Báo cáo " Tổng hợp các copolime ankyl acrylat-anhidrit maleic amit hóa làm chất phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc của dầu thô giầu Parafin "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

96
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tổng hợp các copolime ankyl acrylat-anhidrit maleic amit hóa làm chất phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc của dầu thô giầu Parafin Đã nghiên cứu tổng hợp copolime ankyl acrylat-anhidrit maleic amit hóa trên cơ sở phản ứng giữa ankyl acrylat với anhidrit maleic và amit hóa bằng amin mạch hidrocacbon dài. Sản phẩm copolime amit hóa được sử dụng làm nguyên liệu để chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu thô giàu parafin....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo " Tổng hợp các copolime ankyl acrylat-anhidrit maleic amit hóa làm chất phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc của dầu thô giầu Parafin "

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 24 (2008) 187-191 T ng h p các copolime ankyl acrylat-anhidrit maleic amit hóa làm ch t ph gia gi m nhi t ñ ñông ñ c c a d u thô gi u Parafin Lưu Văn Bôi *, Nguy n Th Sơn Khoa Hóa h c, Trư ng ð i h c Khoa h c T Nhiên, ðHQGHN, 19 Lê Thánh Tông, Hà N i, Vi t Nam Nh n ngày 2 tháng 4 năm 2007 Tóm t t. ðã nghiên c u t n g h p copolime ankyl acrylat-anhidrit maleic amit hóa trên cơ s ph n ng gi a ankyl acrylat v i anhidrit maleic và amit hóa b ng amin m ch hidrocacbon dài. S n ph m copolime amit hóa ñư c s d ng làm nguyên li u ñ ch t o ph gia gi m nhi t ñ ñông ñ c cho d u thô giàu parafin. 1. M ñ u∗ 2. Th c nghi m 2.1. T ng h p ankyl acrylat D u thô khai thác các vùng khác nhau thư ng ch a t 6-27% các parafin phân t Cho 0,2mol h n h p ancol theo t l thích lư ng cao [1]. Trong quá trình v n chuy n, khi h p và 100ml toluen vào bình c u ñáy tròn có g p l nh parafin k t tinh và tách ra trong d u l p b y tách nư c và sinh hàn h i lưu. Thêm thô. Quá trình k t tinh và tri n m ng tinh th vào ñó 21,6g (0,3 mol) axit acrylic, 0,5g ch t c a parafin làm tăng ñ nh t, gi m s lưu bi n xúc tác axit p-toluensulphonic và 0,6g hydroquinon c a d u thô, th m chí làm t c ngh n ng d n làm ch t c ch polyme hoá. ðun sôi h n h p d u, gây ra nh ng h u qu khó lư ng nh ph n ng t i khi nư c không còn ñư c tách ra n a (lư ng nư c tách ra ñư c tính theo s mol hư ng ñ n năng su t khai thác và v n chuy n ancol). Sau khi c t lo i toluen dư i áp su t th p, d u. Vì v y vi c nghiên c u tìm ñ ư c ch t p h h n h p ph n ng ñ ư c chi t b ng m t lư ng gia thích h p ñ c ch q uá trình k t tinh c a dư n-hexan, r a b ng nư c c t t i môi trư ng parafin trong d u thô ñã ñ ư c nhi u trư ng phái trung tính ñ lo i ch t xúc tác và axit acrylic khoa h c trên th gi i chú ý nghiên c u [2-5]. chưa ph n ng. S n ph m thô ñư c k t tinh l i M c tiêu c a công trình là nghiên c u t ng hai l n trong axeton (3ml axeton/1g ankyl h p ch t ph gia làm gi m nhi t ñ ñông ñ c acrylat) nhi t ñ th p. c a d u thô giàu parafin ph c v cho vi c v n S n ph m thu ñư c m u tr ng, d ng sáp chuy n d u m khai thác vùng bi n Vi t Nam. nhi t ñ 00C. Hi u su t t ng h p, và các d li u ph h ng _______ ngo i ñư c ñ ưa ra trong b ng 1. ∗ Tác gi liên h . ð T: 84-4-8253503. E-mail: luu.vanboi@vnu.edu.vn 187
