聚氧乙烯脂肪胺的生产与应用
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［２］戈罗德诺夫著，李蓉华，周大晨译。预防钻井过程中复杂情况的物理一化学方法。北京：石油工业
出版社。１９９２：９２。
［３）Ｂａｋｅｒ，Ｃ．Ｌ，ａｎｄ Ｇａｒｒｉｓｏｎ，Ｃ．Ｌ．”Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｈｅａｖｉｎｇ ｓｈａｌｅ”，Ｔｈｅ Ｏｉｌ Ｗｅｅｋｌｙ．Ｆｅｂｒｕａｒｙ
表ｌ环氧乙烷在各种稀释剂中的爆炸极限
稀释剂 氢气 甲烷 丁烷
爆炸浓度下限％
７５ ８５ ９７
稀释剂 氮气 乙烷
爆炸浓度下限％
７５ ９３
稀释剂 二氧化碳
丙烷
爆炸浓度下限％
８２ ９５
在生产过程中的任何操作，凡是与环氧乙烷接触的设备、管线等，都必须彻底排除空气，避免与环氧乙 烷接触。所有储存环氧乙烷的容器，都必须事先将空气赶净，容器的上部空间充填惰性气体。在储存的温 度与压力下，环氧乙烷的蒸气成分应保持在非爆炸的界限内。可利用冷却水来控制环氧乙烷的储存温度， 降低环氧乙烷的蒸气分压，同时应定期补充惰性气体，以保持混合气体组分在安全限度以内。
１聚氧乙烯脂肪胺的生产工艺
脂肪伯胺有两个活泼氢原子，其与环氧乙烷加成的反应产物中，有与两个氢原子反应的叔胺．也有与
一个氢原子反应的仲胺，反应产物的组成与环氧乙烷加成的工艺条件，催化剂的种类及反应器的类型等相
关。其反应方程式如下：
ＲＮＨ２＋ｎＣ、Ｒ∥９Ｈ２一ＲＮ
．Ｈ＼（ＣＨ２ＣＨ２０）ｎＨ
Ｒ：烃基或烯烃基
ｔｙ．ＵＳＰ ３，７４６，１０９，１９７２。
［７３ＳＰＥ ５９７５１。 ［８］鄢捷年等，钻井液优化设计与实用技术，东营，石油大学出版社，１９９３。 【９］Ｗｉｎｇｒａｖｅ Ｊ Ａ，ｅｔ ａｔ．Ｓｈａｌｅ—ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ＥＰ０，３３３，４５８Ａ２，１９８９。 【１０）Ｗｏｒｄ Ｉ，ｅｔ ａ１．Ｓｉｌｉｃａｔｅ—ｂａｓｅｄ ｍｕｄｓ：ｅｈｅｍｉｃａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ．ＳＰＥ ３７２６６．
／（ＣＨ２ＣＨ２０）ｘＨ
ＲＮＨ２十ｎＣｌ乇ｅ心一ＲＮ
＼。ｎ７
＼
（ＣＨ２ＣＨ２０）ｙＨ
Ｒ：烃基或烯烃基ｎ＝ｘ＋Ｙ
脂肪伯胺与环氧乙烷的加成反应一般分为两个阶段进行，第一阶段为２ｍｏｌ的环氧乙烷加成到胺的两
个活泼氢原子上，此时不需催化剂，反应可在ｉ００℃以上进行。
／ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ
ＲＮＨ２＋（’Ｈ２９Ｈ２一ＲＮ
——２２１——
６产品质量标准 表２列出了山东博兴华润油脂化学有限公司的产品标准
表２聚氧乙烯脂肪胺产品标准
产品代号
产品名称
ＬＮ一２ ＬＮ一５ ＬＮ一７ ＬＮ—１０ ＬＮ一１２ ＬＮ一１５ ＬＮ一２０ ＣＮ一２ ＣＮ一５ ＣＮ一８ ＣＮ一１０ ＣＮ一１５ ＣＮ一２０ ＣＮ一２５ ＳＮ一２ ＳＮ一５ ＳＮ一８ ＳＮ一１０ ＳＮ—１５ ＳＮ一２０ ＳＮ一２５ ＯＮ一２ ０Ｎ一５ ＯＮ一１０ ０Ｎ一１５ ｏＮ一２０ ＴＮ一２ ＴＮ一５ ＴＮ一１０ ＴＮ一１５ ＴＮ一２０ ＳＯＮ一２ ＳＯＮ一５ ＳＯＮ一１０ ＳＯＮ一１５ Ｓ０州一２０ ＳＢＮ一２ ＳＢＮ一５
