一種咪唑啉衍生物及其制備方法和含有該化合物的用于石油煉制的助劑的制作方法

專利名稱：一種咪唑啉衍生物及其制備方法和含有該化合物的用于石油煉制的助劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種咪唑啉衍生物及其制備方法和含有該化合物的用于石油煉制的助劑。 近年來，我國原油性質日趨重質化，催化劑選擇性變差，使焦炭、干氣產率增加，而 高含硫、酸的原油不僅引起設備的腐蝕、影響安全、平穩、長周期的生產，也造成了大氣污 染。在FCC工藝中，煉油廠要追求最大經濟效益，則需延長操作周期，盡可能提高總液收，降 低油漿、焦炭產率。而隨著環保要求的呼聲日趨高漲，煉油廠必須降低尾氣排放中的有害 物。為達此目的，煉油廠需采用高性能的催化劑，提高其活性、選擇性，改進設備，采用高效 霧化噴嘴，快速分離，高效、完全再生。但這兩項投資較大，在CN1429881A中介紹了一種嵌 段聚醚類強化劑，該劑可提高總液收，改善產品分布，但其功能單一。在現有技術中，前蘇聯 在這方面的報道較多，但其助劑加入量較大，相應的減少了生產能力，降低了經濟效益。綜 合現有文獻及專利的共同特點，可以發現，盡管現有技術的發展力求做到一劑多效，但仍存 在很大局限，功能較單一。而在工業應用中，一套作業流程中要面對的問題卻是多方面的， 須同時克服。

發明內容
本發明的目的在于解決現有的原油煉制技術中助劑的功能單一，更好的改善原油
煉制過程中的霧化效果、降低干氣產率、提高總液收，提高設備的防腐能力，從而提供一種
咪唑啉衍生物及其制備方法和含有該咪唑啉衍生物的用于石油煉制的助劑。 本發明的技術解決方案是 —種結構通式為(I)的咪唑啉衍生物 其中，R表示通式為_CnHm有機酸烷基鏈，n > 12， m = 2n-l ; R'表示通式為_(CH2CH2NH)n—#的胺基，n > 2的整數。 上述的結構通式為(I)的咪唑啉衍生物中的R表示C12 C17的烷基。 上述的結構通式為(I)的咪唑啉衍生物中的R表示C17的烷基。 上述的結構通式為(I)的咪唑啉衍生物中的R' = _CH2CH2NH2，-CH2CH2NHCH2CH2NH，
_(CH2CH2NH)n—iCH^^NH^n > 3的整數，或_CH2CH20H。 —種將上述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物與改性羧酸反應得到的結構通式 為(II)的化合物:
背景技R
—N 其中，R表示通式為_CnHm有機酸烷基鏈，n > 12， m = 2n_l ; R'表示CH廠CH廠O-CO-Rp &為改性羧酸烷基鏈。 上述的結構通式為(II)的化合物中的R表示C12 C17的烷基。 上述的結構通式為(II)的化合物中的R表示C17的烷基。 上述的改性羧酸是丙烯酸。 上述的結構通式為(II)的化合物中的&表示丙烯基。 —種將上述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物中與環氧乙烷反應得到的結構通
式為(III)的化合物
1^N 其中，R表示通式為-(;ii有機酸烷基鏈，其中，n > 12， m = 2n_l ; R'表示(-CH2-CH2-0-)n的羥基，n = 3 9的整數。 上述的結構通式為(III)的化合物中的R表示C12 C17的烷基。 上述的結構通式為(III)的化合物中的R表示Cu的烷基即具有17個碳原子的烷基。 上述的C12 C17的烷基表示就具有12 17個碳原子的烷基。
—種制備上述的結構通式為(I)的咪唑啉衍生物的方法，其特殊之處在于，按摩 爾比l : 1.0稱取多胺和有機酸于反應釜中，開啟攪拌，油浴加熱，升溫至120 15(TC，抽 真空，緩慢升溫至220 25(TC，持續時間約為5小時，冷卻。 上述的有機酸為十二烯酸、十四烯酸、環烷酸、油酸，有機酸為油酸時，結構通式為 (I)中的1 = (:17烷基即具有17個碳原子的烷基；有機酸為環烷酸時，結構通式為(I)中的
尺=(:17環烷基；有機酸為十二烯酸時、結構通式為(I)中的R表示Q烷基；有機酸十四烯
酸時，結構通式為(I)中的R表示Cm焼基即具有14個碳原子的烷基。 上述的多胺是二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺或羥乙基二胺。 —種制備上述的結構通式為(II)的化合物的方法，其特殊之處在于，將結構通式
為(i)的咪唑林衍生物與一種改性羧酸、按摩爾比i : i.o反應，先將結構通式為(i)的咪
唑林衍生物加入反應釜中，加熱至60 80°C時，滴加所述的改性羧酸，在20 40分鐘內滴 加完畢，然后在100 13(TC持續反應2 3小時，冷卻。 —種制備上述的結構通式為(III)的化合物的方法，其特殊之處在于，將結構通
式為(i)的咪唑林衍生物與環氧乙烷以質量比i : i i : 3反應，先將結構通式為(i)
