CN111004116A - 一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体 - Google Patents

一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，本发明其结构分子通式为C4H4O2‑CnH(2n‑1)OH，所述式中‑CnH(2n‑1)OH为甲基丙烯酸酯单体中所结合反应的醇，且式中n为1‑6，所述甲基丙烯酸酯单体的制备方法，具体包括以下步骤：S1、首先通过称量设备量取体积为2.5‑3.6L的异丁烯，本发明涉及化学用品技术领域。该用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，可实现通过采用原料来源丰富、价廉、无毒和污染较小的制备方法，来代替现有方法，很好的达到了既无污染又简单的制备出甲基丙烯酸酯单体的目的，无需采用丙酮氰醇法进行生产，实现了节能环保，废气、废液和废渣处理简单，从而对生产企业的结焦抑制剂组份制备十分有益。

Description

一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体
技术领域
本发明涉及化学用品技术领域，具体为一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体。
背景技术
随着石油的重质化，用于石油炼制及石油化工加工过程的原料逐渐变重变差，原料油的变重变差给石油炼制及石油化工的加工带来了很大困难，如渣油加氢处理、加氢裂化、原油蒸馏和催化裂化等装置的某些设备和管线极易形成焦垢，使管线堵塞，换热器的换热效率下降，一些热裂化装置(如延迟焦化和减粘裂化等)由于原料较重，其沥青质含量高或在高温下反应，容易在加热炉等设备形成焦垢，使加热炉热效率降低，使用周期缩短，严重影响了工业装置的正常生产，增加了装置的能耗及维修费用，缩短了开工周期，使装置的经济效益得不到充分发挥，锅炉在使用过程中常会出现结焦、积灰的问题，造成结焦的原因主要有燃烧时供应的空气量不足或空气混合不充分，达不到完全燃烧而产生一氧化碳，从而使灰熔点大大降低，火焰偏斜；锅炉超负荷运行，吹灰、除焦不及时，锅炉结焦问题会降低锅炉效率并且存在安全隐患，目前，解决这类问题的方法主要有两种，一种主要是通过增加辅助设备，改善工艺流程和操作条件，控制原料油性质指标等途径来实现；另一种是化学方法，通常采用在原料油中加入一定量的化学助剂来抑制、延缓焦垢在设备表面的形成。
目前的结焦抑制剂中有多种成份组成，许多助燃剂和缓蚀剂在生产过程中大多需要通过甲基丙烯酸酯单体制得，然而，现有的甲基丙烯酸酯单体制备方法大多是采用丙酮氰醇法进行生产，但原料氢氰酸是剧毒物，废气、废液和废渣处理复杂，不能实现通过采用原料来源丰富、价廉、无毒和污染较小的制备方法，来代替现有方法，无法达到既无污染又简单的制备出甲基丙烯酸酯单体的目的，不能实现节能环保，从而对生产企业的结焦抑制剂组份制备十分不利。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，解决了现有的甲基丙烯酸酯单体制备方法大多是采用丙酮氰醇法进行生产，但原料氢氰酸是剧毒物，废气、废液和废渣处理复杂，不能实现通过采用原料来源丰富、价廉、无毒和污染较小的制备方法，来代替现有方法，无法达到既无污染又简单的制备出甲基丙烯酸酯单体的目的，不能实现节能环保的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其结构分子通式为C4H4O2-CnH(2n-1)OH，所述式中-CnH(2n-1)OH为甲基丙烯酸酯单体中所结合反应的醇，且式中n为1-6。
所述甲基丙烯酸酯单体的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、首先通过称量设备量取体积为2.5-3.6L的异丁烯，再用酸性离子交换树脂作催化剂将异丁烯水合为叔丁醇；
S2、用空气作氧化剂，再加入催化剂将步骤S1得到的叔丁醇催化氧化为甲基丙烯醛；
S3、将步骤S2得到的甲基丙烯醛用空气氧化为甲基丙烯酸，使氧与甲基丙烯醛的摩尔比为1:2-4，加入阻聚剂，然后将得到的反应产物通过吸收和萃取的方法依次进行分离和提纯，由于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸易聚合，因此在生产过程中必须加入阻聚剂；
S4、向步骤S3分离提纯处理后的甲基丙烯酸中分别加入CnH(2n-1)OH有机醇和酯化催化剂，使甲基丙烯酸经酯化反应得到甲基丙烯酸酯单体。
优选的，所述步骤S1中酸性离子交换树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
a1、将苯乙烯与二乙烯苯经悬浮共聚得到的珠粒状共聚体；
a2、然后在二氯乙烷中溶胀后，用浓硫酸或氯磺酸磺化；
a3、之后引入磺酸基交换基团，再加入起致孔作用的惰性溶剂，则可制得大孔凝胶型强酸性离子交换树脂树脂。
优选的，所述步骤S2和S3中催化剂为含钼、铋和铁的氧化物。
优选的，所述步骤S2中催化氧化反应温度为330-440℃。
优选的，所述步骤S3中的反应温度为250-350℃。
优选的，所述步骤S3中阻聚剂为对苯二酚、氯化亚铜或三氯化铁中的一种或多种的组合。