境相容性，有可能成为替代油基或合成基泥浆的水基泥浆体系。一些发达国家对硅酸盐钻井液的研究与 应用已取得了丰富的成果，因此建议国内钻井界加强对该类钻井液体系的应用研究。
４．２硅酸盐钻井液的发展经历了硅酸盐加量从高到低的过程，它与纤维素类、淀粉类等处理剂可配
成性能优异的防塌钻井液，并且具有无毒、无荧光、成本低等特性，因此比沥青类及聚合醇类防塌剂的发展
Ｒ：烃基或烯烃基
、∥
＼ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ ．
得到的二羟乙基叔胺在碱性催化剂的存在下，与环氧乙烷作氧乙基链的增长反应，反应温度１５０℃以
上…。
Ｎ一烷基雨撑二胺与环氧乙烷的加成反应如下：
ＲＮＨＣＨ２ｃＨ２（｝ｋＮＨ２＋３∈Ｈ２／ＣＨ２－＋ＲＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ）２
＂ｉＴ
、ｃＨ２ｃＨ２０Ｈ
应用前景广阔。 ４ ３硅酸盐钻井液的理论的有待于深入发展。比如研究高模数的硅酸盐对含许多劣士和处理荆的
钻井液的粘度和动切力的影响；硅酸盐与有机处理剂的相互作用等等．以期使该类钻井液早日大规模在国 内推广应用。
参考文献
［１ＩＶａｎＯｏｒｔＥ ｅｔ ａ１．Ｓｉｌｉｃａｔｅ—ＢａｓｅｄＤｒｉｌｌｉｎｇＦｌｕｉｄｓ：Ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ，Ｃｏｓｔ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄＢｅｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏ ｗｅｌｌｂｏｒｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ．ＩＡＤＣ／ＳＰＥ ３５０５９．１９９６
４．５催化剂
不同类型的催化剂及不同的使用量，对反应速度的影响较大，得到的产品分子量分布也不～样，一般 使用碱性催化剂较多。
５安全操作 环氧乙烷是乙氧基化反应的主要原料，其液体不会爆炸，而气体既易燃又易爆，在空气中的爆炸范围 为３～１００％，防止环氧乙烷爆炸最可靠的方法是用氮气、二氧化碳或甲烷稀释它的蒸气，使环氧乙烷在各 种稀释剂中的气浓保持在爆炸极限以下。环氧乙烷在各种稀释剂中的爆炸极限（３）见表１
——２１９——
性转化，它们是白色、淡黄色或琥珀色的液体，或低熔点的固体，它们能溶于酸性介质，其多摩尔环氧乙烷
加成物可溶于中性及碱性百度文库液中，用无机酸中和可增加其水溶性，而用有机酸中和则会增加其油溶性。生
产聚氧乙烯脂肪胺常用的脂肪伯胺有十二烷基伯胺、十八烷基伯胺、椰油基伯胺、牛油基伯胺、氢化牛油基
伯胺、油酸基伯胺、大豆油酸基伯胺和Ｎ一烷基丙撑二胺等。
６ １９３９。
【４］ＢｎｇｅｒｓＷ Ｆ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆＯｉｌＷｅｌｌＤｒｉｌｌｉｎｇＨｕｉｄｓ，Ｒｅｖｉｓｅｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｇｕｌｆ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ
，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ，１９５３．
【５］ＤａｒｌｅｙＨＣＨ．Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ ｈａｒｄ ｓｈａｌｙｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｗｉｔｈ ａｌｋａｌｉｍｅｔａｌ ｓｉｌｉｃａｔｅ．ＬＩＳＰ ３，６４０，３４３，１９７０ 【６］Ｄａｒｌｅｙ Ｈ Ｃ Ｈ Ｓｈａｌｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｕｓｉｎｇ ａｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｌａｎｃｅｄ ａｃｔｉｖｉ．
聚氧乙烯脂肪胺的生产与应用
叶建泉（山东博兴华润油脂化学有限公司 山东博兴２５６５００）
＾摘要介绍聚氧乙烯脂肪胺的生产方法、生产装备、产品质量及产品的应用
关键词 聚氧乙烯脂肪胺脂肪笋胺Ｎ一烷基口铲二胺乙氧ｊ呼反应Ｅ９
聚氧乙烯脂肪胺是重要的脂肪胺衍生产品，也是非离子表面活性剂的主要品种。聚氧乙烯脂肪胺在 某种程度上具有阳离子表面活性剂的特征，但随着加成的环氧乙烷数量的增加，逐渐由阳离子性向非离子
的乙氧基化产品．缺点是产品的分子量分布较宽，产品色泽较差，易因静电等因素引发意外爆炸事故。反 应过程大多为将环氧乙烷直接通入液相中进行反应，反应热通过央套或内盘管移出。现国内仍有较多的
小型企业使用该类反应器。
３ ２意大利Ｐｒｅｓｓ反应器
反应器内的液相由泵抽出，经外部换热器换热后进入反应器内部的雾化喷嘴，雾化成极细的液滴，与
３．３ Ｂｕｓｓ公司的环路反应器 由带有文丘里的反应器、循环泵和外换热器组成环路反应器。原料进入反应器后经底部循环泵抽出 通过外换热器加热，再回到反应器的顶部，通过文丘里喷射器进入反应器。环氧乙烷从反应器的顶部进入 并气化，经旁路被吸入喷嘴，与物料发生混合。进行加成反应，反应过程中。由外换热器控制反应温度。由 于气液相混合后经过喷嘴的高速喷射，增大了气液接触的比表面积，强化了传质效率．使加成反应快速进 行。反应物料始终处于动态的气液接触状态，避免了ＥＯ的自聚的可能，副产物含量低，产品质量较好。 此外，反应器中冲人了－大量的氮气，消除了ＥＯ爆炸的危险，且反应器本身无任何传动部件，不存在产生静 电的威胁，操作十分安全。 ４乙氧基化反应的影响因素 ４ １反应温度： 升高反应温度可加快反应速度，但温度过高会增加环氧乙烷的自聚和副反应，使乙氧基化产品色泽加 深，若反应热不能及时移走，将会使反应失控，引起爆炸，所以应避免反应温度过低后的骤然升温，强化乙 氧基化反应的温度控制及环氧乙烷加入速度的调节，避免环氧乙烷在液相的积累。 ４．２水分含量： 在催化剂的存在下，反应物料含有少量水分时，易产生副产物聚乙二醇，成为影响产品质量的主要因 素之一，聚乙二醇不溶于水或微溶于乙氧基化产品，使最终产品外观混浊。所以，反应原料要严格控制水 分的含量。 ４．３氧含量 氧对加成产物有氧化与阻聚作用，在通人环氧乙烷之前，反应系统需真空除氧，氮气置换，整个反应过
