本发明专利技术涉及一种固定床催化反应制备氟碳烷基咪唑啉的方法，该方法以全氟羧酸和多烯多胺为原料,酸胺摩尔比1:1.02～1:1.1。先将多烯多胺加入到预热釜中，加热到30～35℃后，搅拌下加入全氟羧酸，升温至110℃～150℃之间保温30～40min。用固定床进料泵、回流泵将预热液打循环，反应温度150～160℃，给固定床0～-0.03MPa真空度，抽出生成水，反应4～6小时后，利用紫外分光光度法测试产物含量大于96％，即为合格，所得产品为N-氨乙基(或二乙基二氨)-全氟烷基咪唑啉。本发明专利技术具有以下特点：工艺简单、不使用溶剂、操作控制稳定、反应时间短、单釜产率高、纯度较高、三废污染小、对环境友好、易工业化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氟碳表面活性剂的制备方法，主要用于防止高温油气田开采及石 油炼制过程中腐蚀介质对金属设备的腐蚀。氟碳表面活性剂还具有发泡性能，可应用于泡 沫灭火剂领域和天然气开采用发泡酸中。尤其本专利技术涉及利用固定床催化反应制备N-氨 乙基（或二乙基二氨）_全氟烷基咪唑啉化合物的方法。
技术介绍
随着油田开采的持续进行，油井下压力减小，产量降低，就会通过注水增压驱油和 酸化作业增产。这样的增产措施导致原油含水量和腐蚀介质大幅度提高。由于油井采出 液的水中含有Ca 2+、Mg2+、02、C02、S04 2-、cr、HC03-、H2S、SRB (硫酸盐还原菌）等腐蚀介质，对 原油的采、集、输、炼等设备会造成严重腐蚀，导致环境污染和经济损失。寻求有效防止采出 液对设备腐蚀的技术，已成为保证油田正常生产的重点和难点。同时，在油田高温酸化增产 领域，使用的高浓度酸（通常为土酸）对设备有严重腐蚀，必须用高效耐温缓蚀剂来抑制腐 蚀。而常规缓蚀剂如：炔醇、醛类及烷苯吡啶类，通常具有用量较大、水溶性差、缓蚀率低等 缺点。一般的碳氢咪唑啉类缓蚀剂在高温（90°C以上）、高浓度酸液中会分解失效，限制了 其在油井开采中的使用。氟碳咪唑啉化合物由于分子结构中含有较强电负性及疏水性的碳 氟键，使其在实际应用中具有优良的表面活性、较高的耐温性能、良好的缓蚀性能。 咪唑啉型阳离子氟碳表面活性剂的合成主要是采用酰氯化法，先将有机酸酰氯 化，再和多胺反应生成酰胺，然后脱水闭环生成咪唑啉；也有直接以全氟烷基磺酰氯和多烯 多胺为原料直接反应生成咪唑啉，此种合成过程会有有机酸和盐酸副产物生成，以及其他 副反应发生，对设备要求苛刻，收率低。
技术实现思路
为了克服现有氟碳烷基咪唑啉制备方法中存在的反应时间长、催化剂不易分离、 对产品纯度影响较大、或反应过程易起泡冲料、溶剂回收和环境污染等问题，本专利技术提出了 一种以活性氧化铝分子筛负载磷钨酸为催化剂，利用固定床催化反应制备氟碳烷基咪唑啉 的方法。 本专利技术的技术解决方案如下：， 包括步骤如下：（1)以全氟羧酸和多烯多胺为原料，按酸胺摩尔比1:1. 02~1:1. 1计算称 量，先将多烯多胺加入到带搅拌和加热的预热釜（E-1)中，加热到30~35°C后，在搅拌情况 下，缓慢加入定量的全氟羧酸，加完后升温，在ll〇°C~150°C之间保温30~40min ; (2)用 固定床进料泵（P-1)将预热液泵入装填好催化剂的可加热保温的固定床反应器（E-2)中， 用回流泵（P-2)再将从固定床反应器（E-2)流出物料泵入接收釜（E-4)中；（3)固定床反 应器（E-2)顶部设有冷凝器（E-3)和真空装置（1-1)。循环4~6小时，反应过程中，反应 温度控制在150~160°C，利用装在固定床反应器（E-2)顶部的冷凝器（E-3)和真空装置 (1-1)，保持〇~_〇. 〇3MPa真空度，抽除反应生成水；利用紫外分光光度法取样测试产物含 量大于96%，即为合格，所得产品为N-氨乙基（或二乙基二氨）-全氟烷基咪唑啉；(4)如 果产物不合格，再从接收釜（E-4)用进料泵（P-1)打入固定床反应器（E-2)，继续保持反应 温度和真空度，同时用回流泵（P-2)打入预热釜（E-1)，如此循环直到产物合格。 步骤（1)所述的全氟羧酸为全氟戊酸、全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、 全氟癸酸之一；多烯多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺之一。 步骤（2)所述的催化剂为活性氧化铝负载磷钨酸催化剂，用量为投入反应物质量 总和的1~4%。 步骤（3)所述的N-氨乙基（或二乙基二氨）_全氟烷基咪唑啉为N-氨乙基-全氟 丁基咪唑啉、N-氨乙基-全氟戊基咪唑啉、N-氨乙基-全氟己基咪唑啉、N-氨乙基-全氟庚 基咪唑啉、N-氨乙基-全氟辛基咪唑啉、N-氨乙基-全氟壬基咪唑啉、N-二乙基二氨-全 氟庚基咪唑啉、N-二乙基二氨-全氟辛基咪唑啉之一。 本专利技术采用固定床管式反应器装填活性氧化铝分子筛负载磷钨酸固体催化剂，与 原有制备工艺相比，不使用溶剂、其工艺简单、操作控制稳定、反应时间短、单釜产率高、纯 度较高、三废污染小、对环境友好、易工业化等诸多特点。