DE1545243A1 - Process for processing mineral oils at high temperatures - Google Patents
Process for processing mineral oils at high temperaturesInfo
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Description
Verfahren zur Verarbeitung von Mineralölen bei hohen Temperaturen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Mineralölen bei Temperaturen zwischen 100 und 2000 C, bei welchem infolge erfindungswesentlicher Zusätze u.a. die Korrosion metallischer Verarbeitungsapparaturen (z.B. Des-Wllierblasen, Destillationskolonnen und Förderleitungen) weitgehend unterdrückt wird.Process for processing mineral oils at high temperatures The present invention relates to a process for processing mineral oils at temperatures between 100 and 2000 C, in which, as a result of additives essential to the invention, among other things, the corrosion of metallic processing equipment (e.g. Des-Wllierblasen, distillation columns and delivery lines) is largely suppressed.
Es ist allgemein bekannt (z.B. aus J.I. Bregmann, "Corrosion Inhibitors", 1963, Seite 251 ff), daß die Verarbeitung von Mineralölen, beispielsweise die Destillation bei höheren Temperaturen mit erheblichen Störungen verbunden ist, da die Mineralöle in aller Regel Substanzen enthalten, die eine erhebliche Korrosion der mit den Mineralölen in Berührung kommenden Metallteile verursachen. Da man in den großtechnischen Maßstäben der Mineralölverarbeitung praktisch nicht auf metallfreie Apparaturen ausweichen kann - allein die Protleme des Wärmeaustausches würden hierdurch nahezu unlösbar - ist man auf die Mitverwendung von Korrosionsschutzmitteln angewiesen, die dem Mineralöl vor oder während der Verarbeitung zugesetzt werder Als derartige Mitto--1 verwendete man bisher Pettamine, fettsaure Salze, Kondensationsprodukte aus Fettsäuren und Polyaminen und fettsaure Salze dieser Kondensationsprodukte.It is generally known (for example from JI Bregmann, "Corrosion Inhibitors", 1963, page 251 ff) that the processing of mineral oils, for example distillation at higher temperatures, is associated with considerable problems, since the mineral oils generally contain substances which cause considerable corrosion of the metal parts that come into contact with the mineral oils. Since it is practically impossible to switch to metal-free equipment on the industrial scale of mineral oil processing - the protlems of the heat exchange alone would thereby be almost insoluble - one is dependent on the use of anti-corrosion agents that are added to the mineral oil before or during processing. 1 So far, pettamines, fatty acid salts, condensation products of fatty acids and polyamines and fatty acid salts of these condensation products have been used.
Diese Mittel haben im Bereich höherer Temperaturen, vor allem oberhalb 100oC, den Nachteil, ihre Wirkung zu verlieren und sich darüber hinaus zu zersetzen. Die Zersetzungsprodukte bilden mit der Zeit häufig eine Kruste an den Gefäßwänden, vor allem an Heizvorrichtungen, so daß ein wirksamer Wärmeaustausch hierdurch erschwert wird.These agents have higher temperatures in the range, especially above 100oC, the disadvantage of losing its effectiveness and, beyond that, decomposing. The decomposition products often form a crust on the vessel walls over time, especially on heating devices, so that this makes an effective heat exchange difficult will.
