CN103709764B - 利用乙撑胺生产中的高沸点副产物制备沥青乳化剂的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种利用乙撑胺生产中高沸点副产物制备沥青乳化剂的方法，该工艺以乙撑胺生产过程中产生的高沸点多胺及环胺副产物为原料，制备沥青乳化剂。以该乳化剂为原料制备的乳化沥青，其性能符合行业标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTG？F40-2004)中的要求。本发明将乙撑胺生产时产生的高沸点副产物，转化成应用广泛的沥青乳化剂外销，既提高了乙撑胺生产的经济效益，又减少了对环境的二次污染。

Description

利用乙撑胺生产中的高沸点副产物制备沥青乳化剂的方法
技术领域
本发明涉及一种化工产品生产过程中副产物的后处理方法，具体涉及一种乙撑胺生产中高沸点副产物制备沥青乳化剂的方法。
背景技术
由乙撑基两侧的伯、仲、叔胺基形成的脂肪胺称为乙撑胺，包括直链胺类，如乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、四乙烯五胺(TEPA)等，和环状胺类，如哌嗪(PIP)、三乙烯二胺(TEDA)、氨乙基哌嗪(AEP)、羟乙基哌嗪(HEP)等。由于乙撑胺在脂肪胺中具有特殊的理化性质，如其反应性、阳离子性、螯合性、生理活性等，使其可以作为重要的精细有机化工中间体，在有机合成、医药、燃料、农药、化学助剂、有机溶剂和环氧树脂固化剂等领域广泛应用。
按原料路线乙撑胺的生产方法主要有两种，即二氯乙烷法和乙醇胺法，约各占总生产能力的50%。二氯乙烷法是让氨水和二氯乙烷在高温高压下反应生成乙二胺、二乙烯三胺、哌嗪、三乙烯四胺及分子量更高的多烯多胺等乙撑胺系列产品。乙醇胺法根据工艺过程又分为还原工艺和缩合工艺：还原工艺以乙醇胺和氨为原料，采用Ni、Co、Cu等金属催化剂，在H2存在和一定温度压力下反应生成乙二胺、多乙烯多胺和哌嗪等乙撑胺系列产品；缩合工艺也是采用乙醇胺和氨为原料，并以沸石等固体酸为催化剂，在高温高压下气相反应生成乙二胺、哌嗪等乙撑胺系列产品。但是，无论采用哪种路线合成乙撑胺，在反应和分离的过程中，最终都会产生由少量多胺及环胺混合物组成的黑色、粘稠、高沸点副产物。这些副产物混合物颜色深、粘度大、沸点高、成分复杂，继续分离不仅难度较大，而且在经济上也极不合理，但若作为废弃物直接弃去，不仅浪费资源，而且污染环境。
沥青乳化剂是能够吸附在沥青颗粒与水界面，从而显著降低沥青与水界面自由能，使其构成均匀而稳定的乳浊液的一种表面活性剂。与热沥青、稀释沥青相比，乳化沥青可以节约能源40%～50%、降低工程造价20%～30%以上，并能改善施条件、有效减少高温加热时引起的沥过度老化、以及致癌物苯并毗的大量挥发，深受国内外公路部门欢迎，沥青乳化剂的需求量也因此而日益增长。
根据申请人所作的资料检索，未检索到以乙撑胺生产过程中产生的高沸点副产物为原料，生产沥青乳化剂的相关文献资料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用乙撑胺生产中的高沸点副产物制备沥青乳化剂的方法，从而解决乙撑胺生产中高沸点副产物的后处理问题，该方法以乙撑胺生产过程中产生的高沸点多胺及环胺副产物为原料，制备沥青乳化剂。
为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案：
一种利用乙撑胺生产中的高沸点副产物制备沥青乳化剂的方法，按照如下质量比选用以下三种组份，高沸点副产物：溶剂：高级脂肪酸=1:0.5～2:1～2，其中高沸点副产物为乙撑胺生产过程中产生的高沸点多胺及环胺混合物，溶剂为甲苯、二甲苯或均三甲苯，高级脂肪酸为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、月桂烯酸、棕榈烯酸或油酸。
一种制备沥青乳化剂的方法，该方法利用乙撑胺生产中的高沸点副产物制备沥青乳化剂，具体包括以下步骤：