【附图说明】 附图为本专利技术工艺流程图。【具体实施方式】 通过实施例进一步阐明本专利技术，并不是对本专利技术的限定。 实施例1 : 在装有温度计、搅拌器及压力表的500ml不锈钢预热釜（E-1)中，加入100g二乙 烯三胺，加热到30°C，加入252g全氟戊酸搅拌均匀后升温到130°C后保温30min，用固定床 进料泵（P-1)将预热液泵入装填好7g催化剂的固定床反应器（E-2)中，催化剂为活性氧 化铝负载磷钨酸催化剂，同时再用回流泵（P-2)将从固定床反应器（E-2)流出物料泵入接 收釜（E-4)中，进料泵和回流泵（P-l，P-2)的流速为30ml/min，固定床反应器（E-2)通 过导热油箱（E-5)加热，反应温度（T)控制在150~160°C。固定床反应器（E-2)顶部设 有冷凝器（E-3)和真空装置（1-1)，物料循环的同时通过真空装置（1-1)给固定床反应器 (E-2)0~-0.03MPa真空度，抽出生成水，生成水在冷凝器（E-3)冷凝，收集在废水分离罐 (E-6)中。在此过程中每小时由接收釜（E-4)取样测试，利用紫外分光光度法测试产物含 量，如果产物含量未达到96%为不合格，再从接收釜（E-4)用进料泵（P-1)打入固定床反应 器（E-2)，继续保持反应温度和真空度，同时用回流泵（P-2)打入预热釜（E-1)，如此循环直 到产物合格。循环4. 5小时后得N-氨乙基-全氟丁基咪唑啉产品317. 42g，含量97. 2%， 收率为96. 6%。 反应式如下：【主权项】1. 一种氟碳烷基咪唑啉的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：（1)以全氟羧酸和多 烯多胺为原料，按酸胺摩尔比1:1. 02~I:I. 1计算称量，先将多烯多胺加入到带搅拌和加 热的预热釜（E-I)中，加热到30~35°C后，在搅拌情况下，缓慢加入定量的全氟羧酸，加完 后升温，在ll〇°C~150°C之间保温30~40min;⑵用固定床进料泵（P-I)将预热液泵入装 填好催化剂的可加热保温的固定床反应器（E-2)中，用回流泵（P-2)再将从固定床反应器 (E-2)流出物料泵入接收釜（E-4)中；（3)固定床反应器（E-2)顶部设有冷凝器（E-3)和真 空装置（1-1);循环4~6小时，反应过程中，反应温度控制在150~160°C，利用装在固定 床反应器（E-2)顶部的冷凝器（E-3)和真空装置（1-1)，保持0~-0.03MPa真空度，抽除反 应生成水；利用紫外分光光度法取样测试产物含量大于96%，即为合格，所得产品为N-氨 乙基（或二乙基二氨）-全氟烷基咪唑啉；(4)如果产物不合格，再从接收釜（E-4)用进料 泵（P-I)打入固定床反应器（E-2)，继续保持反应温度和真空度，同时用回流泵（P-2)打入 预热釜（E-I)，如此循环直到产物合格。2. 根据权利要求1所述的氟碳烷基咪唑啉的制备方法，其特征在于，步骤（1)所述的全 氟羧酸为全氟戊酸、全氟己酸、全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸之一；多烯多胺包 括二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氟碳烷基咪唑啉的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：(1)以全氟羧酸和多烯多胺为原料,按酸胺摩尔比1:1.02～1:1.1计算称量，先将多烯多胺加入到带搅拌和加热的预热釜(E‑1)中，加热到30～35℃后，在搅拌情况下，缓慢加入定量的全氟羧酸，加完后升温，在110℃～150℃之间保温30～40min；(2)用固定床进料泵(P‑1)将预热液泵入装填好催化剂的可加热保温的固定床反应器(E‑2)中,用回流泵(P‑2)再将从固定床反应器(E‑2)流出物料泵入接收釜(E‑4)中；(3)固定床反应器(E‑2)顶部设有冷凝器(E‑3)和真空装置(I‑1)；循环4～6小时，反应过程中，反应温度控制在150～160℃，利用装在固定床反应器(E‑2)顶部的冷凝器(E‑3)和真空装置(I‑1)，保持0～‑0.03MPa真空度，抽除反应生成水；利用紫外分光光度法取样测试产物含量大于96％，即为合格，所得产品为N‑氨乙基(或二乙基二氨)‑全氟烷基咪唑啉；(4)如果产物不合格，再从接收釜(E‑4)用进料泵(P‑1)打入固定床反应器(E‑2)，继续保持反应温度和真空度，同时用回流泵(P‑2)打入预热釜(E‑1)，如此循环直到产物合格。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓东，侯雯雯，陈君，黄瑾，杨惠玲，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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