CN102432741A

CN102432741A - 一种焦化油水分离剂及其制备方法和使用方法

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Publication number: CN102432741A
Application number: CN2011102600425A
Authority: CN
Inventors: 陈力群
Original assignee: SHAANXI YUTENG INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: SHAANXI YUTENG INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-05-02
Anticipated expiration: 2031-09-05
Also published as: CN102432741B

Abstract

本发明提供一种焦化油水分离剂及其制备方法和使用方法，该焦化油水分离剂的结构式为：其中：R₁＝-CH₃，H，-COOH；R₂＝-ONa，-O(CH₂)₃CH₃，-NHR₃，-OH，-(EO)_a(PO)_bR；100≤n≤1000。本发明一种焦化油水分离剂，能够很好的将焦油和氨水分离，且分离后，焦油含水量大大降低，均在4％以下，氨水中含油量也相对较低，所以该分离剂能够较好的解决目前焦化厂存在的氨水焦油难分离，焦油含水率高等问题，并且能提高焦油的回收率，减少设备维护和投资，缩短工艺流程，节约蒸汽能源等费用，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。

Description

一种焦化油水分离剂及其制备方法和使用方法

【技术领域】

本发明涉及化学领域，特别涉及一种焦化油水分离剂及其制备方法和使用方法。

【背景技术】

焦化厂在用循环氨水喷洒荒煤气的同时，产生大量的氨水焦油混合物，为了分离氨水、焦油及煤焦油的脱水，采用重力沉降及蒸汽加热的工艺。循环氨水喷洒荒煤气时温度较高，产生的氨水、焦油混合物在极细的热解碳的催化作用下，形成水包油或油包水的乳状液，使氨水、焦油分离困难，从机械化澄清槽分离出的焦油含水量在15％以上，而GB3701-89规定，煤焦油产品含水量不大于4％，15％的含水量无法满足国标要求，同时如此高的含水量影响焦油深加工，需要在焦油加工前再进行蒸汽加热脱水，增加了企业生产成本，也不利于节能降耗。

为了加速焦油氨水的分离，降低分离后焦油的含水量及分离后氨水的含油量，目前最有效的方法是采用化学办法加速油水分离或阻止前段焦油氨水乳化。使用这种方法不仅可以显著降低氨水和焦油渣中的焦油含量，省去焦油蒸气加热除水工艺，缩短工艺流程，节约蒸气能源，减少设备维护及投资，而且还能提高焦油的回收率。

目前，国内石油行业类破乳剂的研究主要是以环氧乙烷-环氧丙烷为单体的嵌段聚合物为主体的聚醚性破乳剂，近些年这类破乳剂只在催化剂、起始剂、扩链剂上作了一些改动，以增加相对分子量。但由于焦油氨水乳状液的结构、组成复杂，国内石油行业现有破乳剂不能够使焦油氨水进行有效、彻底的分离，因此，用于石油行业的破乳剂难以适用于焦油氨水乳状液的分离，所以研制一种新型、高效的焦油氨水分离剂是目前亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种焦化油水分离剂及其制备方法和使用方法，该分离剂不仅能够很好使焦油和氨水分离，且分离后的氨水含油率低，焦油含水率少。

为了实现上述目的，本发明一种焦化油水分离剂采用如下技术方案：

一种焦化油水分离剂，其结构式为：

其中：R₁＝-CH₃，H，-COOH；R₂＝-ONa，-O(CH₂)₃CH₃，-NHR₃，-OH，-(EO)_a(PO)_bR；100≤n≤1000。

R₃＝C₂～C₈；R＝C₄～C₉；a的取值：3～15；b的取值：4～12。

所述有机溶剂为甲醇、二甲苯或其组合。

为了实现上述目的，本发明一种焦化油水分离剂的制备方法采用如下技术方案：

一种焦化油水分离剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按质量份，称取1～2份司班倒入三口烧瓶中，再量取25～35份的有机溶剂倒入同一三口烧瓶中，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中并架好合成反应装置，将恒温水浴锅加热至25～30℃时，通入氮气、打开搅拌器、开启回流，恒温半小时后，称取25～35份的甲基丙烯酸酯倒入三口烧瓶，待其完全溶解；再称取15～30份进行过配置的丙烯酸丁酯与10～20份马来酸酐，倒入三口烧瓶中，将水浴锅温度升至45～52℃，待三口瓶中药剂完全溶解，混合均匀后，调节pH值至9～11；再称取0.1～0.3份过二硫酸钾或亚硫酸氢钠作为引发剂加入三口烧瓶；调节水浴锅温度至52～62℃；反应3～4小时后，停止实验；从三口烧瓶中取出产物用丙酮洗涤，抽滤得固态产物即为焦化油水分离剂；

