復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑及其生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)工藝依次包括下述步驟：(1)將異辛醇和環(huán)己醇(或正丁醇)按比例進(jìn)行混合配成混合醇；(2)將發(fā)煙硝酸和濃硫酸、混合醇分別同時(shí)按比例用計(jì)量泵送入微通道反應(yīng)器里進(jìn)行反應(yīng)；(3)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗產(chǎn)品罐；(4)粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：(1)產(chǎn)品的安全系數(shù)高，產(chǎn)品的爆炸敏感性低于其中任何一種單一改進(jìn)劑；(2)產(chǎn)品的添加效果好；(3)微通道反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，易操作、能耗低、安全可靠、生產(chǎn)效率高；(4)整體工藝裝置體積小、投資成本低。(5)目標(biāo)產(chǎn)品無須復(fù)配，減少了工序。
【專利說明】復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑及其生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工產(chǎn)品硝酸酯及其生產(chǎn)工藝，具體涉及復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]柴油十六烷值表征柴油的燃燒性和抗爆性，是評(píng)價(jià)柴油質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。加入柴油十六烷值被認(rèn)為是一種即經(jīng)濟(jì)又有效的方法。工業(yè)上采用的十六烷值改進(jìn)劑一般為烷基類硝酸酯，他們一般為采用反應(yīng)釜間歇式生產(chǎn)的單一化合物。此類反應(yīng)是典型的強(qiáng)發(fā)熱快速非均相反應(yīng)，反應(yīng)過程有如下特點(diǎn)--第一，反應(yīng)速度快，在溫度高于35°C時(shí)，反應(yīng)幾乎瞬間完成；第二，發(fā)熱量大，研究表明該類反應(yīng)總熱效應(yīng)高達(dá)700kJ/kg醇以上；第三，反應(yīng)過程非均相，密度輕的原料烷基醇和烷基硝酸酯在上層有機(jī)相，硝酸、硫酸和水由于密度較重在下層酸相。在工業(yè)生產(chǎn)中，迅速及時(shí)撤熱和強(qiáng)化兩相混合是確保安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。
[0003]CN1045773A公開了一種硝酸異辛酯的生產(chǎn)工藝，該技術(shù)的特點(diǎn)為:無須外加冷卻系統(tǒng)，反應(yīng)溫度30~80°C，為抑制副反應(yīng)須加入穩(wěn)定劑尿素和硝酸銨，反應(yīng)器內(nèi)物料停留時(shí)間50分鐘。其不足之處是:1)生產(chǎn)的目標(biāo)產(chǎn)物是單一的化合物，目標(biāo)產(chǎn)物安全系數(shù)低，添加使用效果差；2)采用釜式反應(yīng)器和熱水控溫，導(dǎo)致系統(tǒng)存料量大，撤熱效率低，存在操作不慎或冷卻故障引發(fā)反應(yīng)器飛溫爆炸的安全隱患；3)外加添加劑容易造成酸污染，不利于廢酸循環(huán)利用；4)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)生產(chǎn)效率低。
[0004]CN101698646A介紹了一種硝酸異辛酯的連續(xù)生產(chǎn)工藝，該技術(shù)的特點(diǎn)為:1)該工藝采用的是微管式反應(yīng)器，反應(yīng)通道為管式毛細(xì)管，此裝置也存在物料混合不均的問題，反應(yīng)有少量副產(chǎn)物；2)生產(chǎn)的目標(biāo)產(chǎn)物是單一的化合物，目標(biāo)產(chǎn)物安全系數(shù)低，添加使用效果差。
[0005]市場(chǎng)上現(xiàn)有的復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑都是有單一的改進(jìn)劑根據(jù)需求由兩種或兩種以上的單一改進(jìn)劑復(fù)配而成的。此種工藝多了生產(chǎn)單一改進(jìn)劑和進(jìn)行復(fù)配的過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有產(chǎn)品存在的安全系數(shù)低、添加使用效果差及生產(chǎn)工藝存在的較大安全隱患和生產(chǎn)效率較低的問題，本發(fā)明提供了復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑及其生產(chǎn)工藝。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0008]步驟一，將異辛醇和環(huán)己醇或正丁醇按摩爾量比I~3: I~3的比例進(jìn)行混合配成混合醇；
