способ получения депрессатора для нефтепродуктов

Формула изобретения

Способ получения депрессатора для нефтепродуктов путем взаимодействия синтетических жирных кислот фракции C₂₁-C₂₅ и полиэтиленполиаминов, отличающийся тем, что продукт взаимодействия синтетических жирных кислот фракции C₂₁-C₂₅ и полиэтиленполиаминов дополнительно подвергают конденсации с толуилендиизоцианатом при мольном соотношении исходных компонентов соответственно (1,18-2,6):1,0:(0,1-2,5).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химмотологии топлив и масел и может быть использовано для снижения температуры застывания нефтепродуктов.

Для снижения температуры застывания парафинистых нефтей и нефтепродуктов используются различные депрессорные присадки, называемые также депрессаторами. В качестве депрессаторов находят применение многие низкомолекулярные и полимерные органические соединения. Наибольшее распространение имеют промышленные алкилароматические депрессорные присадки (депрессатор АзНИИ, АФК, парафлоу, сантопур), полиметакрилатные (ПМА-Д), сополимеры этилена и винилацетата и др. [1] /Тертерян Р.А. "Депрессорные присадки к нефтям, топливам и маслам", М., "Химия", 1990, с. 238/.

Наиболее близким к заявленному изобретению того же назначения по совокупности признаков является способ получения депрессорных присадок для нефтепродуктов, представляющих собой амиды синтетических жирных кислот (СЖК) фракции С_21-25 и полиэтиленполиаминов (ПЭПА) [2]. Присадки получают взаимодействием синтетических жирных кислот и полиэтиленполиаминов при их массовом соотношении соответственно (2,5-7,0):1,0. Амиды СЖК и ПЭПА эффективны в качестве депрессаторов в нефтепродуктах при концентрации 0,1-2,0 мас.% [2] /пат. РФ 2106395, С 10 M 149/14, 1998/.

Амиды синтетических жирных кислот фракции C_21-25 и полиэтиленполиаминов отличаются недостаточно высокой депрессией температуры застывания в дизельных топливах.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является улучшение низкотемпературных свойств дизельного топлива.

Поставленную задачу можно решить за счет достижения технического результата, который заключается в повышении депрессии температуры застывания дизельного топлива.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно способу получения депрессорной присадки к нефтепродуктам путем взаимодействия синтетических жирных кислот фракции C₂₁-C₂₅ и полиэтиленполиаминов, полученные амиды дополнительно подвергают конденсации с толуилендиизоцианатом (ТДЦ) при мольном соотношении синтетические жирные кислоты: полиэтиленполиамины: толуилендиизоцианат (1,18-2,6):1,0:(0,1-2,5). Введение дополнительной стадии конденсации амидов синтетических жирных кислот фракции C₂₁-C₂₅ и полиэтиленполиаминов с толуилендиизоцианатом одновременно с повышением вязкости присадок, предположительно, позволяет достичь более высокой молекулярной массы синтезируемых присадок, что, по литературным данным, должно приводить к снижению их расхода для достижения того же депрессорного эффекта. Известно, что толуилендиизоцианат очень реакционноспособное вещество, поэтому при получении депрессорных присадок по заявляемому способу вторую стадию образования полиамидоуретанов можно вести при низких температурах в течение малого времени, что позволит заметно улучшить свойства синтезируемых присадок и снизить температуру застывания дизельного топлива.

Для получения депрессорных присадок используют синтетические жирные кислоты фракции C₂₁-C₂₅ со следующими свойствами: кислотное число 180 мг КОН/г; эфирное число 5,6 мг КОН/г; температура плавления +55^oС. Синтетические жирные кислоты фракции С₂₁-С₂₅ соответствуют требованиям ТУ 3810716-75. Полиэтиленполиамины имеют следующие свойства: массовая доля общего азота 30%; массовая доля третичных аминогрупп 7%; массовая доля кубового остатка, кипящего выше 200^oС 72,2%; массовая доля фракции, отгоняемой при остаточном давлении 1,3 кПа в температурных пределах: а) до 75^oС - следы; б) от 75 до 200^oС - 25,5%. Полиэтиленполиамины соответствуют требованиям ТУ 113-38-95-90. Толуилендиизоцианат имеет следующие свойства: молекулярная масса 174,2; плотность при 20^oС - 1,217 кг/м³; показатель преломления при 25^oС - 1,5658; температура плавления 21,8^oС; температура кипения 147-148^oС. Другие продукты, используемые для получения депрессорных присадок - этиленгликоль и о-ксилол - реактивной чистоты с физико-химическими свойствами, близкими к литературным данным.

Предлагаемый способ осуществляют в две стадии.

