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石油树脂是一种优良的热塑性聚合物,广泛应用于橡胶、热熔压敏胶、涂料、油墨等领域。石油树脂包括双环戊二烯(DCPD)石油树脂、C5石油树脂、C9石油树脂和氢化改性石油树脂等,是重要的石油深加工产品。虽然石油树脂有着广泛的用途,但石油树脂的物理化学性质及其生产安全评价数据十分匮乏,有关石油树脂热分解特性和加工工艺安全评价方面的研究鲜有报道。为了完善石油树脂加工的基础理论,本文对石油树脂热分解特性、热分解生成的烯烃和炔烃等小分子易燃易爆产物及其加氢单元安全评价开展了研究。采用热重分析技术(TGA)与微分热重法(DTG)研究DCPD石油树脂/氢化DCPD石油树脂在氮气气氛中的热分解特性;使用热重-质谱联用技术(TG-MS)实时动态跟踪DCPD/氢化DCPD石油树脂的热分解过程和热分解气相产物的定性定量分析,探讨石油树脂的热分解机理;应用微分等转化率法(Starink法)进行DCPD石油树脂及氢化DCPD石油树脂在氮气中热分解动力学的研究。结果表明,DCPD石油树脂和氢化DCPD石油树脂的热分解都含有两个阶段,多步反应在热分解过程中同时发生;DCPD石油树脂受到分子中活性双键的影响,热分解温度较低、失重速率较快;当环境达到一定的温度时,还会发生二次聚合,导致石油树脂微观结构-向大分子交联结构转变。氢化DCPD石油树脂的热分解特征温度较DCPD石油树脂有所延后,表现出更优异的热稳定性,且在低温段无二次聚合反应发生,保持稳定的分子结构;DCPD石油树脂热分解气相产物为环戊二烯及其低聚物,在热分解中主要发生解聚反应;氢化DCPD石油树脂热分解产物为小分子烯烃和炔烃,热分解过程为开环和脱氢反应;DCPD石油树脂和氢化DCPD石油树脂的热分解活化能均随反应进行变化较大,说明在热分解过程中存在复杂多样的化学反应。DCPD石油树脂的热分解活化能为79.42-236.26 k J·mol-1,氢化DCPD石油树脂的热分解活化能为67.20-217.22 k J·mol-1。采用TGA与DTG技术研究C5石油树脂与氢化C5石油树脂的热分解特性;使用热重-质谱联用(TG-MS)技术实时动态跟踪C5氢化C5石油树脂的热分解过程;应用微分等转化率法(Starink法)进行C5/氢化C5石油树脂热分解动力学分析。结果显示,C5/氢化C5石油树脂均具有两段热分解过程,石油树脂中低聚物在低温段热分解,高聚物的分解则需要更高的温度;加氢改性的氢化C5石油树脂较C5石油树脂具有更优异的热稳定性,在分子量远低于C5石油树脂的情况下,热分解速率峰值温度仍较C5石油树脂延后约50℃。C5石油树脂与氢化C5石油树脂热分解产物均为脂肪族戊二烯与小分子烯烃、炔烃,两种石油树脂在热分解过程中均发生断链与脱氢反应;氢化C5石油树脂的气相产物释放速率的峰值温度较C5石油树脂明显延后,说明氢化C5石油树脂在高温下分子结构更加稳定。两种石油树脂热分解活化能随转化率升高数值变化明显,说明C5石油树脂热分解包含多步化学反应。C5石油树脂的热分解活化能为55.51-187.51 k J·mol-1,氢化C5石油树脂热分解活化能为72.44-209.45 k J·mol-1。由石油树脂热分解研究可知,热分解生成的易挥发性主要产物为烯烃和炔烃等小分子,由于烯烃和炔烃的闪点很低,是潜在的易燃易爆安全隐患。以石油树脂加氢生产工艺流程为研究对象,对生产物料、加氢反应的危险性进行安全评价分析。根据GB18218-2018《重大危险源辩识标准》对石油树脂加氢单元进行重大危险源的辨识,采用美国道化学公司的火灾爆炸危险指数评价方法(第七版)、依照火灾爆炸指数法的评价程序对石油树脂加氢工艺的主体加氢单元进行火灾爆炸危险性进行定量计算和评价,确定了物质系数、单元危险系数、火灾爆炸指数、安全措施补偿系数、危害系数等重要参数。结果表明,氢化石油树脂制备过程加氢单元的火灾、爆炸危险系数等级为“非常大”;若该单元发生危险事故,将有82%遭受破坏,最大可能的财产损失将达到影响区域内财产总值的67%;提出对加氢反应单元进行安全措施修正补偿后,加氢单元的危险等级由非常大降为较轻,单元最大损失降低为影响区域内总投资的32%,危险程度降低至可接受的范围内。针对石油树脂加氢单元存在的危险等级提出了有效的安全对策措施。