[0009]步驟二，將硝酸、濃硫酸和步驟一所得的混合醇按一定比例同時(shí)輸入微通道反應(yīng)器，所述硝 酸和混合醇摩爾量比為1:1的比例，所述硝酸和濃硫酸的質(zhì)量比為1:1~3;所述微通道反應(yīng)器的反應(yīng)溫度是-5~35°C ;所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上的流動(dòng)時(shí)間不超過60秒，反應(yīng)壓力不大于1.5MPa ；[0010]步驟三，所述步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗廣品;
[0011]步驟四，粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)包括:
[0013]所述的硝酸是發(fā)煙硝酸。
[0014]所述的微通道反應(yīng)器包括依次連接的進(jìn)料口、預(yù)熱模塊、反應(yīng)模塊、出料口，所述進(jìn)料口包括酸進(jìn)料口兩個(gè)、混合醇進(jìn)料口一個(gè)，出料口一個(gè)。所用的微通道反應(yīng)器優(yōu)選康寧G-4 或 MR500。
[0015]所述混合醇、硫酸和濃硫酸通過計(jì)量泵同時(shí)打入微通道反應(yīng)器。
[0016]所述步驟一中異辛醇和環(huán)己醇(或正丁醇)按摩爾量比3: I的比例進(jìn)行混合；所述反應(yīng)溫度是10°c，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)的時(shí)間是40秒，反應(yīng)壓力是0.5MPa。
[0017]所述步驟一中異辛醇和壞己醇(或正丁醇)按摩爾量比1:1的比例進(jìn)行混合；所述反應(yīng)溫度是_5°C，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)的時(shí)間是50秒，反應(yīng)壓力是0.5MPa。[0018]所述步驟一中異辛醇和環(huán)己醇(或正丁醇)按摩爾量比1: 3的比例進(jìn)行混合；所述反應(yīng)溫度是35°C，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)的時(shí)間是40秒，反應(yīng)壓力是1.5MPa。
[0019]本發(fā)明的另一目的在于提供復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑，其特征在于，按照上述方法制得。
[0020]本發(fā)明基于物質(zhì)復(fù)合協(xié)同效應(yīng)使目標(biāo)產(chǎn)物的安全系數(shù)大大降低、添加效果大大增強(qiáng)；基于先進(jìn)的微化工技術(shù)和撞擊流技術(shù)原理，利用微通道和撞擊混合強(qiáng)化多相傳質(zhì)和系統(tǒng)傳熱的特性，采用的微通道反應(yīng)技術(shù)很好的解決了反應(yīng)過程中的兩相混合和散熱問題。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)產(chǎn)品的安全系數(shù)高，產(chǎn)品的爆炸敏感性低于其中任何一種單一改進(jìn)劑；(2)產(chǎn)品的添加效果好，由于復(fù)合協(xié)同效應(yīng)添加效果優(yōu)于其中任何一種單一改進(jìn)劑；(3)由于核心裝置采用了康寧G-4(或MR500)微通道反應(yīng)器，強(qiáng)化了兩相傳質(zhì)及系統(tǒng)傳熱，反應(yīng)器撤熱速率快，系統(tǒng)存液量少，本質(zhì)上消除了普通反應(yīng)器的飛溫爆炸危險(xiǎn)，操作能耗低，安全可靠；(4)反應(yīng)單元采用桃心結(jié)構(gòu)微通道，核心部件總體積不超過2L，反應(yīng)物混合均勻，生產(chǎn)效率高；(5)產(chǎn)品無須進(jìn)行復(fù)配縮短了生產(chǎn)工藝，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度(6)整體工藝裝置體積小、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，裝置投資和生產(chǎn)成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明提供復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0023]步驟一，將異辛醇和環(huán)己醇(或正丁醇)按摩爾量比I~3: I~3的比例進(jìn)行混合配成混合醇；
[0024]步驟二，將硝酸、濃硫酸和步驟一所得的混合醇按一定比例通過計(jì)量泵同時(shí)打入微通道反應(yīng)器，所述硝酸和混合醇摩爾量比為1:1的比例，所述硝酸和濃硫酸的質(zhì)量比為I: I~3;所述微通道反應(yīng)器的反應(yīng)溫度是-5~35°C;所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)的時(shí)間不大于60秒，反應(yīng)壓力不大于1.5MPa ;所述的硝酸優(yōu)選發(fā)煙硝酸。
[0025]步驟三，所述步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗廣品iiS ;
[0026]步驟四，粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。
