CN101265168A - 一种用于甲乙酮丁烯提浓过程的消泡剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于甲乙酮丁烯提浓过程的消泡剂，是甲基硅油100cs、甲基硅油1000cs、基封端氟硅油、气相疏水白碳黑、硬脂酸钙以一定的比例复合而成。本发明的消泡剂根据甲乙酮丁烯提浓工段生产特点、结合甲乙酮－N－甲酰吗啉溶剂特性研制的有机硅系列消泡剂，该剂在强化了消泡效果的同时，具有持续的抑泡效果，能够有效降低萃取精馏塔塔内压降，从而对产品的转化率、纯度产生积极影响。本发明的消泡剂用于甲乙酮提浓过程后，提浓岗位出料中丁烯质量百分数提高了0.5％，液化气产品合格率由原来的81.5％提高到89.6％。

Description

一种用于甲乙酮丁烯提浓过程的消泡剂

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种化学助剂，尤其涉及一种炼油化工生产助剂——丁烯提浓消泡剂，适用于甲乙酮装置丁烯提浓生产过程，以及其他使用甲乙酮、N-甲酰吗啉溶剂的生产过程。

背景技术

正丁烯直接水合制甲乙酮工艺中，丁烯提浓生产过程使用甲乙酮-N-甲酰吗啉混合溶剂体系进行萃取精馏，分离丁烯和丁烷。该溶剂体系的优点在于综合了甲乙酮与N-甲酰吗啉各自的优势，既保留了甲乙酮对碳四组分良好的溶解性能和较低的沸点的优势，又兼具极性溶剂N-甲酰吗啉选择性高，能够提高烷烃与烯烃相对挥发度的优点，改善了塔内的传质、传热状况，提高了分离效率。然而甲乙酮-N-甲酰吗啉混合溶剂体系在生产过程中会导致精馏塔中产生发泡现象，从而造成萃取精馏塔内压差增大，引起塔内温度、压力分布异常，最终影响产品正丁烯的纯度和收率。

目前市场上尚无针对甲乙酮装置丁烯提浓生产特点的专用消泡剂，因而在选购过程中只能根据溶剂的近似情况选择通用的硅油系列消泡剂。由于通用的硅油系列消泡剂在使用过程中缺乏针对性，往往会暴露出一些缺陷，譬如：在使用过程中，其瞬间消泡作用比较明显，而持续的抑泡性能不显著，这就使得用户在生产时需要经常性投加消泡剂。消泡剂作为一种加工助剂，对生产而言其投加剂量加大无疑会造成引入系统的杂质增多，给溶剂和产品造成不良影响。因此在使用过程中需要有针对性地向体系中加入消泡剂。目前市场上针对丁烯提浓生产特点和甲乙酮-N-甲酰吗啉混合溶剂体系的专用消泡剂尚属空白。

发明内容

本发明的目的是针对甲乙酮丁烯提浓的生产特点和萃取剂甲乙酮-N-甲酰吗啉体系特性，提供一种化学性质稳定，耐温性能良好，能够快速消泡和长期抑泡的的专用消泡剂。

本发明的专用消泡剂，是由以下质量百分比的原料复合而成：

甲基硅油100cs     60％～70％；

甲基硅油1000cs    15％～20％；

基封端氟硅油      10％～20％；

气相疏水白碳黑    1.0％～6.0％；

硬脂酸钙          0.05％～0.15％。

以上组分均可从市场上购买。

甲基硅油是本发明消泡剂的主要组成部分，本发明通过对不同规格的硅油比例进行优化，使消泡剂具有利于在溶剂中分散又能在液膜表面快速展开、且能降低泡沫表面能的性能，同时保证了消泡剂在体系内的耐温性能和化学稳定性。