Als Mittel zum Schutz von Metallen gegen den Angriff von korrodierend wirkenden Bestandteilen in Flüssigkeiten aller Art wurden in dem älteren, nicht vorveröffentlichten Patent... (Anmeldung B 84 535 IVb/12 o - 0.Z. 23 981) Salze carboxylgruppenhaltiger acylierter Polyamine vorgeschlagen, die man erhält wenn man a) 1 Moläquivalent eines mehrwertigen Amins der allgemeinen Formel I H 2 N - (R 1 - NH)n - R2 (I) in der Ri ein Alkylenrest mit 2 bis 6 C-Atomen und R2 Wasserstoff oder ein gegebenenfalls durch Hydroxyl-, Alkoxy-, Carbalkoxy- oder Acylcxygruppen substiuierter Kohlenwasserstoffrest ist undin der n ein Wert von 1 bis 5 sein kann, wobei die Summe aller Kohlenstoffatome in (I) nicht größer als 20 sein soll, b) zunächst mit x Moläquivalent einer aliphatischen Monoearbonsäure (II) umsetzt und die entstehende Zwischenverbindung c) mit y Moläquivalent einer aliphatischen, cycloaliphatisc hen oder aromatischen Dicarbonsäure (III) mit 2 bis 12 C-Atomen weiter a-cyliert, wobei die Summe von x + y gleich n + 1 und x mindestens 1 sein soll, und daß man-diese .#-ylierte, freie Carboxylgruppen tragende Verbindung d) mit 0,2 y bis y Moläquivaleut eines oxalkylierten Amins (IV) des Oxalkylierungsgrades 1 bis 30 neutralisiert.As a means of protecting metals against attack by corrosive components in all types of liquids (application B 84,535 IVb / 12 o - 0.Z. 23,981) were in the older, not previously published patent ... proposed salts of carboxyl-acylated polyamines that is obtained when a) 1 molar equivalent of a polyvalent amine of the general formula IH 2 N - (R 1 - NH) n - R2 (I) in which Ri is an alkylene radical with 2 to 6 carbon atoms and R2 is hydrogen or optionally by hydroxyl, alkoxy, carbalkoxy or acylcxy groups substituted hydrocarbon radical and in which n can be a value from 1 to 5 , the sum of all carbon atoms in (I) should not be greater than 20, b) initially with x molar equivalents of an aliphatic Monoearboxylic acid (II) is reacted and the intermediate compound c) formed is further acylated with y molar equivalents of an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic dicarboxylic acid (III) having 2 to 12 carbon atoms, the sum of vo n x + y is equal to n + 1 and x should be at least 1, and that this-# -. ylierte, ree f carboxyl compound carrying d) with 0.2 to y y Moläquivaleut an alkoxylated amine (IV) of 1 to 30 Oxalkylierungsgrades neutralized.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Korrosion von Metallen bei der Verarbeitung von Mineralölen bei Temperaturen zwischen 100 und 200 0 C weitgehend unterdrückt wird, wenn man hierbei als Korrasioneschutzmittel die oben definierten Salze earboxylgruppenhaltiger acylierter Polyamine mitverwendet. Zur Charakterisierung der erfindungsgemäß als Korrosionsschutzmittel zu verwendenden Verbindungen sei ausgeführt; Als mehrwertige Amine (I) kommen vor allem solche in Betracht, in denen der Rest R 1 ein Äthylen-, 1,2-Propylen- oder 1,3-Propylenrest ist, in denen R 2 Wasserstoff oder ein Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen ist und in denen n einpn Wert von 1 bis 4 hat. Solche Amine sind z.B. Äthylendiaüiit.L, Propylendiamin, Diäthylendiamin, Triäthylendiamin, Tetraäthylenpentamin und Oligomere des Äthylenimins sowie deren Mono-N-alkylderivate, z.B. N-Stearylpropylendiamin und N-Oleylpropy-lendiamin. Weitere gaeignete Amine (I) gind u.a. Hexamethylendiamin, Dihexamethylentriamin und Dipropylentriamin. Da diese Amine bei ihrer Herstellung selten in chemisch reiner Form anfallen, sondern vielmehr als Gemische mehrerer ähnlicher Amine,wird es in der Technik bevorzugt, für die erfindungegemäße Umsetzung von derartigen Gemischen auszugehen. Hierbei ist lediglich zuvor der Molgehalt an reaktionsfähigen Aminogruppen zu bestimmen, damit sich die Menge der benötigten Umsetzungskomponenten (II) und (III) berechnen läßt.It has now surprisingly been found that the corrosion of metals in the processing of mineral oils at temperatures between 100 and 200 ° C. is largely suppressed if the above-defined salts of acylated polyamines containing earboxyl groups are used as corrosion protection agents. In order to characterize the compounds to be used according to the invention as corrosion protection agents, it should be mentioned; Particularly suitable polyvalent amines (I) are those in which the radical R 1 is an ethylene, 1,2-propylene or 1,3-propylene radical, in which R 2 is hydrogen or an alkyl radical of 1 to 20C Atoms and in which n einpn has a value from 1 to 4. Such amines are, for example, Äthylendiaüiit.L, propylenediamine, diethylenediamine, triethylenediamine, tetraethylene pentamine and oligomers of ethyleneimine and their mono-N-alkyl derivatives, for example N-stearylpropylenediamine and N-oleylpropylenediamine. Other suitable amines (I) include hexamethylene diamine, dihexamethylene triamine and dipropylene triamine. Since these amines are seldom obtained in chemically pure form during their production, but rather as mixtures of several similar amines, it is preferred in industry to start from such mixtures for the implementation according to the invention. The only thing that needs to be determined beforehand is the molar content of reactive amino groups so that the amount of reaction components (II) and (III) required can be calculated.
