專利名稱：一種重油改性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重油改性的新方法，通過(guò)硝化反應(yīng)、還原反應(yīng)兩步法實(shí)現(xiàn)重油的 改性。
背景技術(shù)：
近年來(lái)許多學(xué)者對(duì)重油改性的方法及工藝做了大量研究，并有數(shù)項(xiàng)專利出現(xiàn)。其 中主要思路為對(duì)重質(zhì)油進(jìn)行乳化、氧化以及輕質(zhì)化生產(chǎn)燃料油。
專利CN1270985提供的重油改性的方法是連續(xù)式重質(zhì)油乳化工藝，流程為重質(zhì) 油由預(yù)熱，過(guò)濾，與水、表面活性劑混合進(jìn)入高速乳化勻質(zhì)機(jī)乳化，高速乳化勻質(zhì)機(jī) 是由電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)主軸上的三級(jí)蝸片狀輪葉作高速旋轉(zhuǎn)，使油水產(chǎn)生巨大離心力從 而互相滲透穿插實(shí)現(xiàn)顆粒細(xì)化的高質(zhì)乳化過(guò)程。此方法是將重質(zhì)油高速乳化，但重質(zhì) 油的成分沒(méi)有發(fā)生改變，重質(zhì)油的改性不完全。
專利CN101007970提供的重油改性的方法是由重油、柴油、乳化劑、含苯化合 物、含苯胺的印染工廠工業(yè)廢水及磷酸按一定配比加料，在四個(gè)串聯(lián)的噴霧混合乳化 器中順序進(jìn)行四步反復(fù)循環(huán)噴霧混合乳化及過(guò)濾制得改性重油。此發(fā)明是通過(guò)循環(huán)乳 化的方法生產(chǎn)燃料油，但其乳化工藝復(fù)雜，工業(yè)投資成本較高。
專利CN1415699提供的瀝青氧化改性的方法是首先將空氣以微小的氣泡形式分 散在瀝青原料中，然后進(jìn)入瀝青氧化裝置，優(yōu)選采用靜態(tài)合器將空氣分散在瀝青原料 中。此方法更好的改進(jìn)了瀝青的氧化過(guò)程，但生產(chǎn)出的氧化瀝青只能作為道路瀝青使 用，使用范圍較窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種與上述專利方法完全不同的重油改性的 新方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)路線是通過(guò)硝化、還原兩步法實(shí)現(xiàn)對(duì)重質(zhì)油的 改性。分別以濃硝酸、發(fā)煙硝酸或混酸(濃硝酸與濃硫酸的混合物)為硝化劑，以重 油(例如常壓渣油，減壓渣油或?yàn)r青等)為被硝化物進(jìn)行硝化反應(yīng)生產(chǎn)硝化重油。然后利用還原劑將硝基基團(tuán)還原為胺基基團(tuán)。
具體技術(shù)方案是首先用溶劑溶解重油，溶劑包括C3 U的正構(gòu)和異構(gòu)垸烴、含 芳烴類溶劑(例如吡啶、哌啶等)、酮類溶劑、醇類溶劑、醚類溶劑、質(zhì)子溶劑(例 如二甲亞砜、碳酸二甲酯、環(huán)丁砜等)、四氫呋喃、汽油、煤油、柴油以及各種型號(hào) 的燃料油和溶劑油。將重油溶解后，重油與溶劑呈液相，然后與硝化劑混合，進(jìn)行硝 化反應(yīng)。重油中以芳香環(huán)居多，根據(jù)動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果，芳環(huán)上的硝化是親電取代反應(yīng)， 硝化的主要活潑物種是硝基正離子(N(T)。芳烴混酸硝化的反應(yīng)速度決定于芳烴和硝
化劑的濃度。是N(T向芳烴首先發(fā)生親電攻擊生成r配合物，然后轉(zhuǎn)變成o配合物， 最后脫去質(zhì)子得到硝化產(chǎn)物。通常，o配合物的形成為控制步驟。
將硝化重油與鐵屑混合，在-2(TC 150'C進(jìn)行還原反應(yīng)，以鐵屑作還原劑將硝基
轉(zhuǎn)化為胺基。
本發(fā)明由于采用硝化、還原兩步法實(shí)現(xiàn)對(duì)重質(zhì)油的改性，得到的改性重油具有其 特殊的性能。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本法的改性重油更易乳化，投資成本低，改性重油的 用途更加廣泛，可以作為一種高分子吸水材料或乳化材料工業(yè)應(yīng)用，還可以作為油田 驅(qū)油用添加劑，也可以作為一種固體燃料工業(yè)應(yīng)用，亦可以作為原料與環(huán)氧化合物生 成環(huán)氧樹(shù)脂，作為原料與醛類生成高分子樹(shù)脂，甚至還可以作為極性物質(zhì)的萃取劑。