本发明配方中使用硬脂酸钙作为表面活性物质，大大加强了消泡剂的铺展能力，而加强了消泡剂在体系内的耐温性能和化学稳定性。

本发明配方中引入羟基封端氟硅油，有效避免了丁烯提浓过程中杂质积累导致溶液极性发生改变，造成消泡剂增溶的负面影响。

本发明配方中使用气相疏水性白碳黑作为固体质点，颗粒直径微小，能够分布在气液界面，瞬间穿透液膜，根据插入模式作用机理，以达到快速消泡和长期抑泡的目的。

本发明消泡剂的制备，在常温常压下使用乳化均质设备进行分散、乳化而成。乳化均质设备是常规的均质设备，即在反应釜中设置有搅拌桨、分散器、均质器等。

具体制备过程如下：

(1)将所述配方量的原料装入乳化均质设备中，开动搅拌桨，以300～500r/min的速度搅拌15～20分钟；开动分散器，以800～1000r/min的速度分散15～20分钟；然后关闭分散器，启动均质器，控制速度在1800～2000r/min，均质5～10分钟；

(2)保持搅拌桨转速不变，关闭均质器；启动分散器，控制速度在800～1000r/min，分散5～10分钟；

(3)保持搅拌桨转速不变，关闭分散器，启动均质器，控制速度在2000～2200r/min，均质5～10分钟，最后关闭均质器和搅拌桨即得。

本发明制备的甲乙酮丁烯提浓消泡剂，其性能指标见表1：

表1

项目	质量指标	检验方法
			产品外观	白色不透明粘稠状液体
运动黏度(40℃)mm2/s	300～800	GB265
			闪电(开口杯)℃	＞295	GB267
密度(25℃)	1.00～1.02
			溶解性能	链烃中溶解，芳烃、卤代烃中少量溶解，微溶于N-甲酰吗啉

下面通过具体的实验进一步对本发明的消泡剂进行性能评价。

1、消泡性能：并与美国AMERAL-1500消泡剂作比较。实验数据见表2。

表2

由表2的两组平行实验数据可知，在实验条件相同、加剂浓度相当的情况下，丁烯提浓专用消泡剂的10s起泡高度显著小于美国AMERAL-1500消泡剂，同时其消泡时间明显短于美国产品。表明本发明甲乙酮丁烯提浓专用消泡剂在消泡和抑泡两方面的性能均优于美国AMERAL-1500消泡剂。

2、各组分的在不同含量时对消泡剂的消泡效果和抑泡效果影响，其结果见表3。

表3

通过表3的实验数据可以看出，羟基封端氟硅油的加入能够有效提高消泡剂的消泡效果，而且在不同浓度下其作用效果不同，在质量浓度15％左右时，其消泡、抑泡效果最佳。

3、丁烯提浓消泡剂对精馏塔内压差的影响，结果见表4。

表4、对塔内压差的有益影响

从表4的实验数据可以看出，丁烯提浓消泡剂在国内某大型石化企业甲乙酮装置使用后，与美国同类产品对比，在不改变塔进料组成、对塔内温度分布无明显影响的前提下，能够有效降低萃取精馏塔内压降，促使塔内压力分布均匀，从而对提高产品正丁烯的纯度和收率产生积极影响。

4、丁烯提浓消泡剂对对产品纯度的影响。结果见表5。

表5、对产品纯度的贡献

从表5的实验数据可以看出，本发明的丁烯提浓消泡剂，用于甲乙酮装置后，提浓岗位出料中丁烯质量百分数提高了0.5％(由97.88％提高到98.39％)。根据甲乙酮生产装置分析数据显示，装置液化气产品合格率由原来的81.5％提高到89.6％。

具体实施方式

实施例1

组分配方：以重量百分比计。

甲基硅油100cs     50.0％；

甲基硅油1000cs    25.0％；

羟基封端氟硅油    23.0％；

气相疏水白碳黑    1.9％；

硬脂酸钙          0.1％。

制备工艺：

a.准确称量各组分，装入配料釜内，降下釜盖。

b.开动搅拌桨，速度逐渐加快，控制在500r/min搅拌15分钟；开动分散器，转速逐渐加快，保持在800r/min分钟，分散20分钟。

c.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭分散器；启动均质器，由慢到快，最后控制在2000r/min，均质10分钟。