Geeignete Monocarbonsäuren (II) sind gesättigte oder uingesättigte,
verzweigte oder unverzweigte Fett- oder Hydroxyfettsäuren mit 8 bis 22 C-Atomen.
Derartige Säuren sind z.B. die Caprylaäure, 2-Äthylhexansäure, Laurinsäure. Kokoafett-
Die Acylierungsreaktion von (I) mit (II) und danach mit (III) sind ebenso wie die daran sich anschließende Salzbildung, die Umsetzung des acylierten Amins mit (IV), an sich bekannt.The acylation reaction of (I) with (II) and then with (III) are just like the subsequent salt formation, the implementation of the acylated Amine with (IV), known per se.
Die Acylierung von (I) mit (II) nimmt man zweckmäßigerweise bei Temperaturen zwischen 100 und 300 0 C vor, wobei sich zuweilen die Mitverwendung eines- inerten Lösungsmittels empfiehlt. Hieran kann sich unmittelbar die weitere Acylierung mit der Dicarbonsäure bzw. deren Derivat unter ebenfalls an sich bekannten Bedingungen, vorzugsweise zwischen 0 und 150 0 C anschließen, eventuell in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, z.B. techn. Kohlenwasserstoffgemischs wie Heizöl, in dem das erfindungsgemäße Korrosionssehutzmittel eingesetzt werden soll. Sofern man geeignete, an sich bekannte Reaktionsbedingungen wählt, die eine beidseitige Umsetzung der Carboxylgruppen von (III) mit dem Amin (1) weitgehend ausschließen, ist es auch ebenso gut möglich, (I) zunächst mit der Dicarbonsäure (III) zu acylieren und danach erst mit der Monocarbonsäure (II). Weiterhin ist es möglich, von einem Acylierungsgemisch von (II) und (III) auszugehen. Die beidseitigen acylierten Amine können sodann durch einfache Neutralisatio'n mit den Aminen (IV) in die erfindungsgemäße Verfahrensprodukte überführt werden. In den meisten Fällen handelt es sich um Isomerengemische, da die Acylierungsmittel jeweils an verschiedenen Aminogruppen angreifen Ibunen. Diese Isomeren verhalten sich aber nicht nur chemisch ähnlich, sondern auch anwendungstechnisch äquivalent.The acylation of (I) with (II) is expediently carried out at temperatures between 100 and 300 ° C., the use of an inert solvent being recommended at times. This can be followed immediately by further acylation with the dicarboxylic acid or its derivative under conditions likewise known per se, preferably between 0 and 150 ° C. , possibly in the presence of an inert solvent, for example technical grade. Hydrocarbon mixture such as heating oil in which the corrosion protection agent according to the invention is to be used. Provided that suitable, known reaction conditions are chosen which largely exclude a bilateral reaction of the carboxyl groups of (III) with the amine (1) , it is also just as possible to acylate (I) first with the dicarboxylic acid (III) and then only with the monocarboxylic acid (II). It is also possible to start from an acylation mixture of (II) and (III). The amines acylated on both sides can then be converted into the process products according to the invention by simple neutralization with the amines (IV). In most cases it is a mixture of isomers, since the acylating agents attack different amino groups. However, these isomers not only behave chemically similar, they are also equivalent in terms of application technology.