优选的，所述步骤S4中酯化催化剂为强酸性阳离子交换树脂或硫酸中的一种。
优选的，所述步骤S4中甲基丙烯酸与CnH(2n-1)OH有机醇的摩尔比为1:1.1-3，且酯化反应温度为70-110℃。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体。与现有技术相比具备以下有益效果：该用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其结构分子通式为C4H4O2-CnH(2n-1)OH，式中-CnH(2n-1)OH为甲基丙烯酸酯单体中所结合反应的醇，且式中n为1-6，甲基丙烯酸酯单体的制备方法，具体包括以下步骤：S1、首先通过称量设备量取体积为2.5-3.6L的异丁烯，再用酸性离子交换树脂作催化剂将异丁烯水合为叔丁醇，S2、用空气作氧化剂，再加入催化剂将步骤S1得到的叔丁醇催化氧化为甲基丙烯醛，S3、将步骤S2得到的甲基丙烯醛用空气氧化为甲基丙烯酸，使氧与甲基丙烯醛的摩尔比为1:2-4，加入阻聚剂，然后将得到的反应产物通过吸收和萃取的方法依次进行分离和提纯，由于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸易聚合，因此在生产过程中必须加入阻聚剂，S4、向步骤S3分离提纯处理后的甲基丙烯酸中分别加入CnH(2n-1)OH有机醇和酯化催化剂，使甲基丙烯酸经酯化反应得到甲基丙烯酸酯单体，可实现通过采用原料来源丰富、价廉、无毒和污染较小的制备方法，来代替现有方法，很好的达到了既无污染又简单的制备出甲基丙烯酸酯单体的目的，无需采用丙酮氰醇法进行生产，实现了节能环保，废气、废液和废渣处理简单，从而对生产企业的结焦抑制剂组份制备十分有益。
附图说明
图1为本发明制备方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，具体包括以下实施例：
实施例1
一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其结构分子通式为C4H4O2-CnH(2n-1)OH，式中-CnH(2n-1)OH为甲基丙烯酸酯单体中所结合反应的醇，且式中n为3；
甲基丙烯酸酯单体的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、首先通过称量设备量取体积为3L的异丁烯，再用酸性离子交换树脂作催化剂将异丁烯水合为叔丁醇，酸性离子交换树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
a1、将苯乙烯与二乙烯苯经悬浮共聚得到的珠粒状共聚体；
a2、然后在二氯乙烷中溶胀后，用浓硫酸或氯磺酸磺化；
a3、之后引入磺酸基交换基团，再加入起致孔作用的惰性溶剂，则可制得大孔凝胶型强酸性离子交换树脂树脂；
S2、用空气作氧化剂，再加入催化剂将步骤S1得到的叔丁醇催化氧化为甲基丙烯醛，催化剂为含钼、铋和铁的氧化物，催化氧化反应温度为390℃；
S3、将步骤S2得到的甲基丙烯醛用空气氧化为甲基丙烯酸，使氧与甲基丙烯醛的摩尔比为1:3，加入阻聚剂，然后将得到的反应产物通过吸收和萃取的方法依次进行分离和提纯，由于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸易聚合，因此在生产过程中必须加入阻聚剂，催化剂为含钼、铋和铁的氧化物，反应温度为300℃，阻聚剂为对苯二酚、氯化亚铜和三氯化铁的组合物；
S4、向步骤S3分离提纯处理后的甲基丙烯酸中分别加入CnH(2n-1)OH有机醇和酯化催化剂，使甲基丙烯酸经酯化反应得到甲基丙烯酸酯单体，酯化催化剂为强酸性阳离子交换树脂，甲基丙烯酸与CnH(2n-1)OH有机醇的摩尔比为1:2，且酯化反应温度为90℃。
实施例2
一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其结构分子通式为C4H4O2-CnH(2n-1)OH，式中-CnH(2n-1)OH为甲基丙烯酸酯单体中所结合反应的醇，且式中n为1；
甲基丙烯酸酯单体的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、首先通过称量设备量取体积为2.5L的异丁烯，再用酸性离子交换树脂作催化剂将异丁烯水合为叔丁醇，酸性离子交换树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
a1、将苯乙烯与二乙烯苯经悬浮共聚得到的珠粒状共聚体；
a2、然后在二氯乙烷中溶胀后，用浓硫酸或氯磺酸磺化；
a3、之后引入磺酸基交换基团，再加入起致孔作用的惰性溶剂，则可制得大孔凝胶型强酸性离子交换树脂树脂；
S2、用空气作氧化剂，再加入催化剂将步骤S1得到的叔丁醇催化氧化为甲基丙烯醛，催化剂为含钼、铋和铁的氧化物，催化氧化反应温度为330℃；
S3、将步骤S2得到的甲基丙烯醛用空气氧化为甲基丙烯酸，使氧与甲基丙烯醛的摩尔比为1:2，加入阻聚剂，然后将得到的反应产物通过吸收和萃取的方法依次进行分离和提纯，由于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸易聚合，因此在生产过程中必须加入阻聚剂，催化剂为含钼、铋和铁的氧化物，反应温度为250℃，阻聚剂为对苯二酚；
