第41卷第6期應(yīng)用化工Vol. 41 No.62012 年6月Applied Chemical Industry'Jun. 2012添加劑對環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性的影響研究胡丹,陳文藝,曹月坤,趙金(遼寧石油化工大學(xué)石油化工學(xué)院,遼寧撫順1300)摘要:考察了 加熱溫度和加熱時(shí)間及添加劑對環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性的影響,以so,的釋放量作為環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性的最終評價(jià)指標(biāo)。結(jié)果表明,在水氣吸收氮?dú)獗Ｗo(hù)230 C加熱2 h的實(shí)驗(yàn)條件下,添加劑E的使用效果最好,加入量為環(huán)丁砜的0.04%時(shí),環(huán)丁砜分解產(chǎn)生的硫酸鋇沉淀量與SO2釋放量最少,釋放量為10.99 mgo關(guān)鍵詞:環(huán)丁砜;添加劑;熱分解;穩(wěn)定性中圈分類號:TQ 028;TQ 203;TQ 241文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號: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環(huán)丁砜在常溫下是無色固體,在27 ~28 C以上表1環(huán)丁砜性質(zhì)熔化成為透明液體,- .般工業(yè)產(chǎn)品多為淺黃色液Table 1 Sulfolane properties體川。環(huán)丁砜作為反應(yīng)溶劑使用時(shí)容易提高物質(zhì)性質(zhì)指標(biāo)，密度(30 C)/(g.cm°)1.261反應(yīng)能力,因此是- -種優(yōu)良的溶劑2。目前環(huán)丁砜pH9.85最主要的用途是用作芳烴抽提溶劑,從烴類混合物5%餾出溫度/C285.8中回收高純度的芳烴。然而工業(yè)運(yùn)行中環(huán)丁砜的質(zhì)95%餾出溫度/C286.4量劣化一直是困擾芳烴抽提工藝的一個(gè)突出的問水分/%0.069題[36)。環(huán)丁砜的質(zhì)量劣化主要表現(xiàn)之- - 是環(huán)丁砜硫(無水)/%26.60的顏色容易變成深棕色或黑褐色。顏色變深的環(huán)丁2.環(huán)丁烯齜/%0.005砜不僅選擇性變差、溶解度下降,而且酸性增加,造異丙基環(huán)丁砜醚/%0.00t s成設(shè)備腐蝕,產(chǎn)生粘稠物質(zhì),造成設(shè)備堵塞"?；曳?%0.001 1本文考察了4種添加劑對環(huán)丁砜的熱穩(wěn)定性的1.2實(shí)驗(yàn)方法影響,取得了良好的結(jié)果。取一定量的環(huán)丁砜,倒入三口瓶中,過氧化氫作1實(shí)驗(yàn)部分為氧化劑,裝人氣體吸收瓶中。在氮t存在條件下，加熱環(huán)丁砜至一定溫度,分解產(chǎn)生的二氧化硫經(jīng)氧1.1試劑與儀器環(huán)丁砜,工業(yè)品,性質(zhì)見表1;氯化鋇、過氧化氫化轉(zhuǎn)化為硫酸根離子,與過量氯化鋇進(jìn)行反應(yīng),生成硫酸鋇沉淀,計(jì)算生成硫酸鋇的質(zhì)量。以硫酸鋇的均為分析純。JJ500型精密電子天平; MH-500調(diào)溫型電熱套質(zhì)量評價(jià)環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性,其沉淀量越少,說明其抑制環(huán)等。中國煤化工收稿日期:2012-04-.19fYHCNMHG基金項(xiàng)目:遼寧省教育廳基金項(xiàng)月(2007T106)作者簡介:胡丹( 1987 -) ,女,遼寧撫順人,遼寧石油化工大學(xué)在讀碩士.師從陳文藝教授,從事環(huán)J砜熱穩(wěn)定性的影響研究。電話:15141305911 ,E - mail: hudan0560@ sina. com應(yīng)用化工第41卷2結(jié)果與討論-般在環(huán)丁砜中摻入1.0% ~2. 5%的水,使其凝點(diǎn)2.1氮?dú)饬魉俚倪x擇降至5 C左右。