Die Verfahrensprodukte lösen sich zumindest in den angegebenen Mengen sowohl in wäsdrigen als auch weitgehend in organischen Me,dien wie Kohlenwasserstoffen und Ölen. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß diese Verbindungen geruchlos und nicht toxisch sind.The process products dissolve at least in the specified amounts both in aqueous and largely in organic media such as hydrocarbons and oils. Furthermore, it is advantageous that these compounds are odorless and not are toxic.
Hervorzuheben für die erfindungsgemäße Verwendung sind hierbei die Umsetzungsprodukte aus - 1 Mol Dipropylentriamin, 2 Mol Stearinsäure, 1 Mol Maleinsäureanhydrid und 1 Mol oxpropyliertem Dibutylamin (Oxpropylierungsgrad 4 - 5) - 1 Mol Diäthylentriamin, 2 Mol Ricinolsäure, 1 Mol Bernsteinsäure und 1 Mol oxäthyliertem 2-Äthylhexylamin (Oxäthylierungsgrad 6) - 1 Mol Dipropylentriamin, 2 Mol Ölsäure, 1 Mol Maleinsäureanhydrid und 1 Mol oxpropyliertem Dibutylamin (Oxpropylierungsgrad 4 - 5)% Diese und die weiteren definitionsgemäßen Korrosionsechutzmittel unterbind.en als Zusätze zu Mineralölen, die korrodierend wirkende Bestandteile enthalten, bei Temperaturen zwischen 100 und 200 0 C vor allem 100 und 180 0 C weitgehend die Korrosion von Metallen, mit denen die Mineralöle bei diesen Verarbeitungstemperaturen in Berührung kommen, z.B. beim Destillieren oder auch bei der Hochtemperaturförderung der Mineralöle. Hervorzuheben ist hier, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden Mittel nicht nur antikorrosiv wirken, sondern auch auf Heizschlangen u. dergl. keine den Wärmeaustausch erschwerenden Krusten von Zersetzungsprodukten bilden. Weiterhin ist es als überraschend zu bezeichnen, daß die Korrosionsschutzwirkung auch an solchen Apparateteilen zu beobachten ist, die vornebmlich nur mit der Dampfphase des Mineralöls in Berührung kommen. Ferner ist es von Vorteil, daß die Mittel in den Ölen belassen werden können und deren Verwendung als Brenn- oder Treibstoff nicht stören. The reaction products of - 1 mol of dipropylenetriamine, 2 mol of stearic acid, 1 mol of maleic anhydride and 1 mol of oxpropylated dibutylamine (degree of oxpropylation 4-5) - 1 mol of diethylenetriamine, 2 mol of ricinoleic acid, 1 mol of succinic acid and 1 mol of oxyethylated 2 should be emphasized for the use according to the invention Ethylhexylamine (degree of oxethylation 6) - 1 mole of dipropylenetriamine, 2 moles of oleic acid, 1 mole of maleic anhydride and 1 mole of oxpropylated dibutylamine (degree of oxpropylation 4 - 5) At temperatures between 100 and 200 ° C. , especially 100 and 180 ° C., the corrosion of metals with which the mineral oils come into contact at these processing temperatures, for example during distillation or also during the high-temperature extraction of the mineral oils, largely results. It should be emphasized here that the agents to be used according to the invention not only have an anti-corrosive effect, but also do not form crusts of decomposition products on heating coils and the like, which make heat exchange difficult. Furthermore, it can be described as surprising that the anti-corrosive effect can also be observed on those parts of the apparatus which mainly come into contact only with the vapor phase of the mineral oil. It is also advantageous that the agents can be left in the oils and do not interfere with their use as fuel.
