СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ЦВЕТА N-МЕТИЛАНИЛИНА
METHOD OF STABILISING N-METHYLANILINE COLOUR

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно к способу стабилизации цвета N-метиланилина (N-MA). N-MA находит широкое применение в качестве высокооктановой добавки к моторным топливам, предназначенным для использования в двигателях внутреннего сгорания.
Известно, что многие ароматические амины, в том числе N-MA, быстро окисляются и темнеют под действием света, а также при контакте с воздухом.
2
2
2
n
Известны многофункциональные добавки к автомобильному бензину и топливные композиции, их содержащие, на базе N-MA. В состав добавок входят различные азотсодержащие стабилизаторы цвета N-MA: гидразин-гидрат или полиэтиленполиамины общей формулы HN-(CH-CH-NH-)H, где n=1-5 (Патент РФ №2374304, 2009 г., Патент РФ №2374303, 2009 г.), диэтиламин или триэтилентетрамин (Патент РФ №2400529, 2010 г.).
Стабилизаторы цвета N-MA в данных изобретениях имеют ряд недостатков: полиэтиленполиамины хорошо растворяются в N-MA, но не растворяются в топливе и при введении их в топливо необходимо дополнительное применение сорастворителя; гидразин-гидрат является высокотоксичным продуктом; диэтиламин с температурой кипения 55°C является легколетучим соединением; триэтилентетрамин является эффективным, но дорогостоящим стабилизатором цвета N-MA.
Известно, что ухудшение цвета, так называемое «старение» N-MA, происходит за счет окислительных процессов, которые являются цепной реакцией и носят автокаталитический характер, индукционный период которого (накопление перекисных соединений) для свежеперегнанного N-MA особой чистоты, хранящегося в инертной атмосфере, довольно продолжителен. Однако присутствие даже без контактов с воздухом незначительных примесей как органического, так и неорганического характера (тяжелые металлы) в N-МА, хранящемся на свету при контакте с кислородом воздуха, значительно (вплоть до нескольких часов) сокращает индукционный период, и в дальнейшем процесс может быть практически неуправляемым.
Стабилизаторы цвета N-MA в указанных изобретениях (Патент РФ №2374304, 2009 г., Патент РФ №2400529, 2010 г.) вводят путем смешения непосредственно всех компонентов топливной добавки до получения однородного раствора при температуре 15-35°C.
Для эффективной защиты N-MA от окислительной деструкции, приводящей к ухудшению цвета, введение стабилизирующих агентов необходимо до его введения в состав добавки.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа стабилизации цвета N-MA, применимого в промышленных условиях.
Поставленная задача достигается способом стабилизации цвета N-MA путем введения азотсодержащего стабилизатора цвета. Способ отличается тем, что в качестве азотсодержащего стабилизатора цвета используют аминоэтилпиперазин (АЭП), который вводят в N-MA в количестве 0,01-0,3% масс. по отношению к исходному продукту.
АЭП вводят путем дозированной подачи в N-MA.
Аминоэтилпиперазин (АЭП) (формула I) - нетоксичный продукт, растворимый как в N-MA, так и в топливе.
Аминоэтилпиперазин [Синонимы: пиперазинэтанамин; или N-(2-аминоэтил)-пиперазин; или 1-(1-пиперазинил)-2-аминоэтан], молекулярная масса 129,2.
АЭП - прозрачная жидкость, имеющая следующие характеристики:
- температура плавления минус 12°C;
- температура кипения 218°C;
- температура вспышки плюс 83°C (открытый тигель);
3
- плотность при 20°C равна 985 кг/м;
- показатель преломления =1,500.
Дает прозрачный раствор в органических растворителях.
АЭП выпускается фирмой AKZO NOBEL (Швеция), продукт в Россию поставляет Единая торговая система (ETC), г. Санкт-Петербург.
Стабилизацию цвета N-MA проводят введением АЭП в N-MA в количестве 0,01-0,3% масс. по отношению к исходному продукту.
АЭП в заводских условиях вводят путем дозированной подачи в N-MA с получением однородного раствора.
Для иллюстрации заявляемого технического решения были отобраны 3 образца N-MA, стабилизированного АЭП, а также образец исходного N-MA.
Сравнительная оценка изменения цвета образцов проведена визуально и инструментально на спектроколориметре Lovibond PFX-195/2 фирмы Tintometer (Великобритания) в течение 6 месяцев. Модель PFX-195/2 предназначена для определения цвета по ASTM Д 1500 в единицах ASTM от 0,5 до 8,0 (от светло-желтого до темно-коричневого цвета).
Чем больше единиц ASTM, тем темнее цвет продукта.
Полученные результаты испытаний в течение 3 и 6 месяцев представлены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты изменения цвета образцов N-MA
№ п/п
Наименование образца
Время испытаний (месяц)
исходный
3
6
Цвет образца визуально / Цвет по АСТМ Д 1500, единиц АСТМ
1
N-MA (Исходный)
Светло-желтый
0,5
Желтый
2,5
Темно-желтый
3,5
2
N-MA + 0,01% масс. АЭП
Светло-желтый
0,5
Светло-желтый
1,3
Желтый
2,5
3
N-MA + 0,15% масс. АЭП
Светло-желтый
0,5
Светло-желтый
1,0
Светло-желтый
1,5
4
N-MA + 0,3% масс. АЭП
Светло-желтый
0,5
Светло-желтый
0,8
Светло-желтый
1,3
Из результатов, представленных в таблице 1, следует, что после 6 месяцев хранения на свету цвет N-MA со стабилизатором АЭП (образцы №2-4) остался без изменения - светло-желтый или слегка потемнел - до желтого (цвет 1,3-2,5 в единицах АСТМ).
Цвет образца исходного N-MA без стабилизатора цвета (образец №1) через 6 месяцев хранения на свету изменился до темно-желтого (цвет 3,5 в единицах АСТМ).
По результатам испытаний установлено, что стабилизатор АЭП в количестве 0,01-0,3% масс. по отношению к исходному N-MA обеспечивает стабильность цвета N-MA при хранении в течение гарантийного срока - 6 месяцев.
Таким образом, разработан способ стабилизации цвета N-MA введением высокоэффективного стабилизатора цвета АЭП в количестве 0,01-0,3% масс. по отношению к исходному N-MA, который может быть использован в промышленных условиях путем дозированной подачи АЭП в N-MA.
Нетоксичный и доступный стабилизатор цвета - АЭП обеспечивает возможность дальнейшего использования стабилизированного N-MA для создания высокооктановых добавок и компонентов, применяемых в производстве современных автомобильных бензинов.