d.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭均质器；启动分散器，由慢到快，最后控制在800～1000r/min，分散10分钟。

e.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭分散器；启动均质器，由慢到快，最后控制在2000r/min，均质10分钟。

f.将均质器和搅拌桨转速调至最小，然后关闭。

消泡剂的性能测定见表6

表6

项目	密度(30℃)	黏度(cs)	消泡时间(消泡)(s)	泡沫高度(抑泡)(ml)
					检测结果	1.021	345	80	95

实施例2、

组分配方：以重量百分比计。

甲基硅油100cs     70.0％；

甲基硅油1000cs    12.0％

基封端氟硅油      15.0％；

气相疏水白碳黑    2.9％；

硬脂酸钙          0.1％。

制备工艺：

a.准确称量各组分，装入配料釜内，降下釜盖。

b.开动搅拌桨，速度逐渐加快，控制在300r/min搅拌20分钟；开动分散器，转速逐渐加快，保持在800r/min分钟，分散20分钟。

c.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭分散器；启动均质器，由慢到快，最后控制在1800r/min，均质10分钟。

d.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭均质器；启动分散器，由慢到快，最后控制在1000r/min，分散10分钟。

e.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭分散器；启动均质器，由慢到快，最后控制在2200r/min，均质5分钟。

f.将均质器和搅拌桨转速调至最小，然后关闭。

消泡剂性能测定见表7。

表7

项目	密度(30℃)	黏度(cs)	消泡时间(消泡)(s)	泡沫高度(抑泡)(ml)
					检测结果	1.020	680	85	80

实施例3、

组分配方：以重量百分比计。

甲基硅油100cs     63.0％；

甲基硅油1000cs    20.0％；

基封端氟硅油      15.0％；

气相疏水白碳黑    1.9％；

硬脂酸钙          0.1％。

制备工艺：

a.准确称量各组分，装入配料釜内，降下釜盖。

b.开动搅拌桨，速度逐渐加快，控制在400r/min搅拌15分钟；开动分散器，转速逐渐加快，保持在900r/min分钟，分散15分钟。

c.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭分散器；启动均质器，由慢到快，最后控制在1800r/min，均质10分钟。

d.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭均质器；启动分散器，由慢到快，最后控制在1000r/min，分散10分钟。

e.保持搅拌桨转速不变，由快至慢逐渐关闭分散器；启动均质器，由慢到快，最后控制在2000r/min，均质10分钟。

f.将均质器和搅拌桨转速调至最小，然后关闭。

消泡剂的性能测定见表8：

表8

项目	密度(30℃)	黏度(cs)	消泡时间(消泡)(s)	泡沫高度(抑泡)(ml)
					检测结果	1.003	360	75	80

Claims (3)

1、一种用于甲乙酮丁烯提浓过程的消泡剂，是由以下质量百分比的原料复合而成：

甲基硅油100cs     60％～70％；

甲基硅油1000cs    15％～20％；

羟基封端氟硅油    10％～20％；

气相疏水白碳黑    1.0％～6.0％；

硬脂酸钙          0.05％～0.15％。

2、如权利要求1所述用于甲乙酮丁烯提浓过程的消泡剂的制备方法，是将所述配方量的原料在常温常压下采用乳化均质设备进行分散、乳化均质即得。

3、如权利要求3述用于甲乙酮丁烯提浓过程的消泡剂的制备方法，其特征在于：具体工艺步骤如下：

(1)将所述配方量的原料装入乳化均质设备中，开动搅拌桨，以300～500r/min的速度搅拌15～20分钟；开动分散器，以800～1000r/min的速度分散15～20分钟；然后关闭分散器，启动均质器，控制速度在1800～2000r/min，均质5～10分钟；

(2)保持搅拌桨转速不变，关闭均质器；启动分散器，控制速度在800～1000r/min，分散5～10分钟；

(3)保持搅拌桨转速不变，关闭分散器，启动均质器，控制速度在2000～2200r/min，均质5～10分钟，最后关闭均质器和搅拌桨即得。