Sulfolane: Magic Extractor or Bad Actor? Pilot-Scale Study on Solvent Corrosion Potential

2.3.Fizik-kimyoviy xossalari
Sulfolanning kimyoviy tuzilishi bilan bevosita bog'liq bo'lgan ikkilamchi (lipo / gidrofilik) tabiati, bu erda beshta a'zoli halqa sulfanil qismining interfeysda paydo bo'lishiga imkon beradi (1a-rasmga qarang), bu o'zining afzalliklari tufayli sanoatda keng qo'llanilishiga olib keladi. fizikaviy va kimyoviy xususiyatlarning kombinatsiyasi. Darhaqiqat, kationlarning sulfon guruhidagi kislorod atomlari tomonidan kuchli eritilishi, mos keladigan kamroq eritilgan anionlarning nukleofilligini oshiradi. Dipolyar aprotik moddalar sifatida sulfolan suv, aseton, glitserol, toluol va boshqa aromatik erituvchilar kabi turli xil suyuqliklar bilan to'liq aralashadi, ammo u alkanlar tarkibida erimaydi. Sulfolan sof shaklda deyarli hidsiz, rangsiz va past va o'rtacha asosga ega; u o'ziga xos tortishish darajasi 1,26 g / sm3 va yuqori Hildebrand eruvchanligi parametri (b = 27,2 [MPa] 1/2) bo'lgan globular molekulani hosil qiladi, bu o'z ichiga qutblanuvchi oraliq moddalarni o'z ichiga olgan reaktsiyalar uchun yuqori eruvchanlikni ta'minlaydi. Umuman olganda, sulfolan termal jihatdan barqarordir, shuning uchun u yuqori haroratda har xil kislota-katalizli reaktsiyalar uchun afzal qilingan erituvchidir, ammo 220 ° C da oltingugurt dioksidi va polimer moddasi hosil bo'lishi bilan u asta-sekin parchalanadi. Kuchli kislotalar va asoslarga nisbatan yuqori barqarorlik bilan sulfolan turli xil ftoraromatik birikmalar hosil qilish, oksidlanish, nitratsiya, qayta tartiblash, fosfonilatsiya va kondensatsiya reaktsiyalarini o'z ichiga olgan turli xil reaksiya turlari / sharoitida ishlashi mumkin. Boshqa ba'zi muhim fizikaviy va kimyoviy xususiyatlar O'zining kimyoviy va / yoki fizikaviy xususiyatlarini birlashtirgan holda, sulfolan ekstraktsiyali distillash erituvchisi, polimer erituvchisi, polimer plastifikatori, polimerizatsiya erituvchisi va elektron / elektr qo'llanmalarida turli xil yangi qo'llanmalarda qo'llanilgan.
Sulfolan ta'siridagi korroziya
Sulfolan yordamida nafta va benzin fraksiyalaridan benzol / toluol / ksilollarni (BTX) suyuq-suyuq ekstraktsiyasiga odatda 180-200 ° S haroratda odatdagi ekstraktor-striptizator-regenerator konfiguratsiyasida erishiladi (3-rasmga qarang). ... Standart ish sharoitida sof sulfolan barqaror birikma (parchalanish darajasi 0,009% / soat) [11] va uglerod / zanglamaydigan po'latdan korroziyatsiz hisoblanadi, ammo 200 ° C atrofida bo'lgan haroratda sulfolan keyingi SO2 hosil bo'lish cho'qqilari bilan ajralib chiqadi va agressiv H2SO3 hosil bo'ladi. umumiy tenglama (2) bo'yicha.
C₄H₈O₂S + O₂ + H₂O → H₂SO₃ + C₃H₇CO₂H (2)
Aslida sulfolan azotli adyol ostida va kislorod va parchalanishga olib kelishi mumkin bo'lgan xloratlar, nitratlar va peroksidlar kabi kuchli oksidlovchilar bilan aloqa qilmasdan saqlanishi kerak. Kislorod va / yoki xloridlar yoki suv kabi aralashmalarning mavjudligi ham sulfolanning "parchalanishini" tezlashtirishi mumkin. Darhaqiqat, kislorod / xlorid va suv kontsentratsiyasi o'rtasidagi ba'zi umumiy korrelyatsiyalar tasvirlangan, bu sulfolanning korrozivligini oshiradi, bu esa tozalash inshootlarida sezilarli muammolarni keltirib chiqaradi, bu 3-rasmda sxematik tarzda ko'rsatilgan. Bundan tashqari, kislorod bilan parchalangan sulfolanning pH qiymati past va pastroq qazib olish qobiliyati. 4-rasmda ko'rsatilgandek, toza sulfolan bilan taqqoslaganda quvvat, kislota miqdori va to'q rang.