На первой стадии в реактор загружают синтетические жирные кислоты и полиэтиленполиамины, взятые в мольном соотношении от 1,66:1,0 до 2,6:1,0. Реакцию ведут 6-12 ч при температуре 198^oС с полной отгонкой реакционной воды из реактора вакуумным насосом. На второй стадии в реактор загружают толуилендиизоцианат от 0,1 до 2,5 моль (на полиэтиленполиамины) и депмасло 4-ой фракции в качестве растворителя (90 мас.% от суммы всех загруженных реагентов и растворителя). Реакцию проводят при температуре 144^oС с постоянным перемешиванием реакционной массы. Время протекания конденсации с толуилендиизоцианатом 2 ч. Для готовых депрессорных присадок определяют вязкость при температуре 70^oС. Эффективность присадок в качестве депрессаторов проверяют в дизельном топливе. Присадку вводят в нефтепродукт, подвергают смесь термообработке при +80^oС и перемешиванию до полного растворения депрессора и определяют температуру застывания дизельного топлива по ГОСТу 20287-91. Температура застывания дизельного топлива с присадкой, полученной по предлагаемому способу, ниже, чем дизельного топлива без присадки и с присадкой, полученной по известному способу.

Пример. 1,32 г (0,0043 моль) синтетических жирных кислот фракции C₂₁-С₂₅ и 0,29 г (0,002 моль) полиэтиленполиаминов загружают в реактор и кипятят 9 ч при температуре 198^oС отгоняя реакционную воду из реактора в ловушку Дина-Старка. Мольное соотношение синтетических жирных кислот и полиэтиленполиаминов в загрузке соответственно 2,13:1,0. На второй стадии добавляют 0,35 (0,002 моль) толуилендиизоцианата и 17,55 г депмасла 4-ой фракции в качестве растворителя (90% от суммы загрузки всех реагентов и растворителя). Реакцию проводят при температуре 144^oС в течение 2 ч с постоянным перемешиванием. Мольное соотношение компонентов синтетические жирные кислоты: полиэтиленполиамины: толуилендиизоцианат соответственно 2,13:1,0:1,0. Полученная присадка имеет вязкость 38,7 мм²/с при 70^oС.

Подобным образом получают присадки при следующих мольных соотношениях СЖК:ПЭПА:ТДЦ = 2,60:1,0:1,0,

2,13:1,0:1,0,

1,66:1,0:0,75.

Условия синтеза предлагаемых депрессаторов представлены в табл.1.

В компонент дизельного топлива с температурой застывания минус 16^oС, плотностью 813 кг/м³ при 20^oС, вязкостью 2,41 мм²/с при 20^oС вводят 0,005, 0,025, 0,1, 0,2 мас.% предлагаемой присадки. Смесь депрессорной присадки и дизельного топлива подвергают нагреванию при перемешивании до полного растворения депрессора и определяют температуру застывания при понижении температуры по ГОСТу 20287-91. Полученные результаты представлены в табл.2. Для сравнения в табл.2 приведены результаты по температуре застывания дизельного топлива в соответствии с прототипом.

Данные табл.2 показывают, что присадки, полученные по предлагаемому способу, т.е. взаимодействием синтетических жирных кислот, полиэтиленполиаминов и толуилендиизоцианата эффективнее присадок, полученных по прототипу, т.е. взаимодействием синтетических жирных кислот и полиэтиленполиаминов. Максимальная депрессия температуры застывания дизельного топлива по прототипу не превышает - 3^oС при содержании присадки 0,2 мас.% (синтез 5). В то же время в присутствии присадок, полученных по предлагаемому способу, депрессия температуры застывания составляет от 5^oС (мольное соотношение СЖК:ПЭПА:ТДЦ соответственно 2,6: 1,0: 1,0 при содержании присадки 0,005 мас.%) до 24^oС (мольное соотношение СЖК:ПЭПА:ТДЦ соответственно 2,13:1,0:1,0 при содержании присадки 0,1 мас.%). При других концентрациях присадок положительный эффект по депрессии температуры застывания сохраняется.

Данные табл. 1 подтверждают высокую реакционную способность толуилендиизоцианата. Для проведения второй стадии синтеза присадок в присутствии толуилендиизоцианата достаточно температуры 144^oС и времени реакции два часа. При этом достигается достаточно высокая вязкость присадок 27,9-95,1 мм²/с.

Таким образом:

- введение дополнительной стадии конденсации амидов синтетических жирных кислот фракции С₂₁-С₂₅ с толуилендиизоцианатом приводит к получению присадок с высокой вязкостью, а следовательно, и с более высокой молекулярной массой, что позволяет достигать высокого депрессорного эффекта при малом расходе присадок;

- при получении депрессорных присадок по заявляемому способу вторую стадию образования полиамидоуретанов можно вести при низкой температуре в течение малого времени;

- дополнительная конденсация амидов синтетических жирных кислот с толуилендиизоцианатом позволяет получать высокоэффективные депрессорные присадки для дизельных топлив.