一种氢化松香的制备工艺的制作方法

1.本发明属于氢化松香制备领域，具体是一种氢化松香的制备工艺。


背景技术：

2.松香是我国林产化学工业中重要的产品之一，是一种天然可再生资源。松香及其衍生物在手性合成和医药化工等领域都有重要的用途。松香的主要化学成分是一类具有三环菲骨架且含有两个双键的一元羧酸———树脂酸，其分子中的双键，尤其是共轭双键，易被空气中的氧气氧化，使松香颜色加深，羟值增加，极性增强，降低了其在汽油、石油醚中的溶解度，从而失去了在塑料、油墨等工业中的使用价值。采用催化加氢的方法可改变枞酸型树脂酸的共轭双键结构，使其趋于脂环的稳定结构，从而消除松香树脂酸因共轭双键的存在而引起的缺点。
3.氢化松香是松香中枞酸型树脂酸的共轭双键结构在催化剂的作用下，经过一定的温度和压力，部分或全部地被加氢成饱和键后所形成的化合物。氢化松香具有抗氧化性能好、脆性小、热稳定性高和色泽浅等特点，因而被广泛应用于胶粘剂、增稠剂、助焊剂、橡胶、涂料、油墨、造纸、电子和食品等工业领域。
4.目前，国内外氢化松香的生产方法和主要研究工作都是以贵金属钯为催化剂，在温度220℃、压力10.017mpa下进行加氢反应；也有以镍为催化剂制氢化松香的，但是，镍催化活性低，存在反应时间长、容易引起松香脱羧和产品中的去氢枞酸含量高等缺点，并且随着贵金属的价格不断上升，近年来钯的价格成倍上涨，因此，为了降低氢化松香的生产成本，有必要提出一种氢化松香的制备工艺。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种投资少且生产灵活多变的氢化松香的制备工艺。
6.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种氢化松香的制备工艺，包括以下步骤：
7.步骤一：选择松香；
8.步骤二：称取并敲碎松香；称取松香500～600g，将松香敲碎至5～10mm的粒径，投入高压釜中；
9.步骤三：加入溶剂油和骨架镍催化剂；将500～600g溶剂油和25～50g骨架镍催化剂同时倒入高压釜中，上盖密闭；
10.步骤四：通入氢气后搅拌；用真空泵对高压釜内部抽真空至绝对压力为0.003mpa，向高压釜内通入氢气1.0mpa，并保压检漏15min，再用0.3mpa氢气反复置换后启动高压釜搅拌器直至反应结束；
11.步骤五：冷却；反应结束后，停止向高压釜内输送氢气，然后加入冷却水，在搅拌器搅拌至冷却温度时停止搅拌，将高压釜放空至常压后出料，采用抽滤法除去骨架镍催化剂，
采用减压蒸馏法除去溶剂油。
12.进一步，步骤一中，松香的软化点为75～85℃，酸值为165～170。
13.进一步，步骤二中，高压釜的容积为2l、压力为30.0mpa、温度为350℃和加热功率为1.5kw。
14.进一步，步骤四中，搅拌器采用桨式与推进式双层组合搅拌器。
15.进一步，步骤四中，采用0.3mpa氢气反复置换的次数为3次。
16.进一步，步骤四中，搅拌器开始搅拌的转速为200r/min，当高压釜内温度升至反应温度时，调升搅拌转速至600r/min，并不断通入氢气，维持所需反应的压力。
17.进一步，步骤四中，反应结束是指高压釜内氢气压力维持10min基本不变。
18.进一步，步骤五中，冷却温度为85℃。
19.采用上述方案后实现了以下有益效果：
20.本发明采用溶剂法减少反应体系的粘度，增加搅拌转速，改善固体催化剂边界滞流层的传质阻力，以达到消除外扩散影响的目的，从而使骨架镍催化剂显示出与贵金属钯/炭催化剂相似的活性，而且寿命长，重复使用10次骨架镍催化剂其催化活性基本保持不变；且本发明研制的氢化松香优于gb/t14020－92的特级氢化松香指标。
21.本发明松香加氢反应最佳的条件是：温度为170℃，压力为5.0mpa，骨架镍催化剂用量为占松香质量的5.0％，溶剂质量分数为50％，反应时间为100min，搅拌转速为600r/min，即搅拌线速度为6.28m/s，以骨架镍为催化剂，间歇法生产氢化松香具有投资少且生产灵活多变等优点。
附图说明
22.图1为本发明实施例的流程图。
具体实施方式
23.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
24.实施例基本如附图1所示：
25.一种氢化松香的制备工艺，包括以下步骤：