Unter Mineralölen sind im Rahmen dieser Erfindung nicht nur die Mineralöle natürlicher Provenienz zu verstehen, sondern ganz allgemein Kohlenwasserstoffe aller Art und deren Gemische also z.B. technische Gemische von synthetischen Schwer- und Leichtbenzinfraktionen, Dieselöle und auch teerartige Kohlenwasserstoffe, soweit diese den angegebenen Temperaturen ausgesetzt werden.In the context of this invention, mineral oils are not limited to mineral oils natural provenance, but more generally hydrocarbons of all Type and their mixtures, e.g. technical mixtures of synthetic heavy and Light gasoline fractions, diesel oils and tar-like hydrocarbons, as far as these are exposed to the specified temperatures.
Die Anwendungekonzentration der Korrosionsachutzmittel liegen im Bereich
zwischen 0,0001 und 0,1 % vorzugsweise zwischen 0,001 und
0,01 %, bezogen auf die Menge des Minerable. Beispiale Jeweils
10 %ige Lösungen bekannter und erfindungegemäßer Korrosioneschutzmittel in
Gasöl (Sdp. 200 - 350 0 0) wurden
24 Stunden lang bei
160 OC auf Eisenblechstreifen der Ab-
messungen 100 mm x
10 mm x 1 mm einwirken gelassen, worauf sich infolge von Korrosion
die in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Gewichtsverluste einstellten:
10) 0,0005 % eines erfindungsgemäß zu verwendenden Produktes aus Diäthylentriamin (1 Mol) Ölsäure (2 Mol) Maleinsäure (1 Mol) Dibutylamin + 8 Mol Propylenoxyd (1 Mol) zugegeben. Die Temperatur im Kolonnensumpf betrug 170 - 180 0 C. Nach einmonatiger Betriebsdauer hatte sich an den Heizschlangen im Kolonnensumpf im Falle (9) eine den Wärmeübergang beeinträchtigende Kruste abgesetzt, während die Heizschlangen im Falle (10) frei von einem störenden Belag bl i eben. 10) 0.0005% of a product to be used according to the invention made from diethylenetriamine (1 mol) oleic acid (2 mol) maleic acid (1 mol) dibutylamine + 8 mol propylene oxide (1 mol) were added. The temperature in the column bottom was 170-180 ° C. After one month of operation, a crust that impaired heat transfer had deposited on the heating coils in the column bottom in case (9) , while the heating coils in case (10) were free of a disruptive coating.
Ähnlich verhielt es sich beim Kühler einer Rohöldestillation (Kühlertemperatur 16000). Die heiße kondensierende Ölfraktion wurde hier mit 11 ) 010-C1 -% ölsau-rem Oleylamin (Stand der Techni.k) bzw. mit 1-2) 0,.0008.% eines erfindungsgemäß zu verwendenden Produktes aus Diäthylentriamin (1 Mol) Stearinsäure (2 Mol) Maleineäure (1 m01) Morpholin + 6 Mol 1,-2-Propylenoxyd (1 Mol) versetzt. Der Gewichtsverlust eines Tests+reifens aus dem Material des-Kühlers (20 g; 15 mm x 10 mm x 1 mm) betrug infolge Korrosion im Falle (11) nach 6 Wochen rund 200 mg, im Falle 12 dagegen nur 17 mg.The situation was similar with the cooler of a crude oil distillation (cooler temperature 16,000). The hot condensing oil fraction was here with 11) 010-C1 -% oily oleylamine (state of the art) or with 1-2) 0.00008% of a product to be used according to the invention made from diethylenetriamine (1 mol) stearic acid (2 mol) maleic acid (1 mol) morpholine + 6 mol 1,2-propylene oxide (1 mol) added. The weight loss of a test + tire made from the material of the cooler (20 g; 15 mm x 10 mm x 1 mm) as a result of corrosion in case (11) after 6 weeks was around 200 mg, in case 12 it was only 17 mg.
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1967
- 1967-02-01 BE BE693502D patent/BE693502A/xx unknown
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Publication number | Publication date |
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BE693502A (en) | 1967-08-01 |
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