期，应注意通人环氧乙烷的速度、反应温度及压力的控制。若反应开始，再逐渐增加环氧乙烷的进料速度， 达到规定的环氧乙烷加入量后，继续熟化一段时间。合格后，进行冷却。根据产品色泽情况，可进行漂白
处理，然后出料包装。
３聚氧乙烯脂肪胺的生产设备
３ １釜式反应器
要求有合适的搅拌装置、足够的换热面积及较好的轴封系统，该反应器的特点是适合小批量、多品种
程需在氮气保护中进行。微量氧在加热条件下，会使乙氧基化产物色泽加深。
４ ４环氧乙烷：
目前国内的环氧乙烷生产方法有两种，即氯醇法和乙烯直接氧化法。氯醇法生产的ＥＯ纯度低，杂质 多，醛含量高．用此ＥＯ生产的乙氧基化产品色泽深，质量差。乙烯直接氧化法生产的ＥＯ，纯度可达９９ ９９％，用此Ｅ０可以生产出高质量的乙氧基化产品。因醛较活泼，易起聚合、缩合及加成反应，生成带色 物，所以一般要求ＥＯ中的总醛含量小于０．０１％为好。
１９９７．
［１１）甘西平，固体硅酸钾钠抑制剂的研究和应用，钻采工艺，１９８７，１０（２）。 ［１２３张玉慈等，屏蔽聚磺钾泥浆解决ＫＳ一１井超高压差粘卡问题，钻井液与完井液，１９９４，１１（３）。 （１３］Ｚａｋｈａｒｏｖ Ａ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ｓｉｌｉｃｏｎ—ｂａｓｅｄ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｉｍｐｒｏｖｅ ｍｕｄ ｒｈｅｏｌｏｇｙ，Ｏｉｌ＆Ｇａｓ Ｊ，１９９２（８）． 【１４］ＢｏａｔｍａｎＣ＆ＯｙｌｅｒＫ，Ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ，Ｏｉｌ＆ＧａｓＲｅｐ，１９９５，（８）． ［１５ ３谭愈荣，复合胶质无固相钻井液与胶凝固壁堵漏，北京：地质出版社，１９９４。 ［１６］丁锐，硅酸盐钻井液的组成与流变性的关系，石油大学学报（自然科学版），１９９８，２２（３）。 ［１７３梁大川，硅酸盐钻井液稳定井壁机理分析，西南石油学院学报，１９９８，２０（２）。 ［１８３丁锐，硅酸盐钻井液防塌性能的室内研究，油田化学，１９９８，１５（１）。
充满反应器的气相环氧乙烷相接触进行加成反应。其特点是反应速度快，即使在比较温和的条件下也具有 很高的反应速度．是釜式反应器的３—５倍，具有较大的生产能力（２）。由于反应快，生产周期短，温度比较
一２２０——
稳定，加成反应能够得到较好的控制，因而可制得比较均匀的产品，产品色泽也较好。在每次循环中液滴 有着相同的轨迹和速度，反应分子有相同的增长速度，因而最终产品的分子量分布较窄。且降低＿『副产物 聚乙二醇的产生，主产物含量高。由于反应器气相部分没有任何传动部件，减少了，泄漏的可能性，也不存 在产生静电的威胁，防止了因静电而引起的意外事故。
聚氧乙烯月桂胺（２） 聚氧乙烯月桂胺（５） 聚氧乙烯月桂胺（７） 聚氧乙烯月桂胺（１０）
聚氧乙烯月桂胺（１２）
聚氧乙烯月桂胺（１５） 聚氧乙烯月桂胺（２０）