26.步骤一：选择松香；其中，松香的软化点为75～85℃，酸值为165～170。
27.步骤二：称取并敲碎松香；称取松香500～600g，将松香敲碎至5～10mm的粒径，投入高压釜中；其中，高压釜的容积为2l、压力为30.0mpa、温度为350℃和加热功率为1.5kw。
28.步骤三：加入溶剂油和骨架镍催化剂；将500～600g溶剂油和25～50g骨架镍催化剂同时倒入高压釜中，上盖密闭。
29.步骤四：通入氢气后搅拌；采用真空泵对高压釜内部抽真空至绝对压力为0.003mpa，向高压釜内通入氢气1.0mpa，并保压检漏15min，再用0.3mpa氢气反复置换3次后启动高压釜搅拌器直至反应结束；反应结束是指高压釜内氢气压力维持10min基本不变。
30.搅拌器采用桨式与推进式双层组合搅拌器，搅拌器开始搅拌的转速为200r/min，当高压釜内温度升至反应温度时，调升搅拌转速至600r/min，并不断通入氢气，维持所需反应的压力。
31.步骤五：冷却；反应结束后，停止向高压釜内输送氢气，然后加入冷却水，在搅拌器
搅拌至冷却温度为85℃时停止搅拌，将高压釜放空至常压后出料，采用抽滤法除去骨架镍催化剂，采用减压蒸馏法除去溶剂油。
32.具体实施过程如下：
33.松香采用罗维邦，色号为黄12和红1.4，软化点为75℃，酸值为165；高压釜容积为2l、压力为30.0mpa、温度为350℃和加热功率为1.5kw，搅拌器采用桨式与推进式双层组合搅拌器。
34.称取松香500g，敲碎至8mm粒径投入高压釜中，再将500g溶剂油，25g骨架镍催化剂倒入，上盖密闭；用真空泵对高压釜内部抽真空至绝对压力为0.003mpa，然后向高压釜内通入氢气1.0mpa，并保压检漏15min，无异常情况再用0.3mpa氢气反复置换3次；然后启动高压釜搅拌器，搅拌器开始时的搅拌转速为200r/min，当高压釜内温度升至反应温度时，调节搅拌转速至600r/min，并不断通入氢气，维持所设定的反应压力；当高压釜内氢气压力维持10min基本不变时，认为反应结束；此时，停止向高压釜内输送氢气，然后加入冷却水，在搅拌器搅拌至冷却温度为85℃时停止搅拌，将高压釜放空至常压后出料，经抽滤除去骨架镍催化剂，再经减压蒸馏除去溶剂油，即得氢化松香。
35.实验设计
36.根据均匀设计的基本原理，构造了均匀设计使用表，其结果见表1所示。
37.表1
[0038][0039]
根据均匀设计方法的实验结果，用逐步回归方法进行回归分析，采用计算机模拟优化处理，得到氢化松香制备的最佳工艺条件是：温度为170℃，压力为5.0mpa，骨架镍催化剂用量为占松香质量的5.0％，溶剂质量分数为50％，反应时间为100min，搅拌转速为600r/
min；按求出的最佳工艺条件进行实验，测出的松香产品中枞酸的质量分数为0.167％。
[0040]
在最佳工艺条件下，考察镍、钯催化剂的活性及产品中镍、铝离子的含量，如表2所示；可见骨架镍催化剂对松香加氢反应具有与贵金属钯/炭催化剂相似的活性，而且寿命长，一批催化剂重复使用10次，且其活性基本保持不变；同时随着催化剂使用次数的增加，金属离子质量分数基本稳定在镍(1724)
×
10
－6
(1724ppm)、铝(2125)
×
10
－6
(2125ppm)范围。
[0041]
表2
[0042][0043]
根据国家标准gb/t14020－92的试验方法，检测研制的氢化松香产品结果见表3所示。
[0044]
表3
[0045][0046]
从表3可以看出，本发明研制的氢化松香优于gb/t14020－92的特级氢化松香指标。
[0047]
本发明采用溶剂法减少反应体系的粘度、增加搅拌转速改善固体催化剂边界滞流层的传质阻力，以达到消除外扩散影响的目的，从而使骨架镍催化剂显示出与贵金属钯/炭催化剂相似的活性，而且寿命长，重复使用10次骨架镍催化剂其催化活性基本保持不变。
[0048]
本发明松香加氢反应最佳的条件是：温度为170℃，压力为5.0mpa，骨架镍催化剂用量为占松香质量的5.0％，溶剂质量分数为50％，反应时间为100min，搅拌转速为600r/min即搅拌线速度为6.28m/s，以骨架镍为催化剂，间歇法生产氢化松香具有投资少和生产
灵活多变等优点。
[0049]
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