188 L.V. Bôi, N.T. Sơn / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 187-191 B ng 1. Hi u su t t ng h p và d ki n ph h ng ngo i c a ankyl acrylat IR (cm-1) TT R H(%) 1 C16H33 82 υC-H : 2926; υC=O :1729; υC=C: 1636; υC-O:1190; 2 C16H33- (30,5%) + 79 υC-H : 2925; υC=O :1728; υC=C: 1633; υC-O:1191; C18H37- (67,6%) 2.2. Copolyme hoá ankyl acrylat-anhydrit maleic k t t a b ng m t lư ng dư metanol. L c thu k t Akyl acrylat và anhydrit maleic t l mol t a, tinh ch s n ph m b ng cách hòa tan trong 1:1 và dung môi toluen ñ ư c cho vào bình c u toluen, và t a l i b ng metanol. S n ph m ñư c b n c , có l p máy khu y, sinh hàn h i lưu, s y khô nhi t ñ 400C dư i áp su t th p trong 4h. nhi t k và ng d n khí. H n h p ñư c ñ u i Phân t lư ng c a copolime ñ ư c xác ñ nh oxy b ng cách t o áp su t th p và s c m nh khí b ng phương pháp s c ký th m th u gel (GPC): N2 trong 20 phút ñ u, Gia nhi t và duy trì nhi t th i gian ch y 24 phút; dung môi polystyren ñ c a h n h p 93-960C trong su t q uá trình nhi t ñ 250C. ph n ng. Benzoyl peoxit (0.5% kh i lư ng Hi u su t t ng h p, m t s thông s hóa lý, dung d ch) ñư c hoà tan trong toluen và cho phân t lư ng trung bình (Mtb) và các d ki n vào h n h p nh ng lư ng b ng nhau (0.5h/l n). ph ñư c ñ ưa ra trong b ng 2. Ph n ng ñư c ti n hành trong 6h. Sau khi ph n ng k t thúc, s n ph m copolyme ñư c B ng 2. K t qu t ng h p, m t s h n g s hóa lý và các d ki n ph h n g ngo i c a copolime Tnc(0C) IR(cm-1) TT R H(%) M(tb) υC-H : 2918; υC=O:1783- 1 C16 H33 50 61-63 5.320 1725; υC-O:1171; C16 H33 (30,5%) + υC-H : 2918; υC=O:1780- 2 63 58-59 9.690 C18 H37 (67,6%) 1734; υC-O:1174; t c khu y và duy trì nhi t ñ 85-900C trong 2.3. Amit hoá copolime vòng 4h. Sau khi ph n ng k t thúc, c t lo i Copolyme ankyl acrrylat-anhidrit maleic toluen dư i áp su t t h p. T a s n ph m b ng ñư c amit hóa b ng các amin m ch m t lư ng dư metanol, l c thu s n ph m thô. hidrocacbon dài theo t l mol 1: 0,75 tính theo S n p h m thô ñ ơc tinh ch b ng cách hoà anhydrit có trong copolyme tan trong toluen, sau ñó t a l i b ng m t l ư ng Ph n ng amit hoá ñư c ti n hành trong dư metanol. L c và s y khô s n p h m nhi t bình c u b n c có l p sinh hàn h i lưu, nhi t ñ 400C trong 8h. S n p h m thu ñư c có m u k , ng s c khí N2 và máy khu y. Copolyme vàng nh t. ñư c hoà tan trong l ư ng dung môi toluene dư. Hi u su t, m t s h ng s hóa lý, các d Gia nhi t và s c khí N2 m nh ñ ñu i oxy kh i ki n ph và phân t lư ng trung bình ñư c ghi h n h p. Khi nhi t ñ ñ t 850C thì cho t t trong b ng 3. 6.2ml amin C16H33NH2 vào bình ph n ng. Ti p
