[1]Область применения, к которой относится изобретение, - химическая промышленность, а именно технология химического синтеза. Основное применение продукта - нефтедобыча и нефтепереработка - для поглощения сероводорода из нефти и нефтепродуктов.
[2]Двухстадийный способ получения 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина, который может быть использован в составе биоцидов, ингибиторов коррозии или как поглотитель сероводорода и меркаптанов для эффективного снижения содержания сероводорода и меркаптанов в водонефтяных системах и в мазутах, при этом имеющий температуру замерзания до -45°C, не содержащий формальдегида, отличающийся тем, что в качестве сырья для получения 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина используется газообразный метиламин и смесь параформальдегида и формалина, что позволяет достичь содержания в конечном продукте 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина 63-69 мас. % (в зависимости от процентного содержания формальдегида в используемой марке параформальдегида).
[3]На рисунке 1 изображена формула основного действующего вещества получаемого реагента.
[4]На рисунке 2 приведено уравнение реакции взаимодействия формальдегида с монометиламином.
[5]Известен способ получения ингибитора коррозии-бактерицида (Патент РФ №2259424) из 40% раствора формальдегида (формалина) и смеси из 48% метиламина и 52% диметиламина. Недостатком известного решения является то, что синтез проводится при низких температурах (0-2°C), с добавлением аминов в жидком виде. Учитывая, что температура кипения метиламина составляет -6,3°C, существует риск вскипания добавляемой смеси и соответственно больших потерь метиламина.
[6]Известен способ получения поглотителя сероводорода на основе смеси 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина и 1,3,5-три-(2-гидроксиэтил)-гексагидротриазина из 50% водного раствора монометиламина, 50% формальдегида и моноэтаноламина при 45-60°C (Патент US 7438877). Недостатком данного метода является низкое содержание 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина, высокая стоимость моноэтаноламина по сравнению с метиламином, более низкая поглотительная способность 1,3,5-три-(2-гидроксиэтил)-гексагидротриазина по отношению к сероводороду и меркаптанам по сравнению с поглотительной способностью 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина. Также присутствие в конечном продукте 1,3,5-три-(2-гидроксиэтил)-гексагидротриазина понижает растворимость продукта в углеводородах, соответственно понижая эффективность данного реагента для очистки нефтей и мазутов.
[7]Известен способ получения поглотителя сероводорода на основе смеси 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина и 1,3,5-три-(3-метоксипропил)-гексагидротриазина из 40% водного раствора метиламина, параформальдегида и 3-метоксипропиламина при 65-70°C (Патент US 5347004). Недостатком указанного аналога является низкое содержание 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина, высокая стоимость 3-метоксипропиламина по сравнению с метиламином, более низкая поглотительная способность 1,3,5-три-(3-метоксипропил)-гексагидротриазина по отношению к сероводороду и меркаптанам по сравнению с поглотительной способностью 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина.
[8]Наиболее близким к заявленному способу является способ получения 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина из параформальдегида и водного раствора метиламина при температуре до 60°C с 1,02-кратным мольным избытком монометиламина от стехиометрического (Патент ЕР 0636675). Основным недостатком данного метода является низкая концентрация 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина (45-50%) и, как следствие, - низкая поглотительная способность по отношению к сероводороду (0,49-0,55 г H2S/г раствора вещества по данным НИЛ «КОЛТЕК Интернешнл»). Низкая концентрация является следствием использования для синтеза водного раствора метиламина.
[9]Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение поглотительной способности известного соединения по отношению к сероводороду и меркаптанам, повышение биологической и ингибирующей активности за счет повышения концентрации реагента.
[10]Данная задача решается посредством того, что в заявленном изобретении «Двухстадийный способ получения концентрата 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина (l,3,5-trimethylhexahydro-l,3,5-triazine)» в качестве сырья для получения вещества используется смесь параформальдегида и раствора формальдегида (формалина) и газообразный метиламин.
[11]Метод приготовления включает в себя две стадии:
[13]По известным запатентованным технологиям получают 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазин максимально возможной концентрации 45-50%.
[15]I. Реакционную массу или ее часть, образовавшуюся в стадии I, оставляют в реакторе, туда же загружают параформальдегид исходя из соотношения жидкой и твердой фазы от 8 к 2 до 2 к 8 по массе.
[16]II. В полученную смесь при включенном перемешивании осуществляют подачу газообразного метиламина через барботер (количество монометиламина до 1,05-кратного избытка от стехиометрического). Температуру в реакционном узле поддерживают не ниже 30°C и не выше 70°C посредством принудительного охлаждения.