技术特征：
1.一种氢化松香的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：选择松香；步骤二：称取并敲碎松香；称取松香500～600g，将松香敲碎至5～10mm的粒径，投入高压釜中；步骤三：加入溶剂油和骨架镍催化剂；将500～600g溶剂油和25～50g骨架镍催化剂同时倒入高压釜中，上盖密闭；步骤四：通入氢气后搅拌；用真空泵对高压釜内部抽真空至绝对压力为0.003mpa，向高压釜内通入氢气1.0mpa，并保压检漏15min，再用0.3mpa氢气反复置换后启动高压釜搅拌器直至反应结束；步骤五：冷却；反应结束后，停止向高压釜内输送氢气，然后加入冷却水，在搅拌器搅拌至冷却温度时停止搅拌，将高压釜放空至常压后出料，采用抽滤法除去骨架镍催化剂，采用减压蒸馏法除去溶剂油。2.根据权利要求1所述的氢化松香的制备工艺，其特征在于：步骤一中，松香的软化点为75～85℃，酸值为165～170。3.根据权利要求2所述的氢化松香的制备工艺，其特征在于：步骤二中，高压釜的容积为2l、压力为30.0mpa、温度为350℃和加热功率为1.5kw。4.根据权利要求3所述的氢化松香的制备工艺，其特征在于：步骤四中，搅拌器采用桨式与推进式双层组合搅拌器。5.根据权利要求4所述的氢化松香的制备工艺，其特征在于：步骤四中，采用0.3mpa氢气反复置换的次数为3次。6.根据权利要求5所述的氢化松香的制备工艺，其特征在于：步骤四中，搅拌器开始搅拌的转速为200r/min，当高压釜内温度升至反应温度时，调升搅拌转速至600r/min，并不断通入氢气，维持所需反应的压力。7.根据权利要求6所述的氢化松香的制备工艺，其特征在于：步骤四中，反应结束是指高压釜内氢气压力维持10min基本不变。8.根据权利要求7所述的氢化松香的制备工艺，其特征在于：步骤五中，冷却温度为85℃。

技术总结
本发明公开了氢化松香制备领域的一种氢化松香的制备工艺，包括以下步骤：步骤一：选择松香；步骤二：称取并敲碎松香；称取松香500～600g，将松香敲碎至5～10mm的粒径，投入高压釜中；步骤三：加入溶剂油和骨架镍催化剂；将500～600g溶剂油和25～50g骨架镍催化剂同时倒入高压釜中，上盖密闭；步骤四：通入氢气后搅拌；用真空泵对高压釜内部抽真空至绝对压力为0.003MPa，向高压釜内通入氢气1.0MPa，并保压检漏15min，再用0.3MPa氢气反复置换后启动高压釜搅拌器直至反应结束；步骤五：冷却；反应结束后，停止向高压釜内输送氢气，然后加入冷却水，在搅拌器搅拌至冷却温度时停止搅拌，将高压釜放空至常压后出料，采用抽滤法除去骨架镍催化剂，采用减压蒸馏法除去溶剂油。采用减压蒸馏法除去溶剂油。采用减压蒸馏法除去溶剂油。


技术研发人员：何万曾 黄科文 韦有明 韦佩琴 陈少芳
受保护的技术使用者：广西华林化工有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/24