本申請涉及重質(zhì)油加工，具體涉及一種多羥基酚類交聯(lián)劑及其制備方法和應(yīng)用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著石化行業(yè)的發(fā)展，乙烯裂解工藝和催化裂化工藝在石化行業(yè)的位置越發(fā)重要，這兩類工藝在操作過程中會副產(chǎn)乙烯焦油(約占乙烯產(chǎn)能15％左右)和催化裂化柴油(約占柴油產(chǎn)能的30％)兩種富芳烴油。目前，煉化工業(yè)普遍將乙烯焦油用作重質(zhì)燃料，不僅造成溫室效應(yīng)、空氣污染等環(huán)境問題，對其中的芳烴資源也是一種嚴(yán)重浪費；催化裂化柴油則主要是通過加氫工藝將其轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)芳烴以及苯-甲苯-二甲苯混合物來加以利用，但這些工藝耗能高且經(jīng)濟效益低下。無論是乙烯焦油還是催化裂化柴油，亟需找到一條利用途徑將其中的芳烴組分高效轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒郊又祷ぎa(chǎn)品，以提升石油煉化行業(yè)的經(jīng)濟效益和完善石油加工的流程工藝。

2、乙烯焦油和催化柴油均屬于富芳烴油，具有較強的親電取代反應(yīng)活性，可借助交聯(lián)劑通過親電取代反應(yīng)轉(zhuǎn)化為縮合多環(huán)多核芳烴(condensed?polymers?aromatic，copna)樹脂。該樹脂由日本科學(xué)家大谷杉郎于20世紀(jì)80年代中期所發(fā)現(xiàn)，具有良好可加工性、良好的碳材料浸潤性和自潤滑性，被認(rèn)為是優(yōu)異的碳材料前驅(qū)體。作為copna樹脂制備工藝中最關(guān)鍵的因素之一，目前常用的交聯(lián)劑包括對苯二甲醇、三聚甲醛、苯甲醛、對苯二甲醛、二乙烯基苯，其中對苯二甲醇較其他四種交聯(lián)劑具有更好的交聯(lián)效果，能獲得較高收率、具有良好耐熱性的copna樹脂；盡管如此，對苯二甲醇作為交聯(lián)劑也存在眾多缺點，包括成本昂貴，因缺少極性官能團致使所得copna樹脂改性難度大，且因所合成樹脂基碳材料層間距較低致使其不利于鈉離子的存儲，等等。

3、因此，亟需開發(fā)一種成本低廉、極性官能團豐富且能改善對應(yīng)樹脂基碳材料結(jié)構(gòu)性能的交聯(lián)劑，以提升copna樹脂的利用價值。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的在于提供一種多羥基酚類交聯(lián)劑及其制備方法和應(yīng)用方法，以提供成本低廉、極性官能團豐富且能改善對應(yīng)樹脂基碳材料結(jié)構(gòu)性能的交聯(lián)劑，從而提升copna樹脂的利用價值。

2、本申請實施例提供了一種多羥基酚類交聯(lián)劑的制備方法，該多羥基酚類交聯(lián)劑的制備方法包括：將多聚甲醛和酚完全溶解于堿性溶液中形成混合溶液；將混合溶液在預(yù)定溫度下持續(xù)攪拌反應(yīng)預(yù)定時間，得到多羥基酚類交聯(lián)劑。

3、其中，酚包括苯酚、鄰苯二酚、對苯二酚、間苯二酚、間苯三酚、對叔丁基酚、對特辛基酚、對甲基酚、沒食子酸、水解單寧和縮合單寧中的一種或幾種。

4、其中，多聚甲醛、酚和堿性溶液的質(zhì)量比為(5～20)：(10～30)：(50～85)。

5、其中，預(yù)定溫度為25～70℃；預(yù)定時間為1～48h。

6、其中，堿性溶液為氨水、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的任意一種或多種組合的水溶液，且堿性溶液的質(zhì)量濃度為2％～40％。

7、其中，將多聚甲醛和酚完全溶解于堿性溶液中形成混合溶液，包括：將多聚甲醛和酚加入至堿性溶液中，升溫至預(yù)定溫度，直至多聚甲醛和酚完全溶解，形成混合溶液。

8、本申請實施例還提供了一種多羥基酚類交聯(lián)劑，該多羥基酚類交聯(lián)劑采用上述任一項的多羥基酚類交聯(lián)劑的制備方法制得。

9、本申請實施例還提供了一種多羥基酚類交聯(lián)劑的應(yīng)用方法，該多羥基酚類交聯(lián)劑的應(yīng)用方法包括：將上述多羥基酚類交聯(lián)劑與富芳烴油在催化劑作用下進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到縮合多環(huán)多核芳烴樹脂。