附圖1是硝化反應(yīng)裝置和還原反應(yīng)裝置示意圖。
其中，1-玻璃塞；2-滴液漏斗；3-冷凝管；4-電動(dòng)攪拌；5-三口燒瓶；6-恒溫水 浴鍋。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。
如附圖1所示，通過(guò)設(shè)定恒溫水浴6保持水溫恒定(30°C)，三口燒瓶中加入被 溶劑溶解過(guò)的重油，然后通過(guò)滴液漏斗2滴加硝化劑，邊滴加硝化劑邊打開(kāi)電動(dòng)攪拌 機(jī)4，滴加完畢后繼續(xù)攪拌，攪拌3小時(shí)后停止電動(dòng)攪拌機(jī)，取出反應(yīng)物，通過(guò)離心 分離機(jī)分離出產(chǎn)物中的水分，得到硝化重油。
設(shè)定恒溫水浴6保持水溫恒定，三口燒瓶中按一定比例加入被溶解過(guò)的硝化重油 和還原劑，打開(kāi)電動(dòng)攪拌機(jī)4，攪拌3小時(shí)后停止電動(dòng)攪拌機(jī)，取出反應(yīng)物，通過(guò)離 心分離機(jī)分離出產(chǎn)物中的水分，得到胺化重油。實(shí)施例1:
如附圖l所示流程，3(TC溫度下，以四氯化碳為溶劑，濃硝酸為硝化劑硝化減壓 渣油，四氯化碳用量135克，減壓渣油用量為90克，濃硝酸用量為90克，攪拌時(shí)間 為3小時(shí)，靜置3小時(shí)，離心分離出水分，得到的硝化產(chǎn)物中氮元素含量提高了 2. 20%。
實(shí)施例2:
如附圖l所示流程，3(TC溫度下，以四氯化碳為溶劑，發(fā)煙硝酸為硝化劑硝化減 壓渣油，四氯化碳用量135克，減壓渣油用量為90克，發(fā)煙硝酸用量為90克，攪拌 時(shí)間為3小時(shí)，靜置3小時(shí)，離心分離出水分，得到的硝化產(chǎn)物中氮元素含量提高了 3. 19%。
實(shí)施例3:
如附圖l所示流程，60。C溫度下，以四氯化碳為溶劑，鐵屑為還原劑還原硝化渣 油，四氯化碳用量135克，硝化渣油用量為90克，鐵屑用量為90克，攪拌時(shí)間為3 小時(shí)，得到胺化渣油，通過(guò)胺化渣油一醋酸一水溶液的液液相平衡實(shí)驗(yàn)，得到醋酸在 兩相中的分配系數(shù)達(dá)到O. 248。
權(quán)利要求
1. 一種重油改性的方法，其特征是通過(guò)硝化反應(yīng)、還原反應(yīng)兩步法將重油改性，首先用溶劑溶解重油，然后通過(guò)硝化劑在-20℃～150℃下將重油硝化，生成硝化重油，硝化劑包括濃硝酸、發(fā)煙硝酸以及濃硫酸和濃硝酸的混合酸，最后用鐵屑作還原劑在-20℃～150℃下將硝基還原為胺基，生成胺化重油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的重油改性方法，其特征是所說(shuō)的重油包括常壓渣油、 減壓渣油、瀝青以及瀝青質(zhì)含量超過(guò)40%的重質(zhì)原油。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油改性方法，其特征是所說(shuō)的溶劑包括C3 U的 正構(gòu)和異構(gòu)烷烴、含芳烴類溶劑、酮類溶劑、醇類溶劑、醚類溶劑、質(zhì)子溶劑、四氫 呋喃、汽油、煤油、柴油、燃料油和溶劑油。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的重油改性方法，其特征是所說(shuō)的質(zhì)子溶劑包括二甲 亞砜、碳酸二甲酯和環(huán)丁砜。
全文摘要
本發(fā)明涉及重油的一種改性方法。以重油為原料，通過(guò)硝化反應(yīng)、還原反應(yīng)兩步法實(shí)現(xiàn)重油的改性。首先用硝化劑將重油硝化，將硝基基團(tuán)引入到重油中生成硝化重油。然后以硝化重油為原料，通過(guò)還原劑將引入的硝基還原為胺基，生成胺化重油，此為重油的改性過(guò)程。硝化重油極易乳化，可以作為一種高分子吸水材料或乳化材料工業(yè)應(yīng)用，硝化重油還可以作為一種固體燃料和油田驅(qū)油用添加劑。胺化重油可以作為一種高分子吸水材料或乳化材料工業(yè)應(yīng)用，也可以作為原料與醛類生成高分子樹(shù)脂，與環(huán)氧化合物反應(yīng)生成環(huán)氧樹(shù)脂，胺化重油還可以作為一種固體燃料和極性物質(zhì)的萃取劑。
文檔編號(hào)C10G29/00GK101434857SQ20081023768
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者張有政, 李青松, 王云芳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)