專利名稱：一種重油改性的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種重油改性的新方法，通過硝化反應、還原反應兩步法實現(xiàn)重油的 改性。
背景技術：
近年來許多學者對重油改性的方法及工藝做了大量研究，并有數(shù)項專利出現(xiàn)。其 中主要思路為對重質(zhì)油進行乳化、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) 油由預熱，過濾，與水、表面活性劑混合進入高速乳化勻質(zhì)機乳化，高速乳化勻質(zhì)機 是由電動機直接帶動主軸上的三級蝸片狀輪葉作高速旋轉(zhuǎn)，使油水產(chǎn)生巨大離心力從 而互相滲透穿插實現(xiàn)顆粒細化的高質(zhì)乳化過程。此方法是將重質(zhì)油高速乳化，但重質(zhì) 油的成分沒有發(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，在四個串聯(lián)的噴霧混合乳化 器中順序進行四步反復循環(huán)噴霧混合乳化及過濾制得改性重油。此發(fā)明是通過循環(huán)乳 化的方法生產(chǎn)燃料油，但其乳化工藝復雜，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。此方法更好的改進了瀝青的氧化過程，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)明所要解決的技術問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)明解決其技術問題采取的技術路線是通過硝化、還原兩步法實現(xiàn)對重質(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，減壓渣油或瀝青等)為被硝化物進行硝化反應生產(chǎn)硝化重油。然后利用還原劑將硝基基團還原為胺基基團。
具體技術方案是首先用溶劑溶解重油，溶劑包括C3 U的正構和異構垸烴、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 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，進行硝 化反應。重油中以芳香環(huán)居多，根據(jù)動力學研究結果，芳環(huán)上的硝化是親電取代反應， 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進行還原反應，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、還原兩步法實現(xiàn)對重質(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)應用，亦可以作為原料與環(huán)氧化合物生 成環(huán)氧樹脂，作為原料與醛類生成高分子樹脂，甚至還可以作為極性物質(zhì)的萃取劑。


附圖1是硝化反應裝置和還原反應裝置示意圖。
其中，1-玻璃塞；2-滴液漏斗；3-冷凝管；4-電動攪拌；5-三口燒瓶；6-恒溫水 浴鍋。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例來詳細描述本發(fā)明。
如附圖1所示，通過設定恒溫水浴6保持水溫恒定(30°C)，三口燒瓶中加入被 溶劑溶解過的重油，然后通過滴液漏斗2滴加硝化劑，邊滴加硝化劑邊打開電動攪拌 機4，滴加完畢后繼續(xù)攪拌，攪拌3小時后停止電動攪拌機，取出反應物，通過離心 分離機分離出產(chǎn)物中的水分，得到硝化重油。
設定恒溫水浴6保持水溫恒定，三口燒瓶中按一定比例加入被溶解過的硝化重油 和還原劑，打開電動攪拌機4，攪拌3小時后停止電動攪拌機，取出反應物，通過離 心分離機分離出產(chǎn)物中的水分，得到胺化重油。實施例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，攪拌時間 為3小時，靜置3小時，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 時間為3小時，靜置3小時，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，攪拌時間為3 小時，得到胺化渣油，通過胺化渣油一醋酸一水溶液的液液相平衡實驗，得到醋酸在 兩相中的分配系數(shù)達到O. 248。
權利要求
1. 一種重油改性的方法，其特征是通過硝化反應、還原反應兩步法將重油改性，首先用溶劑溶解重油，然后通過硝化劑在-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)權利要求l所述的重油改性方法，其特征是所說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40%的重質(zhì)原油。
3. 根據(jù)權利要求1所述的重油改性方法，其特征是所說的溶劑包括C3 U的 正構和異構烷烴、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)權利要求3所述的重油改性方法，其特征是所說的質(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，通過硝化反應、還原反應兩步法實現(xiàn)重油的改性。首先用硝化劑將重油硝化，將硝基基團引入到重油中生成硝化重油。然后以硝化重油為原料，通過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)應用，也可以作為原料與醛類生成高分子樹脂，與環(huán)氧化合物反應生成環(huán)氧樹脂，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C10G29/00GK101434857SQ20081023768
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權日2008年12月3日
發(fā)明者張有政, 李青松, 王云芳 申請人:中國石油大學(華東)