對環(huán)丁砜中含水量與環(huán)丁砜劣化速環(huán)丁砜會(huì)因氧存在而發(fā)生分解，為避免氧氣的.率關(guān)系進(jìn)行考察,發(fā)現(xiàn)環(huán)丁砜中含水量越高,環(huán)丁砜存在,我們采用氮?dú)飧綦x的方法。加熱環(huán)丁砜要先的熱穩(wěn)定性越差,當(dāng)環(huán)丁砜中含水量超過3%時(shí),環(huán)通人氮?dú)?將溶解在環(huán)丁砜中的氧氣趕掉,測定過程丁砜的劣化速度迅速增大間。為避免水氣進(jìn)入三中保持通入氮?dú)庵敝翆?shí)驗(yàn)結(jié)束?？紤]到環(huán)丁砜分解口瓶,在氮?dú)膺M(jìn)入三口瓶之前增加干燥裝置.將氦氣釋放的SO2密度較大,如果流速太慢,則不利于so,中的水氣吸收,以免水氣進(jìn)入裝置,使環(huán)丁砜水解，的沖洗;流速過快,將不利于so,與雙氧水充分反影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。應(yīng),因此,本實(shí)驗(yàn)采用氮?dú)饬髁繛?0 ml/min。2.3溫度與加熱時(shí)間的影響2.2 環(huán)丁砜中水含量的影響考察了未加任何添加劑情況下,溫度和加熱時(shí)純環(huán)丁砜的凝點(diǎn)為26 C,為運(yùn)輸和操作方便,間對環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性的影響,見表2。表2溫度和時(shí)間對環(huán)丁很熱穩(wěn)定的影響Table2 Fffet of temperature and time on the thernal stability of sulfolane溫度心時(shí)間/hm(硫酸幟)/gm(SO2)/mg溫度/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,環(huán)丁砜的分解速度受溫度的影響45 r顯著,隨著溫度的升高,釋放的sO,增多,反應(yīng)生成的硫酸鋇沉淀增多。當(dāng)溫度達(dá)到230 C以上,環(huán)丁砜分解速度明顯加快。同時(shí),環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性與加80 t熱時(shí)間密切相關(guān),隨著時(shí)間延長,生成的沉淀量增25加,特別是1 h后增加明顯,之后緩慢增加。為了更20 t好地觀察實(shí)驗(yàn),本實(shí)驗(yàn)確定在230 C下加熱2 h。5t.4 添加劑對環(huán)丁砜穩(wěn)定性的影響由于堿性添加劑對環(huán)丁砜劣化具有明顯的抑制0.00 0.05 0.10 0.150.20 0.25中國煤化工作用,本實(shí)驗(yàn)選取4種添加劑,分別為:N-M.E、H.2-C的影響t-B。在氮?dú)饬髁繛?0 mL/min ,230 c加熱2 h條件;PYHCNMHGyodslolane下,考察每種添加劑的加量對環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性的影由圖1可知,助劑N-M的加入,硫酸鋇沉淀量響,結(jié)果見圖1~圖4。和生成的SO2量減少,表明該舔加劑對環(huán)丁砜的熱穩(wěn)定性提高具有一定作用。當(dāng)加入0.14 g N~-M時(shí)，第6期胡丹等:添加劑對環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性的影響研究963環(huán)丁砜分解產(chǎn)生的SO2釋放量最少,為13.73 mg。45 r隨著N-M加入量進(jìn)一步增加, SO2釋放量又會(huì)逐漸40增加。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)N-M加人量為環(huán)丁砜的0.14%時(shí)實(shí)驗(yàn)效果最佳。30 t4520 t3:置3150.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25m(2-t.B)(g圖4 2-B 對環(huán)丁砜穩(wěn)定性的影響Fig.4 Ffee of 2-B on the stbility of sulfolanei3結(jié)論-0.01 0.00 0.01 0.02 0.030.04 0.05 0.06 0.07 0.08m(E)/g(1)環(huán)丁砜的熱穩(wěn)定性與加熱溫度、加熱時(shí)間圖2 E對環(huán)丁砜穩(wěn)定性的影響密切相關(guān)。