189 L.V. Bôi, N.T. Sơn / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 187-191 B ng 3. K t qu t ng h p, m t s h n g s hóa lý và các d ki n ph c a copolime amit hóa Tnc(0C) IR(cm-1) TT G c ankyl dài R+ amin H(%) M(tb) υC-H : 2923; υC=O:1732; υC- 1 (C16H33-)+ C16H33NH2 54 57-58 14418 N:1555 υC-O:1171 [C16H33-(30,5%) + υC-H : 2921; υC=O:1733; 2 46 54-55 10.620 C18H37-(67,6%)]+ C16H33NH2 υC-O :1169 Este xetyl acrylat ñ ư c ñi u ch trên cơ s 3. Th o lu n k t qu ph n ng este hoá axit acrylic b ng ancol theo tài li u [6]. Quá trình ph n ng ñư c bi u di n 3.1. ði u ch este ankyl acrylat trên sơ ñ sau: axit p toluensulfunic CH2 CH COOH ROH + CH2 CH COOR + H2O Hidroquinon R: C16H33; C18H35 ñây ñã dùng axit p-toluen sunfonic làm d ng h t lư ng ancol (vì ancol cao có giá thành ñ t hơn axit). xúc tác, vì nó v a là axit m nh, v a tránh x y ra s oxi hoá các tác nhân và s n p h m t o Sau khi ph n ng k t thúc, toluen ñư c c t thành. Toluen ñư c s d ng làm dung môi, vì lo i dư i áp su t th p. H n h p ñ ư c r a b ng d hoà tan các ch t tham gia ph n ng nh t là nư c vài l n ñ lo i b hidroquinon và axit rư u có g c hidrocacbon dài. M t khác toluen acrylic dư. S n ph m ñ ư c chi t b ng n– hexan. t o h n h p ñ ng phí, do ñó nư c ñư c tách Sau khi lo i b n–hexan, este ñư c k t tinh l i kh i p h n ng làm cho cân b ng chuy n d ch b ng axeton. v phía t o s n ph m este. Do axit acrylic và ankyl acrylat t o thành sau ph n ng ch a liên 3.2. T ng h p Copolyme xetyl acrylat và anhydrit k t ñôi, d b trùng h p nên ph i s d ng maleic hidroquinon làm ch t c ch polyme hoá. Trong ph n ng ñã l y lư ng axit acrylic dư ñ t n Quá trình Copolime hóa ñư c trình bày theo sơ ñ sau: O O O O O O nCH2 Benzoyl peoxit CH COOR m CH2 CH n m COOR R: C16H33; C18H35 D a trên các k t q u thu ñư c trong quá ch ng t copolime thu ñư c có kh năng h nhi t ñ ñông ñ c c a d u thô xu ng dư i 200c. trình nghiên c u t i ưu hóa ph n ng gi a ankyl acrylat và anhidrit maleic [7] ñã s d ng Tuy nhiên ñây ch s d ng hàm lư ng ch t khơi mào benzoyl peoxit là 0.5% kh i l ư ng monome ankyl acrylat và anhydrit maleic t l 1:1 ñ t ng h p copolime. B ng th c nghi m ñã d ng d ch, b i vì v i hàm lư ng cao hơn, t c ñ
190 L.V. Bôi, N.T. Sơn / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 187-191 ph n ng c a ankyl acrylat tăng m nh, s phân h p ph n ng cách qu ng th i gian dài hơn (30 b các m t xích monome càng ít ñ ng ñ u làm phút/l n). gi m ho t tính c a ph gia. Cũng v i m c ñích t o copolime có s b trí các m t xích monome 3.3. Bi n tính copolime b ng amin m ch không quá chênh l ch, quá trình copolime hóa hidrocacbon dài ti n hành nhi t ñ không cao quá 1000C. Ch t khơi mào trong toluene ñư c cho t t vào h n Ph n ng amit hóa copolime ankyl acrylat – anhidrit maleic x y ra theo sơ ñ sau: R' O O O O O N CH2 CH m R'NH2 CH2 CH n m n m COOR COOR R: C16H33; C18H35; R': C12H25; C16H33 ð kh c ph c như c ñi m này ñã nghiên c u Theo tài li u [6] copolyme ankyl acrylat – amit hoá copolyme b ng các amin m ch dài. anhidrit maleic (1:1) có kh năng gh nhi t ñ ñông ñ c c a d u thô giàu parafin (>20%) Ph n ng amit hóa x y ra theo hai giai xu ng dư i 200C. Tuy nhiên khi d u thô ch a ño n. ñ u tiên là ph n ng th nucleopin t o ra nhi u nư c thì nhóm anhydrit d b thu phân amit và nhóm cacboxyl. Ti p theo là ph n