CN108002975A

CN108002975A - 复配阻聚剂及其用途和抑制聚合的方法

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Publication number: CN108002975A
Application number: CN201711285488.7A
Authority: CN
Inventors: 付海明
Original assignee: Individual
Current assignee: Guangdong Yueshou New Technology Co ltd
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2018-05-08
Anticipated expiration: 2037-12-07
Also published as: CN108002975B

Abstract

本发明涉及一种复配阻聚剂，包括：芳香磺酸盐、有机胺、N‑氧基化合物和溶剂，所述芳香磺酸盐、有机胺和N‑氧基化合物的质量比为4：(1～3)：(1～3)。该复配阻聚剂可以长期、高效抑制烯烃类或炔烃类化合物聚合。

Description

复配阻聚剂及其用途和抑制聚合的方法

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，特别是涉及复配阻聚剂及其用途和聚合抑制方法。

背景技术

烯烃类化学品(例如：苯乙烯和丁二烯)是化工生产过程中的重要化工产品，由于其具有活泼双键容易发生聚合，生成胶状聚合物，造成设备堵塞。如分馏塔、萃取塔、再沸器等，常因这些烯烃类单体聚合而结垢，致使设备堵塞。聚合物的产生，一则消耗原料，造成物料损耗；二则堵塞罐、塔、管线和换热器，影响设备运转，需要停车检修，严重的可能会引起生产事故。因此，为了防止上述现象的产生，通常需要加入阻聚剂。

上世纪70年代使用的第一代阻聚剂主要是对苯二酚和2,4-二硝基苯酚(DNP)，存在毒性大、阻聚效率低、耐热差和污染环境等问题，现在很少使用。

80年代以后，通过在DNP中引入烷基基团来降低了DNP毒性。使用2，6-二硝基对甲酚(DNPC)及邻仲丁基-4，6-二硝基苯酚(DNBP)，但该类阻聚剂的阻聚效果不够显著。

90年代以后，一些新型和低毒的阻聚剂开始出现。例如普遍使用的N-氧基化合物，该物质在初期具有较好的阻聚作用，但随着与自由基反应而其自身被消耗，以致在后段蒸馏塔中被完全消耗而不能起到抑制聚合的作用。

因此，需要开发具有长期高效阻聚效果的阻聚剂。

发明内容

基于此，有必要针对长期、高效抑制烯烃类或炔烃类化合物聚合的问题，提供一种阻聚剂及其用途和抑制聚合的方法。

一种复配阻聚剂，包括：芳香磺酸盐、有机胺、N-氧基化合物和溶剂，所述芳香磺酸盐、有机胺和N-氧基化合物的质量比为4：(1～3)：(1～3)。

上述复配阻聚剂由芳香磺酸盐、有机胺和N-氧基化合物三种组分复配而成，通过三种组分的相互协调作用，使得阻聚剂可以长期、高效地发挥阻聚作用，进而可以长效抑制污垢产生，防止设备阻塞。

具体地，芳香磺酸盐可以抑制自由基的产生，有机胺和N-氧基化合物作为自由基捕获剂可以捕获自由基，抑制自由基的链增长。另外，由于芳香磺酸盐的存在抑制自由基的产生，从而降低了有机胺和N-氧基化合物的消耗，从而可以延长有机胺和N-氧基化合物的使用寿命，进而实现长期、高效的阻聚效果。另外，有机胺和N-氧基化合物的协同作用可以增强自由基捕获效率，降低环境(例如：氧气等)对各组分(特别是N-氧基化合物)的影响，进一步延长了阻聚剂的使用寿命，同时提高适用范围。

另外，为了充分发挥各组分的协调作用，需要选择合理的配比，上述复配阻聚剂中芳香磺酸盐、有机胺和N-氧基化合物以质量比为4：(1～3)：(1～3)混合，使得该阻聚剂的阻聚效果最佳。

另外，上述阻聚剂中各组分毒性小，绿色环保。

在其中一个实施例中，还包括醌类化合物，所述芳香磺酸盐与所述醌类化合物的质量比为4：(1～3)。

加入醌类化合物可以进一步加强该阻聚剂的阻聚效果，增强该阻聚剂的使用寿命。

在其中一个实施例中，所述醌类化合物为苯醌。

在其中一个实施例中，所述复配阻聚剂的密度为0.9g/cm³～1g/cm³。

在其中一个实施例中，所述溶剂为异丙醇和水的混合液。

在其中一个实施例中，所述芳香磺酸盐为烷基苯磺酸钠。

在其中一个实施例中，所述烷基苯磺酸钠为：C₁₁～C₁₈石油磺酸钠、甲苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十五烷基苯磺酸钠和二壬基萘磺酸钠中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述有机胺为N-甲基-2吡咯烷酮；

所述N-氧基化合物为2，2，6，6-四甲基哌啶-氮-氧化物、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基以及4-氧代-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基中的一种或多种。

