实验果黏度较低,从面影响产品的降凝度;在高温下反聚合收率度(100℃)综合应,a-烯烃和催化剂活性高,豪合度高,产品黏实验号ABCD度大幅度上升,不利于产品的后处理,产品收率ABcD26,9673较低。2A2BC1D175.催化剂用量T-803聚合反应使用2种健A B C D.化剂。其用量低时,反应不能正常进行,棄合收A:B2CD163.4率和产品黏度很低;用量高时,反应剧烈,不利于An B c D 70.548.3产品黏度和灰分的降低聚合收率较低。958.4度训节剂用量用量大时,产品度较大幅度下降,有利于降低产品灰分,但聚合收率低;A2BC2D27131357.512用量少时,产品黏度和灰分大,聚合收率亦较低综上所述,反应温度、催化剂用量和黏度调K23373434节剂用量对秦合收率和产品黏度均有较大的影k23292835响,且它们相互制约、互为条件。所以,聚合收K28242821率和产品黏度是上述4种因素综合影响的结果。1613614若因素选择恰当,就能在取得较高聚合收率的前提下控制产品黏度提高产品剪切稳定性同时主要因素。比较K值按好的因素-位级組合为有利于产品后处理降低产品灰分。A2B1C1D2,与直接比较所得的因素-位级组合不22用正交实验优化聚合工艺一致,为此,画出因章-位级变化趋势图,如图122.1因素与位级的确定所示。根据分析和生产实际可确定聚合反应的根据上述分析,确定正交实验因素-位级见最佳工艺条件为A2B1CD2,即:反应温度130℃表1。1·催化剂、2催化剂的用量(质量分数)分别为0.3%、0.5%,翁度词节剂的用量(质量分数)为衰1因一位10x10-6。1·體化剂2·催化剂茹度调节剂企反应温度/℃用量/%用量/%用量(因素A)(因素B)(因章C)(因素D)5x10一0.50.7注:催化剂用量、黏度调节刺用量均为质量分数0 A, Az A, D, DD B, BB正交实验结果分析图1囊一位最变化趋国根据确定的因素和位级数,选用L(3)正交实验(见表2),以聚合收率和产品黏度作为目标2.2.,3工业试验考寨值进行实验。聚合收率由高到低评分为9~1分根据正交实验确定的聚合反应最佳工艺条产品黏度与1000mm2/之差由小到大评分为9件,199年10月在3/a棄a-烯烃降凝剂装量1分,综合评分为二者评分之和。上进行了工业试验考察,试验结果表明:豪合收比较表1中9个实验的综合评分,2实验最率和声歌度与正亦电验结肌兰太相符产品黏高其因素-位级组合为A2B1CD1。计算比较R度平中国煤化工次率平均值为值,RA>RD>R>Rc,反应温度和黏度调节剂是76.1CNMHG下。石化技术与应用第19卷22.4生产应用果黏度训节剂用量对聚合收率和产品黏度影响程1996-1997年,按正交实验确定的聚合反应度由大到小的顺序是:反应温度,新度调节剂用最佳工艺条件指导生产,统计结果列于表3。量,1催化剂用量,2催化剂用量。b实验确定出聚合反应的最佳工艺条件为:囊3合收事和产品化性能反应温度130℃,1催化剂、2·催化剂用量(质量聚合收率分数)分别为03%、0.5%,猫度调节剂用量(质年份降薇度度(00C)灰分剪切氇定性量分数)为10×106。指数/%c.用正交实验确定的囊合反应最佳工艺条698件指导生产,可以控制聚合收率和产品黏度,使1600产品质量达到较好水平。99570.318.61292.218.5参考文就L99718.4991.8[1]石化工科学研究院综合研究所蜡裂解婚烃合物作滑油降凝剂的研究(第一报)[Z].北京:石油化工科学研究院综由表3可知,优化后的工艺条件有利于聚合合研究所,1973.10-11收率和产品质量的提高。优化后秦合平均收率(2]石油化工科学研究院综合研究所蜡襄解烯烃豪合物作洞滑较1993-1995年聚合平均收率提高约5%;产品油降凝剂的研究(第二报)[2]北京石油化工科学研究院综平均黏度接近1000mm2/;产品灰分明显下降合研究所,19415-19平均达到01%以下;产品剪切稳定性明显提高,(3石油化工科学研究脑七重N艇用兰炼皂蜡要解婚烃创备聚烯烃降凝剂补充实验报告[Z],北京:石油化工科学研亮剪切稳定性指数平均降低约5%。院,1988.2-6[4]石油化工科学研究院综合新究断饰州石袖六厂研究所蜡3结论要解知烃聚合物降凝剂中试报告[z]北京:石油化工科学研盖在现行工况下,催化剂用量、反应温度和究院综合新究所,1958-9Optimization of poly(a-olefin) pour point reducerpolymerization process by orthogonal testENG Jun-qing', CHENG Li-hua?(1. Three Star Petrochemical Lud. Co., Lanchou, 730060, China;2. Lanhou Lube Factory of PetroChina, Lanzhou 730060, China)Abstract: The factors effecting the yield and product quality of poly(a-olefin) pour point roduce polymerization were studied by orthogonal test and was verfied in a 3 kt/a plant. The results showed that the yield increased5%, the viscosity of product reached about 1 000 mm/sKey words: ply(a-olefin)pour point reducer; orthogonal test; polymerization process●读者·作者编者●下期要目●微纳颗粒分散体系的粒度测试分析·促进的C-M系耐硫变换僵化剂TR研究●铝塑复合管用翁合性树脂的研制●推杂态聚苯胺的性能研究●漉合脂肪酰胺及其改性产物性能评价●三(异辛酸鼒基乙)的合成及应用●HPE聚合釜中聚合物物性的控制●旋沉降离心机扭矩高的罩因分析及改评二浩油倡化彩“工艺反应技术新进展:Ⅱ.渣油催化裂化新工艺的开发●聚合物纳米复合材料研究划中国煤化工择氧化障解温料发展现状述评(I)CNMHG