[0027]所述的微通道反應(yīng)器包括依次連接的進(jìn)料口、預(yù)熱模塊、反應(yīng)模塊、出料口，所述進(jìn)料口包括酸進(jìn)料口兩個(gè)、混合醇進(jìn)料口一個(gè)，出料口一個(gè)。所用的微通道反應(yīng)器優(yōu)選康寧G-4或MR500。本發(fā)明也可以根據(jù)實(shí)際情況，在微通道反應(yīng)器上設(shè)置冷卻單元。
[0028]本發(fā)明提供復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑，其特征在于，按照上述方法制得。
[0029]實(shí)施例1
[0030]一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0031]步驟一，將異辛醇和環(huán)己醇(或正丁醇)按摩爾量比3: I的比例進(jìn)行混合配成混合醇；
[0032]步驟二，將硝酸、濃硫酸和步驟一所得的混合醇按一定比例通過計(jì)量泵同時(shí)打入微通道反應(yīng)器，所述硝酸和混合醇摩爾量比為1:1的比例，所述硝酸和濃硫酸的質(zhì)量比為I: 3;所述反應(yīng)溫度是10°C，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)的時(shí)間是40秒，反應(yīng)壓力是0.5MPa。所述的硝酸優(yōu)選發(fā)煙硝酸。
[0033]步驟三，所述步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗廣品iiS ;
[0034]步驟四，粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。所得產(chǎn)品收率為:99.3 %;產(chǎn)品純度99.5%。
[0035]本發(fā)明還提供一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑，其特征在于，按照上述方法制得。
[0036]實(shí)施例2
[0037]—種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0038]步驟一，將異辛醇和環(huán)己醇(或正丁醇)按摩爾量比2: 3的比例進(jìn)行混合配成混合醇；
[0039]步驟二，將硝酸、濃硫酸和步驟一所得的混合醇按一定比例通過計(jì)量泵同時(shí)打入微通道反應(yīng)器，所述硝酸和混合醇摩爾量比為1:1的比例，所述硝酸和濃硫酸的質(zhì)量比為I: 3;所述反應(yīng)溫度是0°C，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)的時(shí)間是50秒，反應(yīng)壓力不大于IMPa。所述的硝酸優(yōu)選發(fā)煙硝酸。
[0040]步驟三，所述步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗廣品iiS ;
[0041]步驟四，粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的收率為:99.5% ;產(chǎn)品純度為:99.7%。
[0042]本發(fā)明還提供一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑，其特征在于，按照上述方法制得。
[0043]實(shí)施例3
[0044]一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0045]步驟一，將異辛 醇和環(huán)己醇(或正丁醇按)摩爾量比1:1的比例進(jìn)行混合配成混合醇；
[0046]步驟二，將硝酸、濃硫酸和步驟一所得的混合醇按一定比例通過計(jì)量泵同時(shí)打入微通道反應(yīng)器，所述硝酸和混合醇摩爾量比為1:1的比例，所述硝酸和濃硫酸的質(zhì)量比為I: 2;所述反應(yīng)溫度是-5°c，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)的時(shí)間是50秒，反應(yīng)壓力是0.5MPa。所述的硝酸優(yōu)選發(fā)煙硝酸。
[0047]步驟三，所述步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗廣品iiS ;
[0048]步驟四，粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的收率為:99.2% ;產(chǎn)品純度為:99.5%。
[0049]本發(fā)明還提供一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑，其特征在于，按照上述方法制得。
[0050]實(shí)施例4
[0051]一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0052]步驟一，將異辛醇和環(huán)己醇(或正丁醇)按摩爾量比1: 3的比例進(jìn)行混合配成混合醇；
[0053]步驟二，將硝酸、濃硫酸和步驟一所得的混合醇按一定比例通過計(jì)量泵同時(shí)打入微通道反應(yīng)器，所述硝酸和混合醇摩爾量比為1:1的比例，所述硝酸和濃硫酸的質(zhì)量比為I: 2;所述反應(yīng)溫度是35°C，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)時(shí)間是40秒，反應(yīng)壓力是1.5MPa。所述的硝酸優(yōu)選發(fā)煙硝酸。
[0054]步驟三，所述步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗廣品iiS ;
