CN104072422B - 一种利用地沟油制备防腐剂的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用地沟油制备防腐剂的方法，属于化学处理地沟油技术领域，包括以下步骤：1）地沟油在80-95℃的温度下加热搅拌并进行气浮处理，形成泡沫浮渣、油、水三相非均一体系，将泡沫浮渣收集清除，以此分离杂质；2）经步骤1）处理后的地沟油通入臭氧，使地沟油中的烯烃化合物与臭氧在催化剂作用下氧化反应；3）将定量乙二胺加入到步骤2）氧化后的地沟油中，在臭氧作用下与氧化后地沟油中的醛类化合物反应制得防腐剂。本方法最大程度利用地沟油的有用成分，制备的防腐剂用于油气集输管线的防腐获得良好的技术指标，节约了防腐剂的生产成本，实现了废物污染治理和综合利用的双重效果，本发明所述制备方法流程简单，且易投入实际生产。

Description

一种利用地沟油制备防腐剂的方法
技术领域
本发明属于化学处理地沟油技术领域，尤其涉及一种利用地沟油制备防腐剂的方法。
背景技术
随着油气田的不断开发和利用，我国大部分油气田都进入了高采出比、高含水阶段，综合含水率不断上升，水质特性日趋复杂，有时甚至伴有高浓度的CO2、H2S等腐蚀气体，致使井下工具、油管、抽油杆、套管等存在不同程度的腐蚀。因腐蚀而导致的原油泄漏、停工停产、人身伤亡及环境污染给相关企业带来了巨大的损失，在这种情况下，选用防腐涂层来解决管道的腐蚀问题是一个有效途径。它不但可以保护油管、套管及井下设备，而且可以起到保护集油管线和设备的作用，是一项成本低、容易实施、见效快的措施。
地沟油是废弃动植物油脂、泔水油和煎炸老油的总称，主要来源于酒店、餐馆、工厂、家庭等加工食品时抛弃的和排放的废弃食用油脂，其主要成分是脂肪酸甘油酯，过氧化值、酸价、水分、羰基价、丙二醛和黄曲霉素B1等指标严重超标。在我国，每年至少产生300-500万吨地沟油，如不回收利用，其中一部分便会作为生活垃圾汇入江河湖泊，对水体产生严重污染，直接危及水生动植物的生存，破坏生态平衡；而大量的地沟油会被非法回收提炼，通过“地下渠道”流向餐饮行业，对人体健康造成严重的危害。因此，实现地沟油的有效利用是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单易行、低成本、高效率、节能环保的地沟油再循环利用处理方法，不仅实现了地沟油的科学处理，同时还实现了地沟油的循环利用。
一种利用地沟油制备防腐剂的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）首先将地沟油在80-95℃的温度下加热搅拌并进行气浮处理，使地沟油中的大量悬浮颗粒，以及这些悬浮颗粒所吸附的水分，随同气浮所产生的气泡一起上浮到液面，形成泡沫浮渣、油、水三相非均一体系，将泡沫浮渣收集清除，以此分离杂质；所述悬浮颗粒由淀粉、蛋白质和纤维素组成；
2）给经步骤1）处理后的地沟油连续通入臭氧，调节臭氧气体的流量和通入时间，使地沟油中的烯烃化合物与臭氧在催化剂Zn的作用下发生氧化反应；
3）将定量的乙二胺加入到步骤2）氧化后的地沟油中，在臭氧的作用下，乙二胺与氧化后地沟油中的醛类化合物发生反应制得防腐剂。
一种利用地沟油制备防腐剂的方法，上述氧化反应、氧化后的地沟油与乙二胺反应的化学方程式为：
一种利用地沟油制备防腐剂的方法，步骤2）中所用臭氧气体的流量为80-100mL/min，臭氧氧化每升地沟油的时间为10-15min。
