添加剂对环丁砜热稳定性的影响研究

第41卷第6期应用化工Vol. 41 No.62012 年6月Applied Chemical Industry'Jun. 2012添加剂对环丁砜热稳定性的影响研究胡丹,陈文艺,曹月坤,赵金(辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺1300)摘要:考察了 加热温度和加热时间及添加剂对环丁砜热稳定性的影响,以so,的释放量作为环丁砜热稳定性的最终评价指标。结果表明,在水气吸收氮气保护230 C加热2 h的实验条件下,添加剂E的使用效果最好,加入量为环丁砜的0.04%时,环丁砜分解产生的硫酸钡沉淀量与SO2释放量最少,释放量为10.99 mgo关键词:环丁砜;添加剂;热分解;稳定性中圈分类号:TQ 028;TQ 203;TQ 241文献标识码:A文章编号:1671 -3206(2012)06 - 0961 -03Effect of additives on the thermal stability of sulfolaneHU Dan, CHEN Wen-yi ,CAO Yue -hun , ZHAO Jin(School of Petroleum and Chemical Technology , Liaoning Shihua University, Fushun 113001，China)Abstract: Investigated additives . heating temperature and time on the thermal stability of sulfolane ，andused the content of released SO2 as the final evaluation of the sulfolane thermal stability The resultsshowed that under the experimental conditions of the absorption in water vapor , nitrogen protection ,230 Cheating 2 h,the additives E has the best effect. When add the amount of 0. 04% of the sulfolane , the sul-folane decomposition of BaSO, and emission SO2 least ,the emission is 10. 99 mg.Key words : sulfolane ; additives; thermal decomposition; stability环丁砜在常温下是无色固体,在27 ~28 C以上表1环丁砜性质熔化成为透明液体,- .般工业产品多为浅黄色液Table 1 Sulfolane properties体川。环丁砜作为反应溶剂使用时容易提高物质性质指标，密度(30 C)/(g.cm°)1.261反应能力,因此是- -种优良的溶剂2。目前环丁砜pH9.85最主要的用途是用作芳烃抽提溶剂,从烃类混合物5%馏出温度/C285.8中回收高纯度的芳烃。然而工业运行中环丁砜的质95%馏出温度/C286.4量劣化一直是困扰芳烃抽提工艺的一个突出的问水分/%0.069题[36)。环丁砜的质量劣化主要表现之- - 是环丁砜硫(无水)/%26.60的颜色容易变成深棕色或黑褐色。颜色变深的环丁2.环丁烯齜/%0.005砜不仅选择性变差、溶解度下降,而且酸性增加,造异丙基环丁砜醚/%0.00t s成设备腐蚀,产生粘稠物质,造成设备堵塞"。灰分/%0.001 1本文考察了4种添加剂对环丁砜的热稳定性的1.2实验方法影响,取得了良好的结果。取一定量的环丁砜,倒入三口瓶中,过氧化氢作1实验部分为氧化剂,装人气体吸收瓶中。在氮t存在条件下，加热环丁砜至一定温度,分解产生的二氧化硫经氧1.1试剂与仪器环丁砜,工业品,性质见表1;氯化钡、过氧化氢化转化为硫酸根离子,与过量氯化钡进行反应,生成硫酸钡沉淀,计算生成硫酸钡的质量。以硫酸钡的均为分析纯。JJ500型精密电子天平; MH-500调温型电热套质量评价环丁砜热稳定性,其沉淀量越少,说明其抑制环等。中国煤化工收稿日期:2012-04-.19fYHCNMHG基金项目:辽宁省教育厅基金项月(2007T106)作者简介:胡丹( 1987 -) ,女,辽宁抚顺人,辽宁石油化工大学在读硕士.师从陈文艺教授,从事环J砜热稳定性的影响研究。电话:15141305911 ,E - mail: hudan0560@ sina. com应用化工第41卷2结果与讨论-般在环丁砜中掺入1.0% ~2. 5%的水,使其凝点2.1氮气流速的选择降至5 C左右。对环丁砜中含水量与环丁砜劣化速环丁砜会因氧存在而发生分解，为避免氧气的.率关系进行考察,发现环丁砜中含水量越高,环丁砜存在,我们采用氮气隔离的方法。加热环丁砜要先的热稳定性越差,当环丁砜中含水量超过3%时,环通人氮气,将溶解在环丁砜中的氧气赶掉,测定过程丁砜的劣化速度迅速增大间。为避免水气进入三中保持通入氮气直至实验结束。考虑到环丁砜分解口瓶,在氮气进入三口瓶之前增加干燥装置.将氦气释放的SO2密度较大,如果流速太慢,则不利于so,中的水气吸收,以免水气进入装置,使环丁砜水解，的冲洗;流速过快,将不利于so,与双氧水充分反影响实验结果的准确性。应,因此,本实验采用氮气流量为80 ml/min。2.3温度与加热时间的影响2.2 环丁砜中水含量的影响考察了未加任何添加剂情况下,温度和加热时纯环丁砜的凝点为26 C,为运输和操作方便,间对环丁砜热稳定性的影响,见表2。