проводилось с уменьшенным содержанием бихромата натрия, равным 1,3 масс. ч (вместо 4-5 масс. ч.при получении ФХЛС). На сырье с содержанием редуцирующих 3-6% показатель разжижения составляет 58,3 % для ХЛС-S, 56,8% – для ХЛС-М и 50,0% и 46,0% для реагентов, полученных на сырье с содержанием редуцирующих 12-16%, соответственно.
Согласно данным материального баланса процесса, использование серосодержащих отходов нефтехимического комплекса позволяет получать хромлигносульфонаты с сохранением количественного выхода целевого продукта (более 40%) и снизить расход технической воды для приготовления растворов реагентов, объем которой составляет 60-62% от массы общей загрузки компонентов в реакционную зону.
Поскольку, в химическом отношении ХЛС-М, ХЛС-S и ФХЛС являются хроморганическими комплексными соединениями, где восстановленный хром (Cr3+) выполняет роль комплексообразователя, проведено исследование на полноту восстановления соединений хрома в их составе методом спектрофотометрии. Зависимость оптической плотности ФХЛС, ХЛС-М и ХЛС-S от длины волны показана на рис.4
Рис. 4. Зависимость оптической плотности хромлигносульфонатов ФХЛС, ХЛС-М и ХЛС-S от длины волны
На рис. 4 видно наличие двух максимумов на кривой поглощения каждого реагента. Установили наличие батохромного сдвига оптической плотности соединений хрома, составляющей ∆λ=20 нм для анионного хрома (Cr+6) и ∆λ=29 нм для восстановленного хрома (Cr+3). Соотношение высоты и площади пиков невосстановленного (360 нм) и восстановленного хрома (619 нм) составляют в процентном выражении для ФХЛС 65%, для ХЛС-S – 87-89%. Для реагента ХЛС-М – 82-83%. Восстановительная способность хромлигносульфонатных реагентов как редокс-систем характеризуется величинами окислительно-восстановительных потенциалов, составом и соотношением восстанавливающих функциональных групп. Для характеристики восстановительной способности реагентов ФХЛС, ХЛС-М и ХЛС–S, определен их окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) и его зависимость от рН системы, а также зависимость ОВП от времени по отношению к исходному глинистому раствору (рис.5).
Рис.5.Зависимость окислительно-восстановительного потенциала хромлигносульфонатных реагентов ФХЛС, ХЛС-М и ХЛС–S от времени по отношению к исходному глинистому рабочему раствору
По рис.5 видно, что добавка опытных серохромлигносульфонатных реагентов ХЛС-М и ХЛС-S снижает ОВП исходного глинистого раствора на 25-35% (∆Е=100-125 мВ), стабилизируя систему в течение короткого временного промежутка (5-15мин), что оказывает положительное влияние на ингибирующие свойства рабочего глинистого раствора и его технологические характеристики. Равновесие системы при добавке промышленного феррохромлигносульфонатного реагента ФХЛС устанавливается за более длительный срок (25-30 мин), при этом ОВП рабочего раствора значительно возрастает, увеличивая реакционную способность системы и снижая ее ингибирующие свойства.
Сравнительные характеристики ингибирующих (защитных свойств от локальной коррозии) для промышленного феррохромлигносульфонатного реагента ФХЛС и экспериментальных серохромлигносульфонатных реагентов (на примере ХЛС-М) представлены на рис.6.
Рис.6 Зависимость плотности тока коррозии от величины подаваемого напряжения
Данные рис.6 показывают, что величина плотности тока коррозии для промышленного ФХЛС, более, чем на 90% превышает аналогичную для опытных ХЛС-М и ХЛС–S, что характеризует высокую способность опытных реагентов к защите металла технологического оборудования от локальной коррозии.
Проведенные исследования показывают, что ингибирующая способность хромлигносульфонатов зависит от величины их окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), а также от суммарного содержания восстанавливающих функциональных групп (сульфогрупп-SO3H, карбоксильных-СООН и ОН-фенольных функциональных групп), которые были количественно определены и проведена их сравнительная характеристика (табл.5) для реагентов ФХЛС и ХЛС-М, ХЛС-S.