所述进行过配置的丙烯酸丁酯为有机溶剂、蒸馏水以及丙烯酸丁酯以2∶5∶3的质量比混合的混合溶液。

所述有机溶剂为甲醇、二甲苯或其组合。

甲基丙烯酸酯为CH₃CHCHCO(EO)_a(PO)_bR；R＝C4～C9；a的取值：3～15；b的取值：4～12。

为了实现上述目的，本发明一种焦化油水分离剂的使用方法采用如下技术方案：

一种焦化油水分离剂的使用方法，将所述焦化油水分离剂以大于5ppm的加药浓度加入氨水焦油混合物中。

将所述焦化油水分离剂溶于有机溶剂，以溶液的形式加入氨水焦油混合物中。

所述有机溶剂为甲醇、二甲苯或其组合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明一种焦化油水分离剂，能够很好的将焦油和氨水分离，且分离后，焦油含水量大大降低，均在4％以下，氨水中含油量也相对较低，所以该分离剂能够较好的解决目前焦化厂存在的氨水焦油难分离，焦油含水率高等问题，并且能提高焦油的回收率，减少设备维护和投资，缩短工艺流程，节约蒸汽能源等费用，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。本发明生产焦化油水分离剂所需的原料均能从国内化工市场购得，合成工艺简单，产品质量稳定。

【具体实施方式】

下面结合本发明较佳的具体实施例对本发明作进一步详细说明。

反相微乳液聚合

按质量份，称取1～2份司班倒入三口烧瓶中，再量取25～35份的有机溶剂倒入同一三口烧瓶中，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中并架好合成反应装置，将恒温水浴锅加热至第一温度时，通入氮气、打开搅拌器、开启回流，恒温半小时后，称取25～35份的甲基丙烯酸酯倒入三口烧瓶，待其完全溶解；再称取15～30份进行过配置的丙烯酸丁酯(将有机溶剂、蒸馏水以及丙烯酸丁酯以2∶5∶3的质量比混合)与10～20份马来酸酐，将二者依次倒入三口烧瓶中，将水浴锅温度升至第二温度，待三口瓶中药剂完全溶解，混合均匀后，对溶液用质量浓度为20％的NaOH调节pH值，使其pH值为9～11；再称取0.1～0.3份过二硫酸钾或亚硫酸氢钠作为引发剂加入三口烧瓶；调节水浴锅温度至第三温度；反应3～4小时后，停止实验；从三口烧瓶中取出产品，用丙酮洗涤，抽滤得固态产物即为焦化油水分离剂。

本发明反应方程式如下：

R₁＝-CH₃，-H，-COOH；

R₂＝-O(CH₂)₃CH₃，-OH，-(EO)_a(PO)_bR；

n的取值：100～1000；

R＝C₄～C₉；

a的取值：3～15；

b的取值：4～12。

本发明焦化油水分离剂可以与一些盐类或胺类反应，R₂被-ONa，-NHR₃所取代，R₃＝C₂～C₈；取代后生成的物质与发明方法主反应生成的焦化油水分离剂具有相同功效。

反应方式：多元接枝共聚(包括：乳液聚合、核壳乳液聚合)。

引发体系：复合引发体系(包括：氧化剂、还原剂、偶氮类引发剂。)。

溶剂体系：甲醇、二甲苯或其组合。

物理化学特性：

该焦化油水分离剂具有功能型高分子表面活性剂的结构，它不仅兼具聚合物和表面活性剂的双重物理化学特性，而且还具有聚合物和表面活性剂所不具有的奇异特性。

将本发明所制备的固态产物溶于有机溶剂(甲醇、二甲苯或其组合)后即为焦化油水分离剂溶液。

按本发明方法生产的焦化油水分离剂溶液的性能指标如下：

外观：黄色粘稠液体；

气味：略有二甲苯气味；

易燃性：不易燃(防火)。

焦油氨水分离机理：

关于分离的作用机理：(1)由于该焦化油水分离剂具有功能型高分子表面活性剂的结构，焦化油水分离剂在油水界面发生了替换作用，即将天然成膜物质如沥青质等替换出来并组建新的混合界面膜，由于支链结构的存在，使得它的膜强度较小.从而导致了乳化液稳定性的降低并最终导致乳化液的破乳；(2)焦化油水分离剂为油溶性并具有表面活性，其在油水界面发生了胶溶作用，即将疏水性的成膜物质使它们以胶体形式分散在焦油中，从而促进液滴间的聚结作用，同时界面张力大大降低。在两种趋势的共同作用下，就出现了破乳现象。