一种利用地沟油制备防腐剂的方法，步骤3）中每升地沟油中乙二胺的加入量为120-150mL，臭氧反应时间为15-20min，臭氧气体的流量为80-100mL/min。
一种利用地沟油制备防腐剂的方法，其特征在于步骤3）中所述氧化后地沟油中的醛类化合物为正己醛、正壬醛、丙二醛。
本发明所述的一种利用地沟油制备防腐剂的方法，从污染治理角度出发，创新性地提出了以地沟油为原料制备防腐剂应用于油气集输管线防腐的方式，最大程度的利用了地沟油中的有用成分，制备的防腐剂用于油气集输管线的防腐可以获得良好的技术指标，既节约了防腐剂的生产成本，又实现了废物污染治理和综合利用的双重效果，本发明所述制备方法流程简单，且容易投入实际生产。
附图说明
图1为该防腐剂处理前后J55钢在油田采出水中的腐蚀速率；
图2为该防腐剂处理前后J55钢在油田采出水中腐蚀的微观形貌；
图3为该防腐剂处理前后J55钢在油田采出水中的动电位扫描极化曲线图。
具体实施方式
本发明所述一种利用地沟油制备防腐剂的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）首先将地沟油在80-95℃的温度下加热搅拌并进行气浮处理，使地沟油中的大量悬浮颗粒，这些悬浮颗粒由淀粉、蛋白质和纤维素组成，以及这些悬浮颗粒所吸附的水分，随同气浮所产生的气泡一起上浮到液面，形成泡沫浮渣、油、水三相非均一体系，将泡沫浮渣收集清除，以此分离杂质；
2）给经步骤1）处理后的地沟油连续通入臭氧，调节臭氧气体的流量和通入时间，使地沟油中的烯烃化合物与臭氧在催化剂Zn的作用下发生氧化反应；
3）将定量的乙二胺加入到步骤2）氧化后的地沟油中，在臭氧的作用下，乙二胺与氧化后地沟油中的醛类化合物发生反应制得防腐剂。
一种利用地沟油制备防腐剂的方法，上述氧化反应、氧化后的地沟油与乙二胺反应的化学方程式为：
本发明所述的一种利用地沟油制备防腐剂的方法，步骤2）中臭氧气体的流量为80-100mL/min，臭氧氧化每升地沟油的时间为10-15min；所使用的催化剂为Zn；步骤3）中每升地沟油中乙二胺的加入量为120-150mL，臭氧反应时间为15-20min，臭氧气体的流量为80-100mL/min；氧化后地沟油中的醛类化合物为正己醛、正壬醛、丙二醛。
具体实施例一：
1、试验步骤：
选用地沟油（直接采购于市场，酸值1.10mgKOH/g，皂化值191.14mgKOH/g）；试验材料选定为井下管柱材料J55钢，其化学成分见表1。试样加工成为片状试样（尺寸：50×10×3mm），其被处理后用作腐蚀失重试验和腐蚀电化学试验。试样材料的化学成分表1如下：
材料 C Si Mn P S Ni Cr Mo
J55 0.38 0.27 1.29 0.02 0.01 / 0.09 /
将上述所制得的防腐剂均匀的喷涂在J55钢试片表面上，将试片放在60℃的干燥箱中恒温干燥15min，重复上述过程三次，得到涂有防腐剂涂层的J55钢试片。
将原始J55钢试片和涂有防腐剂涂层的J55钢试片悬挂在40℃的油田采出水中，恒温浸泡72小时后，用清洗液（500mLHCl，20g六次甲基四胺，500mL蒸馏水）清洗试片，去除试样表面的腐蚀产物，再用无水乙醇处理后，测试前后质量，根据试片的失重情况按公式（1）计算试片的腐蚀速率，并观察腐蚀试样的微观形貌。
………………………………………………（1）
式中：F为腐蚀速率（mm/a）；m0和m1分别为试片腐蚀前后质量（g）；S为试片表面积（cm2）；t为挂片时间（d）；ρ为试片材质密度（g/cm3）。