10、其中，將上述多羥基酚類交聯(lián)劑與富芳烴油在催化劑作用下進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到縮合多環(huán)多核芳烴樹脂，包括：將上述多羥基酚類交聯(lián)劑與富芳烴油和催化劑在第一預(yù)定溫度下攪拌混合均勻，然后在攪拌下加熱升溫至第二預(yù)定溫度，第二預(yù)定溫度高于第一預(yù)定溫度，并在第二預(yù)定溫度下持續(xù)攪拌反應(yīng)第一預(yù)定時間，得到縮合多環(huán)多核芳烴樹脂。

11、其中，富芳烴油包括乙烯焦油、乙烯焦油重組分、乙烯焦油輕組分、包覆瀝青剩余料和催化裂化柴油中的至少一種；催化劑包括對甲苯磺酸、濃硫酸、濃鹽酸和高氯酸中的至少一種。

12、本申請?zhí)峁┑亩嗔u基酚類交聯(lián)劑及其制備方法和應(yīng)用方法，通過將多聚甲醛和酚完全溶解于堿性溶液中形成混合溶液，然后將混合溶液在預(yù)定溫度下持續(xù)攪拌反應(yīng)預(yù)定時間，得到多羥基酚類交聯(lián)劑。如此，實現(xiàn)了通過多聚甲醛將羥甲基引入酚的分子結(jié)構(gòu)中，使該酚分子上具有多個可交聯(lián)的活性基團，即得到多羥基酚類交聯(lián)劑，從而提供了可適用于將乙烯焦油和催化裂化柴油等石化富芳烴油轉(zhuǎn)變?yōu)榭s合多環(huán)多核芳烴樹脂的多羥基酚類交聯(lián)劑，且該多羥基酚類交聯(lián)劑可通過一鍋法合成，其制備工藝具有原料成本低廉、反應(yīng)條件溫、產(chǎn)品收率高以及易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。并且，能夠可控地向樹脂中引入含氧官能團，以制得不同含氧量的縮合多環(huán)多核芳烴樹脂，可有效提升縮合多環(huán)多核芳烴樹脂基碳材料的金屬離子儲存能力，因而使該縮合多環(huán)多核芳烴樹脂可作為電極材料的優(yōu)質(zhì)前驅(qū)體，提升了縮合多環(huán)多核芳烴樹脂的利用價值。

技術(shù)特征：

1.一種多羥基酚類交聯(lián)劑的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述酚包括苯酚、鄰苯二酚、對苯二酚、間苯二酚、間苯三酚、對叔丁基酚、對特辛基酚、對甲基酚、沒食子酸、水解單寧和縮合單寧中的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述多聚甲醛、所述酚和所述堿性溶液的質(zhì)量比為(5～20)：(10～30)：(50～85)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)定溫度為25～70℃；所述預(yù)定時間為1～48h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述堿性溶液為氨水、氫氧化鈉和氫氧化鉀中的任意一種或多種組合的水溶液，且所述堿性溶液的質(zhì)量濃度為2％～40％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述將多聚甲醛和酚完全溶解于堿性溶液中形成混合溶液，包括：

7.一種多羥基酚類交聯(lián)劑，其特征在于，采用權(quán)利要求1-6任一項所述的制備方法制得。

8.一種多羥基酚類交聯(lián)劑的應(yīng)用方法，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用方法，其特征在于，所述將權(quán)利要求7所述的多羥基酚類交聯(lián)劑與富芳烴油在催化劑作用下進(jìn)行縮合反應(yīng)，得到縮合多環(huán)多核芳烴樹脂，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用方法，其特征在于，所述富芳烴油包括乙烯焦油、乙烯焦油重組分、乙烯焦油輕組分、包覆瀝青剩余料和催化裂化柴油中的至少一種；所述催化劑包括對甲苯磺酸、濃硫酸、濃鹽酸和高氯酸中的至少一種。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種多羥基酚類交聯(lián)劑及其制備方法和應(yīng)用方法，制備方法包括：將多聚甲醛和酚完全溶解于堿性溶液中形成混合溶液；將混合溶液在預(yù)定溫度下持續(xù)攪拌反應(yīng)預(yù)定時間，得到多羥基酚類交聯(lián)劑。本申請通過多聚甲醛將羥甲基引入酚的分子結(jié)構(gòu)中，使該酚分子上具有多個可交聯(lián)的活性基團，即得到多羥基酚類交聯(lián)劑，從而為石化富芳烴油向高附加值的縮合多環(huán)多核芳烴樹脂轉(zhuǎn)變提供了多羥基酚類交聯(lián)劑，該多羥基酚類交聯(lián)劑可通過一鍋法合成，其制備工藝具有原料成本低廉、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)品收率高，易于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，并且能夠可控地向樹脂中引入含氧官能團，以制得不同含氧量的縮合多環(huán)多核芳烴樹脂，提升了縮合多環(huán)多核芳烴樹脂的利用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：曹發(fā)海,張遠(yuǎn)琴,崔靈瑞,李濤,魏興國
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華東理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8