改善环丁砜溶剂热稳定性添加剂研究

摘要

环丁砜是芳烃抽提工艺中理想的溶剂，因其具有较高的芳烃收率，便于两相分离和溶剂回收。但环丁砜的劣化一直是芳烃抽提工艺中未有效解决的问题，广泛应用的减压蒸馏法再生环丁砜贫溶剂和添加单乙醇胺中和溶剂酸性的方法目前不能有效去除酸性杂质，还会生成胺盐沉淀，影响芳烃抽提率。离子树脂交换再生劣化环丁砜的方法针对劣化后的环丁砜，溶剂损失量大，污染环境。研究环丁砜的劣化机理并采用新的防止劣化对策，对于环丁砜的工业应用以及芳烃生产具有极其重要的意义。
　　 本文通过研究环丁砜劣化的化学过程，对其劣化机理提出了新的观点。在找到环丁砜劣化原因的基础上，于环丁砜溶剂中加入一种添加剂，添加剂的重要功能就是改善和提高环丁砜溶剂在较高温度下的热稳定性和抗氧化性能，最大限度的阻止其劣化。确定了适合的添加剂和添加量，考察了添加剂对环丁砜劣化的影响，评价了加入添加剂的环丁砜的抽提性能，比较了几种环丁砜对芳烃的溶解能力，讨论了添加剂与单乙醇胺混合使用对环丁砜热稳定性、抽提性的改善情况。研究结果表明：
　　 1)过高的温度、过多的含水量、微量氧的存在及新鲜环丁砜中微量杂质如环丁烯砜等都是影响环丁砜劣化的因素。过高的温度加速环丁砜的劣解；过多的含水量明显降低环丁砜的热稳定性；环丁烯砜影响环丁砜溶液的酸值，所产生的酸性物质使得环丁砜劣化反应正方向进行，劣化加剧。固体碱吸附再生技术能有效稳定再生环丁砜体系的pH值，减少环丁砜的损失，明显改善因环丁砜劣化产生的环境污染问题。
　　 2)添加剂的加入能有效地改善环丁砜的热稳定性。添加剂对新鲜环丁砜的抗氧化作用优于对劣化环丁砜的抗氧化作用，对劣化环丁砜的再劣化也有一定抑制作用。500 ppm胺类添加剂和复合胺类添加剂最有效的抑制环丁砜溶剂的降解，提高环丁砜溶剂的热稳定性。
　　 3)设备腐蚀率随着环丁砜溶剂pH值的减小急剧增加。胺类添加剂的加入能很好地减缓pH值的下降，降低环丁砜溶剂对金属材料的腐蚀。腐蚀率实验从另一角度表明添加剂的加入不仅抑制了环丁砜溶剂pH值的降低，而且增强了环丁砜的抗氧化性能，提高了环丁砜的热稳定性能。
　　 4)含添加剂的环丁砜在含水量相同的条件下，其热稳定性较普通环丁砜有一定的提高，添加剂的加入抑制了环丁砜的劣化，其抗氧化作用明显生效，添加剂的加入降低了微量氧对环丁砜氧化作用。
　　 5)添加剂对新鲜环丁砜抽提能力无显著影响。含添加剂的环丁砜单次或多次劣化后，其抽提能力也未明显下降，说明添加剂阻止了环丁砜的劣化，稳定了环丁砜的抽提能力。添加剂作用于ROO·，终止连锁反应，大大削弱微量氧的作用，中断了环丁砜的劣化过程。