金属钝化剂创新.pptVIP

* 第五节 金属钝化剂 一、概述： 1、金属钝化剂 （metallic passivator；metal deactivator） 为抑制金属及其化合物对油品氧化起催化作用的添加剂。 2、金属钝化剂的应用 成品燃料生产： 抑制活性金属离子（铜、铁、镍、锰等）对 油品氧化的催化作用。 催化裂化工艺：抑制重金属（镍、钒、钠、铜等）对催 化剂活性的影响。 合成树脂生产：抑制金属离子对合成树脂的催化氧化作用。 成品燃料生产 油品的氧化不仅与油品中不安定物质的浓度、环境温 度及氧的浓度有关，而且与促进氧化反应的催化剂－ 金属存在有关。 燃料在生产、泵送、贮运及发动机燃料系统中不可避 免地与多种活性金属接触，如铜、铁、镍、锰等。 这些金属离子是过氧化物的分解剂，为氧化反应提供 了恒定的活泼自由基来源，对油品的氧化起到了催化 加速作用，其中尤以金属铜的催化作用大。 金属钝化剂常与抗氧剂复合使用于汽油、喷气燃料、 柴油等轻质燃料中，提高油品的安定性，延长储存期。 常用的如N,N-二亚水杨基丙二胺。 金属的催化机理如下 ROOH + M n+ 一 ROO· + M(n-1)+ + H+ ROOH + M (n-1)+ 一 RO· + Mn+ + OH 以铜为例： ROOH + Cu2+ 一 ROO· + H+ + Cu+ ROOH + Cu+ 一 RO· + HO + Cu2+ 即： 2ROOH RO· + ROO· + H2O 从而加速燃料氧化，生成胶质沉淀。 由此可见，抗氧剂并不能防止金属的催化作用。要防止油品的氧化，需同时加入金属钝化剂，是保证含烯烃燃料不氧化变质最有效的方法， 重油催化裂化工艺 随着我国西部油田的开发和进口原油(如中东油) 的不断增加，金属含量高的原油的加工比例越来越大。原油中的金属主要有镍、钒、钠等，其中的镍能催化烃类的脱氢反应，使催化剂表面积炭增加，造成积炭污染；钒不仅能促进焦炭生成，而且能破坏催化剂分子筛的晶格结构，使催化剂失活，造成目的产品选择性变差，转化率降低，干气和焦炭产率上升；钠不仅能中和流化催化裂化 FCC) 催化剂的酸性中心，使催化剂永久失活，而且可与钒形成低熔点共熔物，降低催化剂的热稳定性，还导致CO助燃剂中毒，使助燃剂用量成倍增加。 当原油中同时存在大量的镍、钒及少量的钠时，需要同时加入钝镍剂、钝钒剂和钝钠剂，或加入性多功能复合钝化剂。目前应用的多功能钝化剂，毒性较大，复配性能差，且增加了CO 助燃剂的用量。随着对环保要求的日益严格，开发开发新型无毒高效的“绿色环保型” 多功能FCC金属钝化剂将是发展的新方向。 合成树脂生产： 用于合成树脂中(聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯)，例如电线、电缆、镶有金属件的塑料制品及民用塑料制品，抑制金属离子对合成树脂的催化氧化作用。 当聚合物与金属，如铜、铁、钴、镁，尤其是铜金属接触时，即使聚合物中添加大量的受阻酚类抗氧剂时，金属离子也能加速聚烯烃的热氧化反应，无法仰制其催化作用。只有加入金属钝化剂方可有效地防止金属对包括的合成树脂的催化氧化反应。 在聚烯烃中，聚乙烯是重要的电缆料，包括绝缘料和护套料。随着我国信息电子工业的发展，对于电线、电缆的需求高速增长。而铜作为优良的导体，用量最大，对包覆铜导线的绝缘材料需求量也不断增长，且要求使用寿命40～50年，故抗铜剂是绝缘料中不可缺少的组分。 天津合成材料工业研究所、山两省化工研究院、北京橡胶工业研究院进行了该领域的研究与生产。 3、金属钝化剂的种类 道宁和培德森最早发明了如下的化合物为铜钝化剂： R－芳香环或含不均匀氮原子的C5～6的不饱和多环式 化合物。 最简单的：N，N′-二亚水杨基-1，2-二氨基乙烷。 工业上已开发的金属钝化剂 主要是肼类化台物 N，N一二取代肼类化合物（由芳香族酰肼与受阻酚双取代脂肪 酸的酰氯生成的），例如，N，N′-二亚水杨基-1，2-丙基二 胺；N，N′-二亚水杨基-1，2-丁基二胺。 芳香醛与芳香酰肼反应生成的腙类化合物； 脂肪族二羧酸的酰肼与脂肪族酰氯反应