聚氧乙烯椰油胺（２） 聚氧乙烯椰油胺（５） 聚氧乙烯椰油胺（８） 聚氧乙烯椰油胺（１０） 聚氧乙烯椰油胺（１５） 聚氧乙烯椰油胺（２０） 聚氧乙烯椰油胺（２５） 聚氧乙烯硬脂胺（２） 聚氧乙烯硬脂胺（５） 聚氧乙烯硬脂胺（８） 聚氧乙烯硬脂胺（１０） 聚氧乙烯硬脂胺（１５） 聚氧乙烯硬脂胺（２０） 聚氧乙烯硬脂胺（２５） 聚氧乙烯油胺（２） 聚氧乙烯油胺（５） 聚氧乙烯油胺（１０） 聚氧乙烯油胺（１５） 聚氧乙烯油胺（２０）’ 聚氧乙烯牛油胺（２） 聚氧乙烯牛油胺（５） 聚氧乙烯牛油胺（１０） 聚氧乙烯牛油胺（１５） 聚氧乙烯牛油胺（２０） 聚氧乙烯大豆油胺（２） 聚氧乙烯大豆油胺（５） 聚氧乙烯大豆油胺（１０） 聚氧乙烯大豆油胺（１５） 聚氧乙烯大豆油胺（２０） 聚氧乙烯十八胺（２） 聚氧乙烯十八胺（５）
Ｒ：烃基或烯烃基
继续与环氧乙烷加成可得聚氧乙烯脂肪二胺
．（ＣＨ２ＣＨ２０）。Ｈ
ＲＮＨＣＨ２ＣＨａＣＨ２ＮＨ２＋ｎＣＨ２舛一Ｒ哗Ｈ２ＣＨ２ ｃＨ２Ｎ－（ＣＨ２ ｃＨ２０），Ｈ
。
（ＣＨ２ＣＨ２０）：Ｈ
Ｒ：烃基或烯烃基ｎ＝ｘ＋Ｙ＋ｚ ２聚氧乙烯脂肪胺的生产过程
将原料投入反应器，经脱水、置换并加热至反应温度后，通人环氧乙烷进行反应，反应开始时存在诱导
出版社。１９９２：９２。
［３）Ｂａｋｅｒ，Ｃ．Ｌ，ａｎｄ Ｇａｒｒｉｓｏｎ，Ｃ．Ｌ．”Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｈｅａｖｉｎｇ ｓｈａｌｅ”，Ｔｈｅ Ｏｉｌ Ｗｅｅｋｌｙ．Ｆｅｂｒｕａｒｙ
表ｌ环氧乙烷在各种稀释剂中的爆炸极限
稀释剂 氢气 甲烷 丁烷
爆炸浓度下限％
７５ ８５ ９７
稀释剂 氮气 乙烷
爆炸浓度下限％
７５ ９３
稀释剂 二氧化碳
丙烷
爆炸浓度下限％
８２ ９５
在生产过程中的任何操作，凡是与环氧乙烷接触的设备、管线等，都必须彻底排除空气，避免与环氧乙 烷接触。所有储存环氧乙烷的容器，都必须事先将空气赶净，容器的上部空间充填惰性气体。在储存的温 度与压力下，环氧乙烷的蒸气成分应保持在非爆炸的界限内。可利用冷却水来控制环氧乙烷的储存温度， 降低环氧乙烷的蒸气分压，同时应定期补充惰性气体，以保持混合气体组分在安全限度以内。
１聚氧乙烯脂肪胺的生产工艺
脂肪伯胺有两个活泼氢原子，其与环氧乙烷加成的反应产物中，有与两个氢原子反应的叔胺．也有与
一个氢原子反应的仲胺，反应产物的组成与环氧乙烷加成的工艺条件，催化剂的种类及反应器的类型等相
关。其反应方程式如下：
ＲＮＨ２＋ｎＣ、Ｒ∥９Ｈ２一ＲＮ
．Ｈ＼（ＣＨ２ＣＨ２０）ｎＨ
Ｒ：烃基或烯烃基
ｔｙ．ＵＳＰ ３，７４６，１０９，１９７２。
［７３ＳＰＥ ５９７５１。 ［８］鄢捷年等，钻井液优化设计与实用技术，东营，石油大学出版社，１９９３。 【９］Ｗｉｎｇｒａｖｅ Ｊ Ａ，ｅｔ ａｔ．Ｓｈａｌｅ—ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ＥＰ０，３３３，４５８Ａ２，１９８９。 【１０）Ｗｏｒｄ Ｉ，ｅｔ ａ１．Ｓｉｌｉｃａｔｅ—ｂａｓｅｄ ｍｕｄｓ：ｅｈｅｍｉｃａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｉｅｌｄ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ．ＳＰＥ ３７２６６．
／（ＣＨ２ＣＨ２０）ｘＨ