[0055]步驟四，粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的收率為:99.3% ;產(chǎn)品純度為:99.8%。
[0056]本發(fā)明還提供一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑，其特征在于，按照上述方法制得。
[0057]實(shí)施例5
[0058]一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0059]步驟一，將異辛醇和環(huán)己醇(或正丁醇)按摩爾量比1:1的比例進(jìn)行混合配成混合醇；
[0060]步驟二，將硝酸、濃硫酸和步驟一所得的混合醇按一定比例通過計(jì)量泵同時(shí)打入微通道反應(yīng)器，所述硝酸和混合醇摩爾量比為1:1的比例，所述硝酸和濃硫酸的質(zhì)量比為I: 2;所述反應(yīng)溫度是20°C，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)時(shí)間是30秒，反應(yīng)壓力是IMPa。
[0061]所述的硝酸優(yōu)選發(fā)煙硝酸。
[0062]步驟三，所述步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗廣品iiS ;
[0063]步驟四，粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的收率為:99.2% ;產(chǎn)品純度為:99.3%。
[0064]本發(fā)明還可以根據(jù)具體所需的復(fù)合改進(jìn)劑的種類，依據(jù)市場(chǎng)需求通過變換醇的混合種類和數(shù)量來在微通道反應(yīng)器上實(shí)現(xiàn)。
[0065] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定 。
【權(quán)利要求】
1.復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，將異辛醇和環(huán)己醇或正丁醇按摩爾量比I~3: I~3的比例進(jìn)行混合配成混合醇； 步驟二，將硝酸、濃硫酸和步驟一所得的混合醇按一定比例同時(shí)輸入微通道反應(yīng)器，所述硝酸和混合醇摩爾量比為1:1的比例，所述硝酸和濃硫酸的質(zhì)量比為1:1~3;所述微通道反應(yīng)器的反應(yīng)溫度是-5~35V ;所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上的流動(dòng)時(shí)間不超過60秒，反應(yīng)壓力不大于1.5MPa ； 步驟三，所述步驟二的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)微通道反應(yīng)器出口流入酯酸分離罐，除去酸層后進(jìn)入粗廣品te； 步驟四，粗產(chǎn)品經(jīng)精制即得目標(biāo)產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的硝酸是發(fā)煙硝酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的微通道反應(yīng)器包括依次連接的進(jìn)料口、預(yù)熱模塊、反應(yīng)模塊、出料口，所述進(jìn)料口包括酸進(jìn)料口兩個(gè)、混合醇進(jìn)料口一個(gè)，出料口一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述混合醇、硫酸和濃硫酸通過計(jì)量泵打入微通道反應(yīng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟一中異辛醇和環(huán)己醇或正丁醇按摩爾量比3: I的比例進(jìn)行混合；所述反應(yīng)溫度是10°C，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上的流動(dòng)時(shí)間是40秒，反應(yīng)壓力是0.5MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟一中異辛醇和環(huán)己醇或正丁醇按摩爾量比1:1的比例進(jìn)行混合；所述反應(yīng)溫度是-5°c，所述混合反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上的流動(dòng)時(shí)間是50秒，反應(yīng)壓力是0.5MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟一中異辛醇和環(huán)己醇或正丁醇按摩爾量比1: 3的比例進(jìn)行混合；所述反應(yīng)溫度是35°C，所述混合反 應(yīng)物在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)模塊上流動(dòng)時(shí)間是40秒，反應(yīng)壓力是1.5MPa。
8.復(fù)合型柴油十六烷值改進(jìn)劑，其特征在于，按照如權(quán)利要求1所述的方法制得。
【文檔編號(hào)】C10L10/12GK103911194SQ201310000304
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月4日
【發(fā)明者】高劍峰 申請(qǐng)人:高劍峰