（1）按照质量比选用以下三种反应原料，高沸点副产物：溶剂：高级脂肪酸=1:0.5～2:1～2，其中高沸点产物为乙撑胺生产过程中产生的高沸点多胺及环胺副产物，溶剂为甲苯、二甲苯或均三甲苯，高级脂肪酸为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、月桂烯酸、棕榈烯酸或油酸；将三种反应原料按照溶剂、高级脂肪酸和高沸点副产物的添加顺序置入带有下分水器的反应瓶，均匀搅拌并逐步升温至回流，直至反应瓶内不再有水生成；
（2）回收溶剂得到沥青乳化剂。
进一步地，步骤（1）中的回流时间为3～10h，当回流温度为100℃～190℃时，得到酰胺基胺类沥青乳化剂，当回流温度继续升温至200℃～260℃，得到咪唑啉类沥青乳化剂。
进一步地，步骤（2）涉及的溶剂回收方法为常压或减压蒸馏法。
本发明与现有技术相比具有以下技术优势：
本发明以乙撑胺生产过程中产生的高沸点多胺及环胺副产物为原料，通过一锅法制备沥青乳化剂，该沥青乳化剂乳液性质稳定，乳化能力强，可乳化多种沥青。以该乳化剂为原料制备的乳化沥青，其性能符合行业标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中的要求，将此乳化沥青用于铺路具有节省能源、提高工效、延长施工季节、改善施工条件、减少环境污染、提高沥青路面使用寿命等优点。本发明合成的沥青乳化剂，不仅合成成本低，而且还提高了乙撑胺生产的经济效益，减少了对环境的二次污染，因而具有良好的经济效益和环境效益。
具体实施方式
以下是本申请人给出本发明的具体实施例，需要说明的是，这些实施例是较优的例子，主要用于理解本发明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
依次将120g甲苯、100g油酸和100g高沸点副产物加入500mL三口瓶，搅拌下升温至回流，回流温度110～130℃，反应3h后改为常压蒸馏装置，108～115℃回收110g溶剂甲苯后，得到202g酰胺基胺类沥青乳化剂。
称取5g上述沥青乳化剂，加入200g去离子水，升温至70℃，以盐酸调pH值至1～2后倒入以热水预热的胶体磨中。称取200g100#普通沥青，升温至120℃，启动胶体磨，缓慢将热沥青倒入胶体磨中乳化1min，降至室温，装瓶待用。按行业标准JTGF40-2004的要求对所得乳化沥青进行分析，结果列于表-1。
表-1乳化沥青的性能分析结果
由表-1的测试结果可知，该乳化沥青的诸多性能符合行业标准。
实施例2
依次将200g二甲苯、150g硬脂酸和100g高沸点副产物加入1000mL三口瓶，搅拌下升温至回流，回流温度138～152℃，反应5h后改为常压蒸馏装置，135～143℃回收188g溶剂二甲苯后，得到251g酰胺基胺类沥青乳化剂。
按实施例1中的方法制备乳化沥青，并按行业标准JTGF40-2004的要求对所得乳化沥青进行分析，结果列于表-2。
表-2乳化沥青的性能分析结果
由表-2的测试结果可知，该乳化沥青的诸多性能符合行业标准。
实施例3
依次将实施例2中回收的188g二甲苯、150g硬脂酸和100g高沸点副产物加入1000mL三口瓶，搅拌下升温至回流，回流温度140～155℃，反应5h后升温至250～260℃，继续反应3h后改为减压蒸馏装置，95～102℃回收176g溶剂二甲苯后，得到246g咪唑啉类沥青乳化剂。
按实施例1中的方法制备乳化沥青，并按行业标准JTGF40-2004的要求对所得乳化沥青进行分析，结果列于表-3。
表-3乳化沥青的性能分析结果
由表-3的测试结果可知，该乳化沥青的诸多性能符合行业标准。
实施例4
依次将80g均三甲苯、120g棕榈酸和100g高沸点副产物加入500mL三口瓶，搅拌下升温至回流，回流温度162～173℃，反应8h后改为减压蒸馏装置，101～108℃回收69g溶剂均三甲苯后，得到218g酰胺基胺类沥青乳化剂。
按实施例1中的方法制备乳化沥青，并按行业标准JTGF40-2004的要求对所得乳化沥青进行分析，结果列于表-4。