ＲＮＨ２十ｎＣｌ乇ｅ心一ＲＮ
＼。ｎ７
＼
（ＣＨ２ＣＨ２０）ｙＨ
Ｒ：烃基或烯烃基ｎ＝ｘ＋Ｙ
脂肪伯胺与环氧乙烷的加成反应一般分为两个阶段进行，第一阶段为２ｍｏｌ的环氧乙烷加成到胺的两
个活泼氢原子上，此时不需催化剂，反应可在ｉ００℃以上进行。
／ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ
ＲＮＨ２＋（’Ｈ２９Ｈ２一ＲＮ
——２２１——
６产品质量标准 表２列出了山东博兴华润油脂化学有限公司的产品标准
表２聚氧乙烯脂肪胺产品标准
产品代号
产品名称
ＬＮ一２ ＬＮ一５ ＬＮ一７ ＬＮ—１０ ＬＮ一１２ ＬＮ一１５ ＬＮ一２０ ＣＮ一２ ＣＮ一５ ＣＮ一８ ＣＮ一１０ ＣＮ一１５ ＣＮ一２０ ＣＮ一２５ ＳＮ一２ ＳＮ一５ ＳＮ一８ ＳＮ一１０ ＳＮ—１５ ＳＮ一２０ ＳＮ一２５ ＯＮ一２ ０Ｎ一５ ＯＮ一１０ ０Ｎ一１５ ｏＮ一２０ ＴＮ一２ ＴＮ一５ ＴＮ一１０ ＴＮ一１５ ＴＮ一２０ ＳＯＮ一２ ＳＯＮ一５ ＳＯＮ一１０ ＳＯＮ一１５ Ｓ０州一２０ ＳＢＮ一２ ＳＢＮ一５
境相容性，有可能成为替代油基或合成基泥浆的水基泥浆体系。一些发达国家对硅酸盐钻井液的研究与 应用已取得了丰富的成果，因此建议国内钻井界加强对该类钻井液体系的应用研究。
４．２硅酸盐钻井液的发展经历了硅酸盐加量从高到低的过程，它与纤维素类、淀粉类等处理剂可配
成性能优异的防塌钻井液，并且具有无毒、无荧光、成本低等特性，因此比沥青类及聚合醇类防塌剂的发展
Ｒ：烃基或烯烃基
、∥
＼ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ ．
得到的二羟乙基叔胺在碱性催化剂的存在下，与环氧乙烷作氧乙基链的增长反应，反应温度１５０℃以
上…。
Ｎ一烷基雨撑二胺与环氧乙烷的加成反应如下：
ＲＮＨＣＨ２ｃＨ２（｝ｋＮＨ２＋３∈Ｈ２／ＣＨ２－＋ＲＮＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ２ＣＨ２０Ｈ）２
＂ｉＴ
、ｃＨ２ｃＨ２０Ｈ
应用前景广阔。 ４ ３硅酸盐钻井液的理论的有待于深入发展。比如研究高模数的硅酸盐对含许多劣士和处理荆的
钻井液的粘度和动切力的影响；硅酸盐与有机处理剂的相互作用等等．以期使该类钻井液早日大规模在国 内推广应用。
参考文献
［１ＩＶａｎＯｏｒｔＥ ｅｔ ａ１．Ｓｉｌｉｃａｔｅ—ＢａｓｅｄＤｒｉｌｌｉｎｇＦｌｕｉｄｓ：Ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ，Ｃｏｓｔ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄＢｅｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｏ ｗｅｌｌｂｏｒｅ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ．ＩＡＤＣ／ＳＰＥ ３５０５９．１９９６
４．５催化剂
不同类型的催化剂及不同的使用量，对反应速度的影响较大，得到的产品分子量分布也不～样，一般 使用碱性催化剂较多。