电化学腐蚀测试，采用电化学工作站（CHI660B，上海辰华公司）测定样品的耐腐蚀性能，测试是在油田采出水中进行，采用三电极体系进行动电位极化曲线的测试，以饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为辅助电极，J55钢试片作为工作电极，用环氧树脂封装待测样品，暴露面积为1cm2，电位扫描速率为0.2mV/s。
2、实验结果分析：
图1为该防腐剂处理前后J55钢在油田采出水中的腐蚀速率。从图中可以看出，J55钢在防腐剂的作用下，其腐蚀速率比相同实验条件下的空白样腐蚀速率大大降低，由原来的1.2875mm/a降低到0.3218mm/a，腐蚀速率降低了近75%。
图2为该防腐剂处理前后J55钢在油田采出水中腐蚀的微观形貌。从图中可以看到，未经该防腐剂处理的J55钢其表面腐蚀明显，试片表面存在明显的点（坑）蚀，且有腐蚀产物生成；而经防腐剂处理的J55钢其表面腐蚀明显减轻，表面仅有少量的腐蚀产物生成，防腐剂对J55钢起到了很好的保护作用。
图3为该防腐剂处理前后J55钢在油田采出水中的动电位扫描极化曲线图。从图中看出，该防腐剂处理后J55钢样品的极化曲线发生了左移现象，而且其自腐蚀电位高于未处理的J55钢样品，表明处理后的J55钢其耐腐蚀性能增加。对极化曲线进行拟合，其腐蚀电位（Ecorr）和腐蚀电流密度（icorr）列于表2中。可以看出，经该防腐剂处理后J55钢的Ecorr为-0.409V，高于未处理的J55钢Ecorr=-0.461V，表明处理后的J55钢在油田采出水中的稳定性得到了提高；同时其icorr为2.09×10-5A/cm2，比未处理的J55钢icorr=7.94×10-5A/cm2下降了近2倍，表明该防腐剂可降低J55钢在油田采出水中的腐蚀速度。表2如下：
样品 Ecorr (V) icorr (A/cm2)
防腐剂处理前(a) -0.461 7.94×10-5
防腐剂处理后(b) -0.409 2.09×10-5

Claims (5)

1.一种利用地沟油制备防腐剂的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）首先将地沟油在80-95℃的温度下加热搅拌并进行气浮处理，使地沟油中的大量悬浮颗粒，以及这些悬浮颗粒所吸附的水分，随同气浮所产生的气泡一起上浮到液面，形成泡沫浮渣、油、水三相非均一体系，将泡沫浮渣收集清除，以此分离杂质；所述悬浮颗粒由淀粉、蛋白质和纤维素组成；
2）给经步骤1）处理后的地沟油连续通入臭氧，调节臭氧气体的流量和通入时间，使地沟油中的烯烃化合物与臭氧在催化剂Zn的作用下发生氧化反应；
3）将定量的乙二胺加入到步骤2）氧化后的地沟油中，在臭氧的作用下，乙二胺与氧化后地沟油中的醛类化合物发生反应制得防腐剂。
2.如权利要求1所述的一种利用地沟油制备防腐剂的方法，其特征在于上述氧化反应、氧化后的地沟油与乙二胺反应的化学方程式为：
。
3.如权利要求1所述的一种利用地沟油制备防腐剂的方法，其特征在于步骤2）中所用臭氧气体的流量为80-100mL/min，臭氧氧化每升地沟油的时间为10-15min。
4.如权利要求1所述的一种利用地沟油制备防腐剂的方法，其特征在于步骤3）中每升地沟油中乙二胺的加入量为120-150mL，臭氧反应时间为15-20min，臭氧气体的流量为80-100mL/min。
5.如权利要求1所述的一种利用地沟油制备防腐剂的方法，其特征在于步骤3）中所述氧化后地沟油中的醛类化合物为正己醛、正壬醛、丙二醛。
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