上述复配阻聚剂在烯烃或炔烃类化学品的制备、精制、存储或运输中的应用。

由于上述复配阻聚剂具有较高的阻聚效果的同时，具有较高的使用寿命，因此适用于烯烃或炔烃类化学品的制备、精制、存储或运输。

一种抑制烯烃或炔烃类化学品聚合的方法，在所述烯烃或炔烃化学品的制备、精制、存储或运输工序中，添加上述的复配阻聚剂

该方法可以有效地抑制烯烃或炔烃化学品在制备、精制、存储或运输工序中发生聚合。

具体实施方式

本发明涉及一种复配阻聚剂，包括：芳香磺酸盐、有机胺、N-氧基化合物和溶剂。其中，芳香磺酸盐可以是烷基苯磺酸钠，更具体地，可以为C₁₁～C₁₈石油磺酸钠、苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十五烷基苯磺酸钠和二壬基萘磺酸钠中的一种或多种，其中，C₁₁～C₁₈石油磺酸钠是指平均具有11～18个碳原子的磺酸钠。

另外，有机胺可以为一级胺、二级胺或三级胺。该有机胺可以为：N-甲基-2吡咯烷酮、甲基苯胺、2，4-二胺基二苯胺、二苯基-对-苯二胺、对-胺基苯酚、邻-胺基苯酚、α-萘胺、苯基-α-萘胺、苯基-β-萘胺等，可以为一种胺，也可以为多种胺组成的混合物。在一实施例种，有机胺为N-甲基-2吡咯烷酮。

另外，N-氧基化合物为2，2，6，6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)、4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基以及4-氧代-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧基中的一种或多种。

所使用的溶剂可以为异丙醇、苯、甲苯、二甲苯等。可以使用一种溶剂，还可以为混合溶剂。可以适当添加水，在一实施例中，溶剂为异丙醇和水组成的混合液，由该混合液配制而成的阻聚剂的密度为0.9g/cm³～1g/cm³。

由芳香磺酸盐、有机胺和N-氧基化合物三种组分复配而成复配阻聚剂具有长期、高效地阻聚作用，可以长效抑制污垢产生，防止设备阻塞。

在一实施例中，芳香磺酸盐、有机胺和N-氧基化合物的质量比为4：2：1.5。

在一实施例中，芳香磺酸盐、有机胺和N-氧基化合物的质量比为4：1：2.5。

另外，在上述复配阻聚剂中还可以加入醌类化合物，以增强其阻聚作用。

该醌类化合物可以是：苯醌(BQN)、甲基-对苯醌、2、6-二叔丁基-4-亚苄基-环己2，5-二烯酮、2，6-二叔丁基-4-(4-硝基亚苄基)-环已2，5-二烯酮、2，6-二叔丁基-3-(4-硝基亚苄基)-环已2，5-二烯酮、2，6-二叔丁基-4-(4-氰基亚苄基)-环已2，5-二烯酮等。醌类化合物可以为一种化合物，也可以为多种化合物组成的混合物。

该醌类化合物的投入量对复配阻聚剂的阻聚效果和使用寿命也具有一定的影响，需要选择合适的比例。在本实施例中，芳香磺酸盐与所述醌类化合物的质量比为4：(1～3)。在一实施例中，芳香磺酸盐与所述醌类化合物的质量比为4：2.5。

由于上述复配阻聚剂具有较高的阻聚效果、较长的使用寿命，因此可以应用于烯烃或炔烃类化学品的制备、精制、存储或运输中。特别适用于苯乙烯、丁二烯的化工生成中，防止苯乙烯或丁二烯聚合。

一种抑制烯烃或炔烃类化学品聚合的方法，在烯烃或炔烃化学品的制备、精制、存储或运输工序中，添加上述的复配阻聚剂。

该方法可以有效地避免烯烃或炔烃化学品在制备、精制、存储或运输工序中聚合。

下面结合具有实施例对本发明进行说明。

按表1和表2配制各阻聚剂

表1

表2

阻聚剂的配制方法

将异丙醇(IPA)和蒸馏水以5：1(质量比)置于带搅拌浆的三口烧瓶中，在搅拌机低速搅拌条件下，使其互溶，形成混合溶剂。

根据表1和表2称取相应的组分(芳香磺酸盐除外)加入上述混合溶剂中(各组分的总质量与溶剂的总质量比为1：10)，搅拌0.5h后，再加入芳香磺酸盐，再将搅拌机转速提升至高速搅拌，搅拌1h，待有机物完成溶解在异丙醇和蒸馏水组成的混合溶剂中即可。

聚合物测定方法

在带有夹套加热和搅拌的不锈钢反应釜中分别加入上述阻聚剂(实施例1-实施例4和对比例1-对比例7)和苯乙烯；用氮气置换15min，加热至120摄氏度，反应一段时间后，向反应液中加入甲醇，待聚合物沉淀下来后，过滤、干燥、称重，计算苯乙烯聚合物占反应液的重量比。