S4、向步骤S3分离提纯处理后的甲基丙烯酸中分别加入CnH(2n-1)OH有机醇和酯化催化剂，使甲基丙烯酸经酯化反应得到甲基丙烯酸酯单体，酯化催化剂为硫酸，甲基丙烯酸与CnH(2n-1)OH有机醇的摩尔比为1:1.1，且酯化反应温度为70℃。
实施例3
一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其结构分子通式为C4H4O2-CnH(2n-1)OH，式中-CnH(2n-1)OH为甲基丙烯酸酯单体中所结合反应的醇，且式中n为6；
甲基丙烯酸酯单体的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、首先通过称量设备量取体积为3.6L的异丁烯，再用酸性离子交换树脂作催化剂将异丁烯水合为叔丁醇，酸性离子交换树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
a1、将苯乙烯与二乙烯苯经悬浮共聚得到的珠粒状共聚体；
a2、然后在二氯乙烷中溶胀后，用浓硫酸或氯磺酸磺化；
a3、之后引入磺酸基交换基团，再加入起致孔作用的惰性溶剂，则可制得大孔凝胶型强酸性离子交换树脂树脂；
S2、用空气作氧化剂，再加入催化剂将步骤S1得到的叔丁醇催化氧化为甲基丙烯醛，催化剂为含钼、铋和铁的氧化物，催化氧化反应温度为440℃；
S3、将步骤S2得到的甲基丙烯醛用空气氧化为甲基丙烯酸，使氧与甲基丙烯醛的摩尔比为1:4，加入阻聚剂，然后将得到的反应产物通过吸收和萃取的方法依次进行分离和提纯，由于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸易聚合，因此在生产过程中必须加入阻聚剂，催化剂为含钼、铋和铁的氧化物，反应温度为350℃，阻聚剂为三氯化铁；
S4、向步骤S3分离提纯处理后的甲基丙烯酸中分别加入CnH(2n-1)OH有机醇和酯化催化剂，使甲基丙烯酸经酯化反应得到甲基丙烯酸酯单体，酯化催化剂为强酸性阳离子交换树脂，甲基丙烯酸与CnH(2n-1)OH有机醇的摩尔比为1:3，且酯化反应温度为110℃。
综上所述
本发明可实现通过采用原料来源丰富、价廉、无毒和污染较小的制备方法，来代替现有方法，很好的达到了既无污染又简单的制备出甲基丙烯酸酯单体的目的，无需采用丙酮氰醇法进行生产，实现了节能环保，废气、废液和废渣处理简单，从而对生产企业的结焦抑制剂组份制备十分有益。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其特征在于：其结构分子通式为C4H4O2-CnH(2n-1)OH，所述式中-CnH(2n-1)OH为甲基丙烯酸酯单体中所结合反应的醇，且式中n为1-6；
所述甲基丙烯酸酯单体的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、首先通过称量设备量取体积为2.5-3.6L的异丁烯，再用酸性离子交换树脂作催化剂将异丁烯水合为叔丁醇；
S2、用空气作氧化剂，再加入催化剂将步骤S1得到的叔丁醇催化氧化为甲基丙烯醛；
S3、将步骤S2得到的甲基丙烯醛用空气氧化为甲基丙烯酸，使氧与甲基丙烯醛的摩尔比为1:2-4，加入阻聚剂，然后将得到的反应产物通过吸收和萃取的方法依次进行分离和提纯；
S4、向步骤S3分离提纯处理后的甲基丙烯酸中分别加入CnH(2n-1)OH有机醇和酯化催化剂，使甲基丙烯酸经酯化反应得到甲基丙烯酸酯单体。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其特征在于：所述步骤S1中酸性离子交换树脂的制备方法，具体包括以下步骤：
a1、将苯乙烯与二乙烯苯经悬浮共聚得到的珠粒状共聚体；
a2、然后在二氯乙烷中溶胀后，用浓硫酸或氯磺酸磺化；
a3、之后引入磺酸基交换基团，再加入起致孔作用的惰性溶剂，则可制得大孔凝胶型强酸性离子交换树脂树脂。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其特征在于：所述步骤S2和S3中催化剂为含钼、铋和铁的氧化物。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其特征在于：所述步骤S2中催化氧化反应温度为330-440℃。
5.根据权利要求1所述的一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其特征在于：所述步骤S3中的反应温度为250-350℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其特征在于：所述步骤S3中阻聚剂为对苯二酚、氯化亚铜或三氯化铁中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其特征在于：所述步骤S4中酯化催化剂为强酸性阳离子交换树脂或硫酸中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种用于制备结焦抑制剂组份的甲基丙烯酸酯单体，其特征在于：所述步骤S4中甲基丙烯酸与CnH(2n-1)OH有机醇的摩尔比为1:1.1-3，且酯化反应温度为70-110℃。
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