ng t o axit. S n ph m copolime th y phân m t ngưng t gi a amit và nhóm cácboxyl ñ t o m t, làm gi m ho t tính c a ph gia vì tăng ñ vòng imit: nh t c a d u t hô, m t khác gây ăn mòn thi t b . R' H OH N O O O O O CH2 CH m R'NH2 CH2 CH n m n m COOR COOR H R' R' OH N O O O O N m CH2 CH CH2 CH n n m - H2O COOR COOR Vi c tách nư c và t o vòng imit ñã ñư c h ng ngo i dao ñ ng hóa tr c a nhóm c=o ñã kh ng ñ nh b ng các d ki n ph . Trên ph gi m t 1780-1783 (trong vòng anhidrit xu ng
191 L.V. Bôi, N.T. Sơn / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 187-191 còn 1730-1733 (trong vòng imit). Hi u su t Tài li u tham kh o ph n ng amit hóa không cao (t i ña 57%). [1] Báo cáo c a Vietsovpetro at the Petroleum ði u này có th do án ng không gian gây nên Society's Canadian International Petroleum b i các nhóm ankyl dài c a nhóm amnin. Conference 2001, Alberta, Canada, June 12-14, 2001. [2] US Pat. 4559155, 1985.// Jr. Dorer, J. Casper, K t lu n Hayashi Kasumi, Hydrocarbyl substituted carboxylic acylating agent derivative containing 1. ðã ti n hành este hoá axit acrylic b ng combination, and fuels containing same. xetyl ancol và h n h p c a xetyl-stearyl ancol [3] US Pat. 4613342, 1986. // Jr. Dorer, J. Casper, trong toluen có m t xúc tác axit p-toluen- Hayashi Kasumi, Hydrocarbyl substituted sulfunic v i hi u su t este ñ t trên 80%. carboxylic acylating agent derivative containing combination, and fuels containing same. 2. ðã ti n hành ph n ng copolyme hoá [4] US Pat. 4110283, 1978. //Cappele a., gi a este ankyl acrylat v i anhydrit maleic t l Crystallisation inhibitor for parafin. [5] I.M. El-Gamal, A.M. Sabbagh, Polymeric additives 1:1 ñ t hi u su t trên 60%. for improving the flow properties of waxy 3. ðã ti n hành amit hoá copolyme ankyl distilate fuels and crudes. Fuel 75 (1996) 743. acrylat- anhydrit maleic v i amin m ch [6] I.M.El. Gamal, T.T. Khidir, F. M. Ghuiba, Nitrogen based copolymers as wax dispersants hidrocacbon dài. S n ph m copolime amit hóa for paraffinic gas oil, egyrian petroleum research ñư c dùng làm ch t ph gia c ch s k tinh intitude, Nars city, cairo egyrt (Rescived 23 parafin trong d u m . August, 1997). [7] ð ng Th Nguyên, Hoàng Thanh Tùng, Lưu Văn Bôi, Nghiên c u ch t o, tính ch t và ng d ng L i c m ơn copolyme c a α -olefin v i anhydric maleic, Công trình ñư c hoàn thành v i s tài tr Tuy n t p các công trình khoa h c H i ngh khoa kinh phí c a ñ tài ñ c l p mã s ðTðL h c và công ngh Hóa H u cơ l n th III, tháng 11/2005, trang 100-106. 2003/05. Synthesis of amidated ankyl acrylate-anhydride maleic copolymers utilysing for flow improvement of wax crude oil Luu Van Boi, Nguyen Thi Son Department of Chemistry, College of Science, VNU, 19 Le Thanh Tong, Hanoi, Vietnam Amidated copolymers ankyl acrylate-anhydride maleic have been synthesized by reaction copolymerization of ankylacrylate and anhydride maleic following amidation with long chain amine. The amidated copolymers are used as starting materials for production of pour point depressants for wax crude oil