需要说明的是，每种阻聚剂(实施例1-实施例4和对比例1-对比例7)所加的量均相同(阻聚剂占0.05％)，每一种阻聚剂设置5组平行实验(反应2h、4h、6h、8h和12h)。

表3

从表3可以看出，实施例1-实施例4的复配阻聚剂具有较好的阻聚效果，且随着时间的延长，聚合物的含量增加较少，即使达到12h仍能保持很好的阻聚效果。故实施例1-实施例4的复配阻聚剂具有长期、高效的阻聚效果。

比较实施例1和实施例2，或者比较实施例3和实施例4可知，加入醌类化合物可以加强阻聚剂的阻聚效果。

另外，对比例1-对比例3为单组份阻聚剂。

具体地，对比例1为苯醌单组分，从表3可知其在初期有较弱的阻聚效果，但2h后基本失去阻聚效果。对比例2为TEMPO单组份，从表3可知其初期具有较弱的阻聚效果，但寿命较短。对比例3为芳基磺酸盐单组分，从表3可知其基本无阻聚效果。

对比例4-对比例6为双组份阻聚剂。

具体地，对比例4为芳基磺酸盐和有机胺的混合组分，从表3可知该混合组分基本无阻聚效果。对比例5为芳基磺酸盐和TEMPO的混合组分，从表3可知该混合物有一定的阻聚效果，但4h后基本丧失阻聚效果，可能是由于TEMPO被消耗或失活。对比例6为芳基磺酸盐和醌类化合物的混合物，可知其有较强的阻聚效果。

比较对比例2、对比例3和对比例5可知，芳基磺酸盐和TEMPO具有协同作用，比较对比例1、对比例3和对比例6可知，芳基磺酸盐和醌类化合物具有协同作用。

对比例7为三组分的阻聚剂。

具体地，对比例7为芳基磺酸盐、TEMPO和醌类化合物的混合物，从表3可知其具有较强的阻聚效果，但作用不如实施例1-实施例4，且随着时间延长阻聚效果受到一定影响。

对比例8为四组分的阻聚剂。

对比例8为芳基磺酸盐、TEMPO和硝基酚类化合物组成的混合物，从表3可知其具有一定的阻聚效果。

比较对比例5(芳基磺酸盐和TEMPO)、对比例6(芳基磺酸盐和醌类化合物)和对比例7(芳基磺酸盐、TEMPO和醌类化合物)可知，三组分的协同作用优于双组份的协同作用。

比较实施例1、实施例3(芳基磺酸盐、TEMPO和有机胺)和对比例7(芳基磺酸盐、TEMPO和醌类化合物)可知，芳基磺酸盐、TEMPO和有机胺三组分的协同作用优于芳基磺酸盐、TEMPO和醌类化合物三组分的协同作用，且有机胺的存在可以延长阻聚剂的使用寿命。

比较实施例1、实施例3和对比例8可以看出，复配阻聚剂中不含有硝基苯酚仍能达到很好的阻聚效果。

比较实施例2、实施例4和对比例8可以看出，复配阻聚剂中含有苯醌的阻聚效果优于含硝基苯酚的阻聚剂。

综上所述，由芳香磺酸盐、有机胺和N-氧基化合物组成的复配阻聚剂具有长期、高效的阻聚效果。且加入苯醌组成四组分复配阻聚剂具有更好的阻聚效果和更长的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种复配阻聚剂，其特征在于，包括：芳香磺酸盐、有机胺、N-氧基化合物和溶剂，所述芳香磺酸盐、有机胺和N-氧基化合物的质量比为4：(1～3)：(1～3)。

2.根据权利要求1所述的复配阻聚剂，其特征在于，还包括醌类化合物，所述芳香磺酸盐与所述醌类化合物的质量比为4：(1～3)。

3.根据权利要求2所述的复配阻聚剂，其特征在于，所述醌类化合物为苯醌。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复配阻聚剂，其特征在于，所述复配阻聚剂的密度为0.9g/cm³～1g/cm³。

5.根据权利要求4所述的复配阻聚剂，其特征在于，所述溶剂为异丙醇和水的混合液。

6.根据权利要求1-3任一项所述的复配阻聚剂，其特征在于，所述芳香磺酸盐为烷基苯磺酸钠。

7.根据权利要求6所述的复配阻聚剂，其特征在于，所述烷基苯磺酸钠为：C₁₁～C₁₈石油磺酸钠、甲苯磺酸钠、二甲苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十五烷基苯磺酸钠和二壬基萘磺酸钠中的一种或多种。

8.根据权利要求1-3任一项所述的复配阻聚剂，其特征在于，所述有机胺为N-甲基-2吡咯烷酮；

9.权利要求1-8任一项所述的复配阻聚剂在烯烃或炔烃类化学品的制备、精制、存储或运输中的应用。

10.一种抑制烯烃或炔烃类化学品聚合的方法，其特征在于，在所述烯烃或炔烃化学品的制备、精制、存储或运输工序中，添加权利要求1-8任一项所述的复配阻聚剂。