隨著溫度升高,加熱時(shí)間延長,環(huán)丁砜分Fig.2 Efect of E on the stability o[ sulfolane由圖2可知,當(dāng)E加入量為0.04 g,即加入量為解產(chǎn)生的SO,量增加,特別是當(dāng)溫度達(dá)到230C以環(huán)丁砜的0.04%時(shí),硫酸鋇沉淀量與SO2釋放量最上,環(huán)丁砜分解速度明顯加快。加熱時(shí)間1 h后,少,SO2釋放量為10. 99 mg,其原因可能是添加劑ESO2量增加明顯,之后緩慢增加。中和了環(huán)丁砜劣化產(chǎn)生的磺酸等酸性物質(zhì),且加入(2)通過添加一定量的添加劑，可抑制環(huán)丁砜的受熱分解。在水氣吸收、氮?dú)獗Ｗo(hù)、230 C、加熱量較少,實(shí)驗(yàn)效果最佳。2h的實(shí)驗(yàn)條件下,分別考察了4種添加劑對環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)分別加入0.14g N-M、0.04 g E、0.12gH、0.15 g2-t-B時(shí),硫酸鋇沉淀量較小,環(huán)丁砜受熱分解產(chǎn)生SO2的質(zhì)量較少,說明環(huán)丁砜熱穩(wěn)定性相對較好。當(dāng)其中加入250.04gE,即投加量為環(huán)丁砜的0.04%時(shí),S02釋放20量為10. 99 mg,效果最佳,并且添加量相對較少,對抑制環(huán)丁砜受熱分解的作用最好。0.00 0.050.10 0.15 0.20 0.25m(H)/參考文獻(xiàn): .圖3 H對環(huán)丁砜穩(wěn)定性的影響Fig.3 ffect of H on the stability of sulfolane[1] 楊華.環(huán)丁砜生產(chǎn)應(yīng)用與開發(fā)前景[J].化工中間體,由圖3可知,當(dāng)加人H較少時(shí),硫酸鋇沉淀最2005 ,18(1) :9-13.與SO2釋放量較多,當(dāng)投加量增加為0.12 g時(shí),硫[2]侯祥麟.中國煉油技術(shù)[M].北京:中國石化出版社,1991 :184-194.酸鋇沉淀量與SO2釋放量最少,SO2釋放量為3] 趙國雄.芳烴抽提裝置溶劑環(huán)丁砜劣化因素探討[J].19.23mg,說明堿性添加劑H使環(huán)丁烯砜等雜質(zhì)發(fā)石油煉制與化工, 1994 ,25(5) :44484生聚合或分解;繼續(xù)增加投加量時(shí),硫酸鋇沉淀量與4] 張靜軒.環(huán)丁砜的改質(zhì)及其在芳烴抽提裝置上的應(yīng)用SO2釋放量增加。實(shí)驗(yàn)說明,當(dāng)H加入量為環(huán)丁砜[J].石油煉制與化工,1994 ,25(11) :26-29.的0.12%時(shí),對抑制環(huán)丁砜受熱分解的作用最好，[5]楊金根, 黃祖耀,李義淵,等.環(huán)丁砜溶劑熱穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)效果最佳。研究[J].華東化工學(xué)院學(xué)報(bào),1996,19(3) :285-288.由圖4可知,當(dāng)加人0.15 g2-+.B即投加量為環(huán)[6] LalR K J,Bhet sc T. Poces lor tbe puifcacion reger.丁砜的0. 15%時(shí),在抑制環(huán)丁砜熱分解過程中起到eration of contaminated or spent process sulfolane: US,了提高了C- -S鍵的斷裂活化能,對抑制環(huán)丁砜受5053137[P].1991 -10.01熱分解的作用最好,硫酸鋇沉淀量與S0,釋放量最[7]中國煤化工是溶劑環(huán)丁砜保護(hù)少,SO2釋放量為16. 48 mg,但添加劑投加量較多。5HC N M H G(5):16-19.[8]米多.芳烴抽提裝置中碳鋼設(shè)備腐蝕原因分析與措施[J].腐蝕與防護(hù),2010,31(3) :239-241.