表2温度和时间对环丁很热稳定的影响Table2 Fffet of temperature and time on the thernal stability of sulfolane温度心时间/hm(硫酸帜)/gm(SO2)/mg温度/心Tm(硫酸觀)/g m(SO2)/mg180.250.0513.7340.1335.710.0821.970.1541.200.0924.722200.1130.210.1232.96 .900.0616.480.1438.450.1643.950.1027.47302000.0719.230.1746.700.1819.442400.61167.5532.960.85233.48252.702101.13310.391.31359. 83由表2可知,环丁砜的分解速度受温度的影响45 r显著,随着温度的升高,释放的sO,增多,反应生成的硫酸钡沉淀增多。当温度达到230 C以上,环丁砜分解速度明显加快。同时,环丁砜热稳定性与加80 t热时间密切相关,随着时间延长,生成的沉淀量增25加,特别是1 h后增加明显,之后缓慢增加。为了更20 t好地观察实验,本实验确定在230 C下加热2 h。5t.4 添加剂对环丁砜稳定性的影响由于碱性添加剂对环丁砜劣化具有明显的抑制0.00 0.05 0.10 0.150.20 0.25中国煤化工作用,本实验选取4种添加剂,分别为:N-M.E、H.2-C的影响t-B。在氮气流量为80 mL/min ,230 c加热2 h条件;PYHCNMHGyodslolane下,考察每种添加剂的加量对环丁砜热稳定性的影由图1可知,助剂N-M的加入,硫酸钡沉淀量响,结果见图1~图4。和生成的SO2量减少,表明该舔加剂对环丁砜的热稳定性提高具有一定作用。当加入0.14 g N~-M时，第6期胡丹等:添加剂对环丁砜热稳定性的影响研究963环丁砜分解产生的SO2释放量最少,为13.73 mg。45 r随着N-M加入量进一步增加, SO2释放量又会逐渐40增加。实验表明,当N-M加人量为环丁砜的0.14%时实验效果最佳。30 t4520 t3:置3150.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25m(2-t.B)(g图4 2-B 对环丁砜稳定性的影响Fig.4 Ffee of 2-B on the stbility of sulfolanei3结论-0.01 0.00 0.01 0.02 0.030.04 0.05 0.06 0.07 0.08m(E)/g(1)环丁砜的热稳定性与加热温度、加热时间图2 E对环丁砜稳定性的影响密切相关。随着温度升高,加热时间延长,环丁砜分Fig.2 Efect of E on the stability o[ sulfolane由图2可知,当E加入量为0.04 g,即加入量为解产生的SO,量增加,特别是当温度达到230C以环丁砜的0.04%时,硫酸钡沉淀量与SO2释放量最上,环丁砜分解速度明显加快。加热时间1 h后,少,SO2释放量为10. 99 mg,其原因可能是添加剂ESO2量增加明显,之后缓慢增加。中和了环丁砜劣化产生的磺酸等酸性物质,且加入(2)通过添加一定量的添加剂，可抑制环丁砜的受热分解。在水气吸收、氮气保护、230 C、加热量较少,实验效果最佳。2h的实验条件下,分别考察了4种添加剂对环丁砜热稳定性的影响,实验结果表明,当分别加入0.14g N-M、0.04 g E、0.12gH、0.15 g2-t-B时,硫酸钡沉淀量较小,环丁砜受热分解产生SO2的质量较少,说明环丁砜热稳定性相对较好。当其中加入250.04gE,即投加量为环丁砜的0.04%时,S02释放20量为10. 99 mg,效果最佳,并且添加量相对较少,对抑制环丁砜受热分解的作用最好。0.00 0.050.10 0.15 0.20 0.25m(H)/参考文献: .图3 H对环丁砜稳定性的影响Fig.3 ffect of H on the stability of sulfolane[1] 杨华.环丁砜生产应用与开发前景[J].化工中间体,由图3可知,当加人H较少时,硫酸钡沉淀最2005 ,18(1) :9-13.与SO2释放量较多,当投加量增加为0.12 g时,硫[2]侯祥麟.中国炼油技术[M].北京:中国石化出版社,1991 :184-194.酸钡沉淀量与SO2释放量最少,SO2释放量为3] 赵国雄.芳烃抽提装置溶剂环丁砜劣化因素探讨[J].19.23mg,说明碱性添加剂H使环丁烯砜等杂质发石油炼制与化工, 1994 ,25(5) :44484生聚合或分解;继续增加投加量时,硫酸钡沉淀量与4] 张静轩.环丁砜的改质及其在芳烃抽提装置上的应用SO2释放量增加。实验说明,当H加入量为环丁砜[J].石油炼制与化工,1994 ,25(11) :26-29.的0.12%时,对抑制环丁砜受热分解的作用最好，[5]杨金根, 黄祖耀,李义渊,等.环丁砜溶剂热稳定性的实验效果最佳。研究[J].华东化工学院学报,1996,19(3) :285-288.由图4可知,当加人0.15 g2-+.B即投加量为环[6] LalR K J,Bhet sc T. Poces lor tbe puifcacion reger.丁砜的0. 15%时,在抑制环丁砜热分解过程中起到eration of contaminated or spent process sulfolane: US,了提高了C- -S键的断裂活化能,对抑制环丁砜受5053137[P].1991 -10.01热分解的作用最好,硫酸钡沉淀量与S0,释放量最[7]中国煤化工是溶剂环丁砜保护少,SO2释放量为16. 48 mg,但添加剂投加量较多。5HC N M H G(5):16-19.[8]米多.芳烃抽提装置中碳钢设备腐蚀原因分析与措施[J].腐蚀与防护,2010,31(3) :239-241.