По данным табл.5 видно, что содержание ОН-фенольных гидроксильных групп в экспериментальных хромлигносульфонатах ХЛС-М и ХЛС-S значительно превышает их содержание в промышленном ФХЛС (0,7-0,8 и 0,2-0,4 % на 1 ФПЕ, соответственно). Отмечается увеличение содержания карбоксильных групп в экспериментальных ХЛС-М и ХЛС-S, по отношению к сырью и ФХЛС. Сумма кислых групп увеличивается в хромлигносульфонатах по отношению к сырью (лигносульфонату натрия) в процессе его окисления бихроматом натрия, составляя для ЛСТ -1,63-1,67%, для ФХЛС - 2,02 -2,13%. для ХЛС-М - 3,2-3,3%. Для ХЛС-S сумма кислых групп максимальна и достигает 4,3-4,5 %. Величина показателя разжижения (ПР,%) снижается с увеличением содержания редуцирующих веществ в составе сырья от 58,1- 60,1%(РВ3-6%) до 44,6-50,1% (РВ12-16). При этом на экспериментальные реагенты ХЛС-М и ХЛС-S качество сырья оказывает меньшее влияние (показатель разжижения снижается на 15-17%), в ФХЛС - снижение достигает 25-27%.Зависимость содержания кислых групп в сырье и хромлигносульфонатах от качества сырья (содержания редуцирующих веществ) показана на рис.7.
Из рис.7 видно, что с увеличением содержания редуцирующих веществ в сырье, содержание кислых функциональных групп в составе 1 ФПЕ хромлигносульфоната растет, по отношению к сырью. Содержание ОН-фенольных групп составляет 79,5% и 60,9% для ХЛС-S и ФХЛС соответственно, содержание карбоксильных групп увеличивается для ХЛС-S на 32,3% и не меняется для ФХЛС, содержание сульфогрупп наиболее значительно увеличивается в ХЛС-S, составляя 40-64% по отношению к сырью.
Таблица 5
Сравнительная характеристика качества хромлигносульфонатных реагентов
№ | Содержа-ние редуци- рующих Веществ в сырье, % масс. | Содержание кислых групп в расчете на 1 фенилпропановую единицу (ФПЕ) лигносульфоната, % | Показатели качества по ТУ | ||||||
Сульфогруппы (-SO3H) | Карбоксильные группы (-COOH) | ОН-фенольные группы | рН | Содер-жание влаги, % | Раство-римость, % | Показа- тель разжи- жения,% | |||
1. Сырье- лигносульфонат натрия | |||||||||
1 | 3-6* | 0,89 | - | 0, 28 | - | - | - | - | |
2 | 6-9* | 1,21 | - | 0,26 | - | - | - | - | |
3 | 9-12* | 1,21 | 0,07 | 0,16 | - | - | - | - | |
4 | 12-16** | 1,19 | 0,11 | 0,07 | - | - | - | - | |
2. Промышленный реагент ФХЛС | |||||||||
1 | 3-6* | 1,65 | 0,08 | 0,42 | 4-4,5 | 8,7 | 92,8 | 58,1 | |
3 | 6-9* | 1,62 | 0,08 | 0,33 | 4-4,5 | 7,9 | 91,2 | 56,2 | |
5 | 9-12* | 1,78 | 0,10 | 0,30 | 4-4,5 | 7,7 | 92,2 | 53,8 | |
7 | 12-16** | 1,83 | 0,12 | 0,21 | 4-4,5 | 7,6 | 94,0 | 44,6 | |
3. Опытный реагент ХЛС-М | |||||||||
1 | 3-6* | 1,37 | 0,42 | 0,81 | 4-4,5 | 8,5 | 97,1 | 58,0 | |
2 | 6-9* | 1,41 | 0,50 | 0,71 | 4-4,5 | 9,1 | 92,2 | 56,8 | |
3 | 9-12* | 0,61 | 0,99 | 0,70 | 4-4,5 | 8,4 | 94,8 | 50,8 | |
4 | 12-16** | 2,16 | 0,78 | 0,72 | 4-4,5 | 9,1 | 93,0 | 46,0 | |
4. Опытный реагент ХЛС-S | |||||||||
1 | 3-6* | 2,64 | 0,43 | 0,87 | 4-4,5 | 7,9 | 92,2 | 60,1 | |
2 | 6-9* | 2,42 | 0,50 | 0,73 | 4-4,5 | 8,2 | 94,2 | 58,3 | |
3 | 9-12* | 3,24 | 0,48 | 0,76 | 4-4,5 | 7,8 | 93,5 | 56,4 | |
4 | 12-16** | 3,18 | 0,50 | 0,77 | 4-4,5 | 8,2 | 95,1 | 50,3 | |
производитель *- г. Котласс, ** - производитель г. Соликамск
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