５安全操作 环氧乙烷是乙氧基化反应的主要原料，其液体不会爆炸，而气体既易燃又易爆，在空气中的爆炸范围 为３～１００％，防止环氧乙烷爆炸最可靠的方法是用氮气、二氧化碳或甲烷稀释它的蒸气，使环氧乙烷在各 种稀释剂中的气浓保持在爆炸极限以下。环氧乙烷在各种稀释剂中的爆炸极限（３）见表１
——２１９——
性转化，它们是白色、淡黄色或琥珀色的液体，或低熔点的固体，它们能溶于酸性介质，其多摩尔环氧乙烷
加成物可溶于中性及碱性百度文库液中，用无机酸中和可增加其水溶性，而用有机酸中和则会增加其油溶性。生
产聚氧乙烯脂肪胺常用的脂肪伯胺有十二烷基伯胺、十八烷基伯胺、椰油基伯胺、牛油基伯胺、氢化牛油基
伯胺、油酸基伯胺、大豆油酸基伯胺和Ｎ一烷基丙撑二胺等。
６ １９３９。
【４］ＢｎｇｅｒｓＷ Ｆ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆＯｉｌＷｅｌｌＤｒｉｌｌｉｎｇＨｕｉｄｓ，Ｒｅｖｉｓｅｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｇｕｌｆ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ
，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ，１９５３．
【５］ＤａｒｌｅｙＨＣＨ．Ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆ ｈａｒｄ ｓｈａｌｙｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｗｉｔｈ ａｌｋａｌｉｍｅｔａｌ ｓｉｌｉｃａｔｅ．ＬＩＳＰ ３，６４０，３４３，１９７０ 【６］Ｄａｒｌｅｙ Ｈ Ｃ Ｈ Ｓｈａｌｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｕｓｉｎｇ ａｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｂａｌａｎｃｅｄ ａｃｔｉｖｉ．
聚氧乙烯脂肪胺的生产与应用
叶建泉（山东博兴华润油脂化学有限公司 山东博兴２５６５００）
＾摘要介绍聚氧乙烯脂肪胺的生产方法、生产装备、产品质量及产品的应用
关键词 聚氧乙烯脂肪胺脂肪笋胺Ｎ一烷基口铲二胺乙氧ｊ呼反应Ｅ９
聚氧乙烯脂肪胺是重要的脂肪胺衍生产品，也是非离子表面活性剂的主要品种。聚氧乙烯脂肪胺在 某种程度上具有阳离子表面活性剂的特征，但随着加成的环氧乙烷数量的增加，逐渐由阳离子性向非离子
的乙氧基化产品．缺点是产品的分子量分布较宽，产品色泽较差，易因静电等因素引发意外爆炸事故。反 应过程大多为将环氧乙烷直接通入液相中进行反应，反应热通过央套或内盘管移出。现国内仍有较多的
小型企业使用该类反应器。
３ ２意大利Ｐｒｅｓｓ反应器
反应器内的液相由泵抽出，经外部换热器换热后进入反应器内部的雾化喷嘴，雾化成极细的液滴，与