表-4乳化沥青的性能分析结果
由表-4的测试结果可知，该乳化沥青的诸多性能符合行业标准。
实施例5
依次将160g二甲苯、180g油酸和100g高沸点副产物加入1000mL三口瓶，搅拌下升温至回流，回流温度139～151℃，反应3h后升温至230～250℃，继续反应4h后改为减压蒸馏装置，93～103℃回收146g溶剂二甲苯后，得到283g咪唑啉类沥青乳化剂。
按实施例1中的方法制备乳化沥青，并按行业标准JTGF40-2004的要求对所得乳化沥青进行分析，结果列于表-5。
表-5乳化沥青的性能分析结果
由表-5的测试结果可知，该乳化沥青的诸多性能符合行业标准。
实施例6
依次将100g甲苯、130g月桂酸和100g高沸点副产物加入500mL三口瓶，搅拌下升温至回流，回流温度130～160℃，反应6h后改为常压蒸馏装置，107～112℃回收93g溶剂甲苯后，得到232g酰胺基胺类沥青乳化剂。
按实施例1中的方法制备乳化沥青，并按行业标准JTGF40-2004的要求对所得乳化沥青进行分析，结果列于表-6。
表-6乳化沥青的性能分析结果
由表-6的测试结果可知，该乳化沥青的诸多性能符合行业标准。
实施例7
依次将90g均三甲苯、110g月桂烯酸和100g高沸点副产物加入500mL三口瓶，搅拌下升温至回流，回流温度160～171℃，反应6h后改为减压蒸馏装置，102～110℃回收82g溶剂甲苯后，得到206g酰胺基胺类沥青乳化剂。
按实施例1中的方法制备乳化沥青，并按行业标准JTGF40-2004的要求对所得乳化沥青进行分析，结果列于表-7。
表-7乳化沥青的性能分析结果
由表-7的测试结果可知，该乳化沥青的诸多性能符合行业标准。
实施例8
依次将120g甲苯、150g棕榈烯酸和100g高沸点副产物加入500mL三口瓶，搅拌下升温至回流，回流温度120～135℃，反应6h后改为常压蒸馏装置，106～111℃回收113g溶剂甲苯后，得到243g酰胺基胺类沥青乳化剂。
按实施例1中的方法制备乳化沥青，并按行业标准JTGF40-2004的要求对所得乳化沥青进行分析，结果列于表-8。
表-8乳化沥青的性能分析结果
由表-8的测试结果可知，该乳化沥青的诸多性能符合行业标准。

Claims (4)

1.一种利用乙撑胺生产中的高沸点副产物制备沥青乳化剂的方法，其特征在于：按照如下质量比选用以下三种组份，高沸点副产物：溶剂：高级脂肪酸=1:0.5～2:1～2，其中高沸点副产物为乙撑胺生产过程中产生的高沸点多胺及环胺混合物，溶剂为甲苯、二甲苯或均三甲苯，高级脂肪酸为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、月桂烯酸、棕榈烯酸或油酸。
2.一种制备权利要求1所述的沥青乳化剂的方法，其特征在于，该方法利用乙撑胺生产中的高沸点副产物制备沥青乳化剂，具体包括以下步骤：
（1）按照质量比选用以下三种反应原料，高沸点副产物：溶剂：高级脂肪酸=1:0.5～2:1～2，其中高沸点副产物为乙撑胺生产过程中产生的高沸点多胺及环胺混合物，溶剂为甲苯、二甲苯或均三甲苯，高级脂肪酸为月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、月桂烯酸、棕榈烯酸或油酸；将三种反应原料按照溶剂、高级脂肪酸和高沸点副产物的添加顺序置入带有下分水器的反应瓶，均匀搅拌并逐步升温至回流，直至反应瓶内不再有水生成；
（2）回收溶剂得到沥青乳化剂。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的回流时间为3～10h，当回流温度为100℃～190℃时，得到酰胺基胺类沥青乳化剂，当回流温度继续升温至200℃～260℃，得到咪唑啉类沥青乳化剂。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）涉及的溶剂回收方法为常压或减压蒸馏法。
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