[17]III. После подачи необходимого количества монометиламина производят выдержку реакционной смеси при температуре 40-70°C в течение 2-4 часов для достижения максимального выхода целевого продукта.
[18]Техническим результатом данного процесса является получение в две стадии синтеза реагента, содержащего 63-69% 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина, имеющего температуру замерзания до -45°C, обладающего высокой эффективностью удаления сероводорода из мазутов и водонефтяных смесей, не содержащего остаточного количества формальдегида, что улучшает его экологические характеристики, обладающего бактерицидной активностью, отличающегося тем, что в качестве сырья для получения 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина используется газообразный метиламин и смесь 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина низкой концентрации и параформальдегида.
[19]Кроме того, проведение процесса в две стадии позволяет увеличить количество жидкой фазы (формалина) за счет твердой фазы (параформальдегида) на первой стадии протекания процесса и избежать потерь в результате проскока метиламина через реакционную смесь в начале проведения реакции.
[20]Пример 1. В 2013 году на промышленной установке в г. Дзержинск на предприятии группы компаний ООО «Синтез ОКА» было проведено несколько синтезов 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина по двухстадийной технологии, указанной в данном патенте. В результате были получены растворы 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина в воде с концентрацией 60-65%. Данные образцы были протестированы в НИЛ «КОЛТЕК Интернешнл». С помощью масс-спетрометрии было найдено, что в полученном растворе действительно содержится вещество, по структуре являющееся 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазином.
[21]Проведено изучение поглотительной способности по отношению к сероводороду, в результате определено, что поглотительная способность данных растворов по отношению
[22]к сероводороду составляет (0,61-0,76 г H2S/r раствора), что существенно выше, чем аналогичная величина для реагента, получаемого по патенту ЕР 0636675.
[23]Определено, что температура замерзания данных растворов составляет -45 - 50°C.
[24]Технологическая схема процесса получения реагента приведена на рисунке 3 «Описание процесса получения 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазина»:
[26]Из емкости 3 через мерник 4 в реактор 5, снабженный мешалкой, рубашкой, обратным холодильником и барботером, загружается расчетное количество формалина.
[27]Также в реактор 6, снабженный мешалкой, рубашкой и барботером, загружается расчетное количество формалина, используемого для улавливания газообразного метиламина, проскакивающего через основной реактор 5.
[28]Из емкости 2 посредством шнекового транспортера загружается расчетное количество параформа, необходимого для проведения первой стадии синтеза триазина.
[29]Подачу метиламина из емкости 1 через вентиль А начинают при температуре реакционной массы не ниже 30°C. Процесс экзотермичен. В рубашку реактора подают оборотную воду для охлаждения реакционной смеси и поддержания температуры в реакторе 5 40-70°C (на чертеже подача оборотной воды не показана). Дозирование метиламина проводят со скоростью, обеспечивающей указанную температуру.
[30]После окончания подачи метиламина в рубашку реактора 5 подают технологический пар для поддержания температуры в реакторе до 40-70°C и выдерживают реакционную смесь при данной температуре в течение 1-4 ч для окончания химической реакции.
[32]Из емкости 2 посредством шнекового транспортера загружается расчетное количество параформа, необходимого для проведения второй стадии синтеза триазина.
[33]Подачу метиламина из емкости 1 через вентиль А начинают при температуре реакционной массы не ниже 30°C. Процесс экзотермичен. В рубашку реактора подают оборотную воду для охлаждения реакционной смеси и поддержания температуры в реакторе 5 40-70°C (на чертеже подача оборотной воды не показана). Дозирование метиламина проводят со скоростью, обеспечивающей указанную температуру.
[34]После окончания подачи метиламина в рубашку реактора 5 подают технологический пар для поддержания температуры в реакторе до 40-70°C и выдерживают реакционную смесь при данной температуре в течение 2-4 ч для окончания химической реакции.
[35]Несконденсировавшиеся в обратном холодильнике реактора 5 пары, проходя через вентиль Б, промежуточную емкость и вентиль В и реактор 6 ,поступают на утилизацию.
[36]После дозировки расчетного количества метиламина и необходимой выдержки реакционную смесь охлаждают, а затем подают посредством насоса в емкость 7, откуда он может подаваться на дополнительную очистку или приготовление технических составов.
[37]Реакционную смесь из реактора 6 перед началом следующего синтеза можно использовать в качестве источника формальдегида вместо формалина (после предварительного анализа смеси на содержание триазина и свободного формальдегида).