的咪唑林衍生物加入反應釜中，再將環氧乙烷緩慢投加，反應溫度為120 14(TC，壓力為 0. 4Mpa，壓力至常壓時，反應結束，真空脫水即可。 —種用于石油煉制的助劑，其特殊之處在于該助劑是結構通式為(IV)的化合物
(!!!)<formula>formula see original document page 6</formula> 其中，R表示通式為_CnHm的有機酸烷基鏈，其中，n > 12的整數，m = 2n_l ;R'
表示-CH2CH2NH2 ;-CH2CH2NHCH2CH2NH ;-(CH2CH2NH)n—iCH^^NH^ n > 3的整數；_CH2CH20H ;
CH^CHfO-CO-Rp &表示丙烯基；或(_CH2-CH2-0-)n， n = 3 9的整數。 上述的助劑中R優選C12 C17的烷基，即具有12 17個碳原子的烷基。 將結構通式為(I)的咪唑林衍生物作為催化裂化加工過程中乳化劑的應用。 將結構通式為(II)的化合物作為石油煉制過程中的設備的緩蝕劑的應用。 將結構通式為(III)的化合物作為石油煉制過程中的設備的緩蝕劑的應用。 —種用于石油煉制的乳化劑，其特殊之處在于，該助劑的重量百分比組成是結構
通式為(I)咪唑林衍生物2% 10% ;鈍化劑0% 50% ;溶劑65% 95%。 —種用于石油煉制的緩蝕劑，其特殊之處在于，該緩蝕劑的重量百分比組成是結
構通式為(II)的化合物2% 10% ;中和胺0% 30% ;水65% 95%。
上述的用于石油煉制的緩蝕劑的重量百分比組成還可以是結構通式為(III)的
化合物2% 10% ;中和胺0% 30% ;水65% 95%。 本發明的結構通式為(I)咪唑林衍生物由于其具有優良的表面活性可使原油充 分乳化，從而提升噴嘴霧化效果，抑制膠質生成，降低催化劑上積炭的生成，從而有利于降 低干氣和提高總液收；結構通式為(II)或(III)的化合物由于其具有優良的成膜性，將其 用于石油加工過程中設備的防腐。因此，用發明的結構通式為(I)咪唑林衍生物或結構通 式為(II)或(III)制成的石油加工過程中的多功能助劑，具有很好的霧化效果和防腐性 能，從而減少對設備的性能要求、延長設備使用壽命。
具體實施例方式結構通式為(I)的咪唑啉衍生物的制備 按摩爾比l : l.O稱取多胺和有機酸于反應釜中，開啟攪拌，油浴加熱，升溫至 120 150。C，抽真空，約5小時內緩慢升溫至220 250。C，冷卻。 上述的有機酸為十二烯酸、十四烯酸、環烷酸、油酸，有機酸為油酸時，結構通式為
(i)中的1 = (:17烷基；有機酸為環烷酸時，結構通式為(i)中的1 = (:17環烷基；有機酸為
十二烯酸時、結構通式為(I)中的R表示Q烷基；有機酸十四烯酸時，結構通式為(I)中的
R表不C14院基。 上述的多胺是二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺或羥乙基二胺，此時，結構通
式為(I)中R'表示乙胺基、二乙胺基、多乙胺基或羥乙基。
制備結構通式為(II)的化合物將結構通式為(I)的咪唑林衍生物與至少一種改性羧酸、按摩爾比i : i.o反應，
先將權利要求1所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物加入反應釜中，加熱至60 80°C 時，滴加所述的改性羧酸，在20 40分鐘內滴加完畢，然后在100 13(TC持續反應2 3 小時，冷卻。
上述的改性羧酸是丙烯酸，此時，結構通式(II)中的&表示丙烯基。
制備結構通式為(III)的化合物 將結構通式為(i)的咪唑林衍生物與環氧乙烷以質量比i : i i : 3于反應，
先將權利要求1所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物加入反應釜中，再將環氧乙烷緩慢
投加，反應溫度為120 14(TC，壓力為0. 4Mpa，壓力至常壓時，反應結束，真空脫水即可。 結構通式(III)中的R，表示(_CH2-CH2-0-)n， n = 3 9的整數，n的取值決定于
反應物中環氧乙烷的量的多少，環氧乙烷的反應量多則n的取值大。 結構通式為(I)咪唑林衍生物用于石油煉制的乳化劑 例1 :結構通式為(I)咪唑林衍生物8% ;鈍化劑35% ;柴油57%。 該劑用于某煉廠催化裂化裝置，加劑量30卯m，總液收提高1.08X，積炭降低
37%。
例2 :結構通式為(I)咪唑林衍生物10% ;鈍化劑20% ;柴油70%。 該劑用于某煉廠催化裂化裝置，加劑量50卯m，總液收提高1.29X，積炭降低
25%。
結構通式為(II)的化合物作為石油煉制過程中的設備的緩蝕劑的應用
例3 :結構通式為(II)的化合物5% 中和胺28% 水66% 該劑用于常減壓冷凝冷卻系統，加劑量20卯m，污水中[Fe2+]《3卯m，達到企業標 準，緩蝕率為92%。