本发明实施例1-7的具体操作条件及配方比例详见表1。

表1操作条件及配方比例

表1中配置的丙烯酸丁酯为有机溶剂、蒸馏水以及丙烯酸丁酯以2∶5∶3的质量比混合的混合溶液，实施例1、2中配置的丙烯酸丁酯中所用有机溶剂为甲醇，实施例3、4中配置的丙烯酸丁酯中所用有机溶剂为二甲苯，实施例5-7中配置的丙烯酸丁酯中所用有机溶剂为甲醇与二甲苯的组合，实施例5中甲醇与二甲苯的质量比为1∶1，实施例6中甲醇与二甲苯的质量比为3∶1，实施例7中甲醇与二甲苯的质量比为1∶5。

表1中甲基丙烯酸酯(CH₃CHCHCO(EO)_a(PO)_bR)在实施例1-7中分别为CH₃CHCHCO(EO)₃(PO)₁₂C₄H₉；CH₃CHCHCO(EO)₄(PO)₆C₅H₁₁；CH₃CHCHCO(EO)₅(PO)₅C₆H₁₃；CH₃CHCHCO(EO)₈(PO)₁₀C₉H₁₉；CH₃CHCHCO(EO)₁₅(PO)₈C₈H₁₇；CH₃CHCHCO(EO)₁₂(PO)₄C₇H₁₅；CH₃CHCHCO(EO)₉(PO)₉C₇H₁₅。

比较实例

选本发明实施例3所制备焦油氨水分离剂，参照石油天然气行业标准SY/T5281-2000原油破乳剂性能检测方法进行油水试验，具体实验条件和结果见表2。

表2实验条件及结果

表2中的加药浓度指的是加入的本发明制备的固态产物的量；从表2中数据可以看出，焦化油水分离剂加药浓度在5ppm时，能够很好的将焦油和氨水分离，且分离后，焦油含水量大大降低，均在4％以下，氨水中含油量也相对较低，所以该分离剂能够较好的解决目前焦化厂存在的氨水焦油难分离，焦油含水率高等问题，并且能提高焦油的回收率，减少设备维护和投资，缩短工艺流程，节约蒸汽能源等费用，具有广阔的市场应用前景和良好的社会效益。

本发明生产焦化油水分离剂所需的原料均能从国内化工市场购得，合成工艺简单，产品质量稳定。

Claims

1.一种焦化油水分离剂，其特征在于，其结构式为：

2.根据权利要求1所述的一种焦化油水分离剂，其特征在于，R₃＝C₂～C₈；R＝C₄～C₉；a的取值：3～15；b的取值：4～12。

3.根据权利要求1或2所述的一种焦化油水分离剂溶于有机溶剂所形成的溶液，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、二甲苯或其组合。

4.一种焦化油水分离剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按质量份，称取1～2份司班倒入三口烧瓶中，再量取25～35份的有机溶剂倒入同一三口烧瓶中，将三口烧瓶置于恒温水浴锅中并架好合成反应装置，将恒温水浴锅加热至25～30℃时，通入氮气、打开搅拌器、开启回流，恒温半小时后，称取25～35份的甲基丙烯酸酯倒入三口烧瓶，待其完全溶解；再称取15～30份进行过配置的丙烯酸丁酯与10～20份马来酸酐，倒入三口烧瓶中，将水浴锅温度升至45～52℃，待三口瓶中药剂完全溶解，混合均匀后，调节pH值至9～11；再称取0.1～0.3份过二硫酸钾或亚硫酸氢钠作为引发剂加入三口烧瓶；调节水浴锅温度至52～62℃；反应3～4小时后，停止实验；从三口烧瓶中取出产物用丙酮洗涤，抽滤得固态产物即为焦化油水分离剂；

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、二甲苯或其组合。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，甲基丙烯酸酯为CH₃CHCHCO(EO)_a(PO)_bR；R＝C₄～C₉；a的取值：3～15；b的取值：4～12。

7.根据权利要求1或2所述的一种焦化油水分离剂的使用方法，其特征在于，将所述焦化油水分离剂以大于5ppm的加药浓度加入氨水焦油混合物中。

8.根据权利要求7所述的一种焦化油水分离剂的使用方法，其特征在于，将所述焦化油水分离剂溶于有机溶剂，以溶液的形式加入氨水焦油混合物中。

9.根据权利要求8所述的一种焦化油水分离剂的使用方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲醇、二甲苯或其组合。