Shakl: 4. Sulfolan namunalari, chapda: toza sulfolan, sulfolan 95 ° C da tajribadan so'ng (tajriba qismidagi tafsilotlar) 2%, 4% va 6% vol. navbati bilan suv.
Xloridlar cho'kmalar hosil qilish uchun organik kislota molekulalari va ehtimol sulfolanning o'zi bilan reaksiyaga kirishadi. Afsuski, individual aralashmalarni, ularning chegaralarini va uglerod va qotishma po'latlarning korroziya darajasi bilan o'zaro ta'sirini batafsil va miqdoriy baholashda "bo'shliq" mavjud [25]. Lineer polarizatsiya qarshiligi (LPR), elektrokimyoviy shovqin (ECN) yoki harmonik tahlil kabi elektrokimyoviy korroziyani kuzatish usullari bir zumda korroziya tezligini aniqlash qobiliyati va aniqligi bilan keng tan olingan; ammo, ko'lam asosan o'tkazuvchan / suvli jarayon muhitiga bo'lgan ehtiyoj bilan cheklangan. Ushbu cheklash elektrokimyoviy tizimlarning o'tkazuvchanlik darajasida 10 mSS / sm dan past bo'lgan muhitda ishonchli ko'rsatkichlarni ta'minlay olmasligi bilan bog'liq, chunki eritma qarshiligining o'lchangan polarizatsiya qarshiligi (PR) qiymatlariga sezilarli ta'siri. Ushbu cheklovni bartaraf etish uchun ko'p texnikali elektrokimyoviy tizimlarda, shu jumladan past chastotali impedans va harmonik buzilishlarni tahlil qilishda sezilarli yutuqlarga erishildi. Sulfolan agregatlaridagi korroziyani nazorat qilish va monitoring qilish nashr etilgan adabiyotlarda muhim eslatmani topmagan va mavjud bo'lmagan narsa korroziya tezligini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash o'rniga, sulfolanning rangi, kislota soni yoki pH qiymati kabi bilvosita, sifatli baholashga qaratilgan. Shubhasiz, ushbu sifatli yondashuvlar sulfolanning fizik-kimyoviy sifatining taxminan kümülatif ko'rinishini beradi, bu esa haqiqiy tizimlarda sulfolanning korroziyaga moyilligini aniqlashga yordam berishi shart emas. Korroziyani daqiqalar / soat birliklari bilan o'lchashi mumkin bo'lgan chiziqli polarizatsiya qarshiligi (LPR) kabi elektrokimyoviy usullar yuqori IQ nurlanish tufayli juda past o'tkazuvchanlik sulfolan / uglevodorod aralashmalarida (3-10 mS / sm) samarali ishlamasligi mumkin. ... elektrodlar orasiga tushib. Elektrokimyoviy impedans spektroskopiyasi (EIS) yoki potansiyodinamik / galvanodinamik polarizatsiya kabi boshqa usullar asosan laboratoriya dasturlari uchun mos keladi va ularni dalada ishlatish mumkin emas. Infraqizil nurlanish ta'sirini oqilona kamaytirishi mumkin bo'lgan past chastotali impedans (LFI), harmonik buzilish tahlili (HDA) va elektrokimyoviy shovqin (ECN) o'lchovlarini birlashtirib, ko'p elektrokimyoviy yondashuvni o'z ichiga olgan tizimlar uchun ko'proq funktsional joy ajratilishi mumkin. yiqilish. Elektrodlarning sirtini to'g'ri sozlash va elektrodlar orasidagi yaqinlikni saqlash orqali korroziya tezligi juda past o'tkazuvchanlik darajalarida ham (5 mS / sm va undan kam) aniq o'lchanishi mumkin [25]. Korroziya natijasini aniqlash mexanizmi uskunani kuzatishdan iborat.
eksperimental bo'limda aytib o'tilganidek hal qiluvchi bilan aloqa qilish (amaliy ish).