例4 :結構通式為(II)的化合物7% 中和胺18% 水75% 該劑用于催化裂化裝置，加劑量20卯m，污水中[Fe2+]《3ppm，達到企業要求，緩蝕
率為93. 5%。 結構通式為(III)的化合物作為石油煉制過程中的設備的緩蝕劑的應用 例5 :結構通式為(III)的化合物4% 中和胺30% 水65%該劑用于
常減壓冷凝冷卻系統，加劑量25卯m，污水中[Fe2+]《3卯m，達到企業標準，緩蝕率為92% 。
例6 :結構通式為(III)的化合物8% 中和胺15%水77% 該劑用于加氫裂化裝置，加劑量30卯m，污水中[Fe2+]《3ppm，達到企業要求，緩蝕 率為93. 5%。
權利要求
一種結構通式為(I)的咪唑啉衍生物其中，R表示通式為-CnHm有機酸烷基鏈，n≥12的整數，m＝2n-1；R’表示通式為-(CH2CH2NH)n-1H的胺基，n≥2的整數。F2008102319054C0000011.tif
2. 如權利要求l所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物，其中R表示C^ (^的烷基。
3. 如權利要求1或2所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物，其中R' = _CH2CH2NH2，-CH2CH2NHCH2CH2NH， _(CH2CH2NH)n—iCH^^NH^ n > 3的整數，或_CH2CH20H。
4. 一種將權利要求1或2所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物與改性羧酸反應得到 的結構通式為(n)的化合物其中，R'表示CH廠CH廠O-CO-Rp &為改性羧酸烷基鏈。
5. 如權利要求4所述的將權利要求1或2所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物與改 性羧酸反應得到的結構通式為(IT)的化合物，其特征在于所述改性羧酸為丙烯酸，所述Ri表示丙烯基。
6. —種將權利要求1或2所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物與環氧乙烷反應得到 的結構通式為(m)的化合物其中R'表示(_CH2-CH2-0-)n， n = 3 9的整數。
7. —種制備權利要求l所述的結構通式為(I)的咪唑啉衍生物的方法，其特征在 于按摩爾比l : l.O稱取多胺和有機酸于反應釜中，開啟攪拌，油浴加熱，升溫至120 15(TC，抽真空，約5小時內緩慢升溫至220 25(TC，之后冷卻。
8. —種制備權利要求4所述的結構通式為(n)的化合物的方法，其特征在于將權利要求i所述的結構通式為(i)的咪唑林衍生物與一種改性羧酸、按摩爾比i : i.o反應，先將權利要求l所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物加入反應釜中，加熱至在60 8(TC 時，滴加所述的改性羧酸，在20 40分鐘內滴加完畢，然后在100 13(TC持續反應2 3 小時，冷卻。
9. 一種制備權利要求6所述的結構通式為(m)的化合物的方法，其特征在于將權利要求i所述的結構通式為(i)的咪唑林衍生物與環氧乙烷以質量比i : i i : 3反應，先將權利要求1所述的結構通式為(I)的咪唑林衍生物加入反應釜中，再將環氧乙烷緩慢投加，反應溫度為120 140°C ，壓力為0. 4Mpa，壓力至常壓時，反應結束，真空脫水即可。
10. —種用于石油煉制的助劑，其特征在于該助劑是結構通式為(IV)的化合物(!!!)其中，R表示C12 C17的烷基；R'表示-CH2CH2NH2 ;_CH2CH2NHCH2CH2NH ;-(CH2 CH2NH)n—,H2CH2叫、n > 3的整數；_CH2CH20H ;CHrCH^O-CO-I^， 1^表示丙烯基； 或(_CH2-CH2-0-)n， n = 3 9的整數。
全文摘要
本發明涉及一種結構通式為(I)的咪唑啉衍生物，其中R表示通式為-CnHm有機酸烷基鏈，n≥12的整數，m＝2n-1；R’表示通式為-(CH2CH2NH)n-1H的胺基，n≥2的整數。本發明還涉及結構通式為(I)的咪唑林衍生物的制備方法，以該咪唑林衍生物為原料和改性羧酸或環氧乙烷分別制備結構通式為(II)、(III)的化合物，以及用于石油煉制的助劑。本發明具有很好的霧化效果和防腐性能，石油煉制中可使原油充分乳化，從而提升噴嘴霧化效果，抑制膠質生成，降低催化劑上積炭的生成，從而有利于降低干氣和提高總液收，減少對設備的性能要求、延長設備使用壽命。
文檔編號C10G75/02GK101723899SQ20081023190
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月27日 優先權日2008年10月27日
發明者黨土利, 惠恭讓, 楊亞妮, 王育斌 申請人:西安萬德化工有限公司