３．３ Ｂｕｓｓ公司的环路反应器 由带有文丘里的反应器、循环泵和外换热器组成环路反应器。原料进入反应器后经底部循环泵抽出 通过外换热器加热，再回到反应器的顶部，通过文丘里喷射器进入反应器。环氧乙烷从反应器的顶部进入 并气化，经旁路被吸入喷嘴，与物料发生混合。进行加成反应，反应过程中。由外换热器控制反应温度。由 于气液相混合后经过喷嘴的高速喷射，增大了气液接触的比表面积，强化了传质效率．使加成反应快速进 行。反应物料始终处于动态的气液接触状态，避免了ＥＯ的自聚的可能，副产物含量低，产品质量较好。 此外，反应器中冲人了－大量的氮气，消除了ＥＯ爆炸的危险，且反应器本身无任何传动部件，不存在产生静 电的威胁，操作十分安全。 ４乙氧基化反应的影响因素 ４ １反应温度： 升高反应温度可加快反应速度，但温度过高会增加环氧乙烷的自聚和副反应，使乙氧基化产品色泽加 深，若反应热不能及时移走，将会使反应失控，引起爆炸，所以应避免反应温度过低后的骤然升温，强化乙 氧基化反应的温度控制及环氧乙烷加入速度的调节，避免环氧乙烷在液相的积累。 ４．２水分含量： 在催化剂的存在下，反应物料含有少量水分时，易产生副产物聚乙二醇，成为影响产品质量的主要因 素之一，聚乙二醇不溶于水或微溶于乙氧基化产品，使最终产品外观混浊。所以，反应原料要严格控制水 分的含量。 ４．３氧含量 氧对加成产物有氧化与阻聚作用，在通人环氧乙烷之前，反应系统需真空除氧，氮气置换，整个反应过
期，应注意通人环氧乙烷的速度、反应温度及压力的控制。若反应开始，再逐渐增加环氧乙烷的进料速度， 达到规定的环氧乙烷加入量后，继续熟化一段时间。合格后，进行冷却。根据产品色泽情况，可进行漂白
处理，然后出料包装。
３聚氧乙烯脂肪胺的生产设备
３ １釜式反应器
要求有合适的搅拌装置、足够的换热面积及较好的轴封系统，该反应器的特点是适合小批量、多品种
程需在氮气保护中进行。微量氧在加热条件下，会使乙氧基化产物色泽加深。
４ ４环氧乙烷：
目前国内的环氧乙烷生产方法有两种，即氯醇法和乙烯直接氧化法。氯醇法生产的ＥＯ纯度低，杂质 多，醛含量高．用此ＥＯ生产的乙氧基化产品色泽深，质量差。乙烯直接氧化法生产的ＥＯ，纯度可达９９ ９９％，用此Ｅ０可以生产出高质量的乙氧基化产品。因醛较活泼，易起聚合、缩合及加成反应，生成带色 物，所以一般要求ＥＯ中的总醛含量小于０．０１％为好。
１９９７．
［１１）甘西平，固体硅酸钾钠抑制剂的研究和应用，钻采工艺，１９８７，１０（２）。 ［１２３张玉慈等，屏蔽聚磺钾泥浆解决ＫＳ一１井超高压差粘卡问题，钻井液与完井液，１９９４，１１（３）。 （１３］Ｚａｋｈａｒｏｖ Ａ Ｐ，ｅｔ ａ１．Ｓｉｌｉｃｏｎ—ｂａｓｅｄ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｉｍｐｒｏｖｅ ｍｕｄ ｒｈｅｏｌｏｇｙ，Ｏｉｌ＆Ｇａｓ Ｊ，１９９２（８）． 【１４］ＢｏａｔｍａｎＣ＆ＯｙｌｅｒＫ，Ｓｙｓｔｅｍ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｓ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ，Ｏｉｌ＆ＧａｓＲｅｐ，１９９５，（８）． ［１５ ３谭愈荣，复合胶质无固相钻井液与胶凝固壁堵漏，北京：地质出版社，１９９４。 ［１６］丁锐，硅酸盐钻井液的组成与流变性的关系，石油大学学报（自然科学版），１９９８，２２（３）。 ［１７３梁大川，硅酸盐钻井液稳定井壁机理分析，西南石油学院学报，１９９８，２０（２）。 ［１８３丁锐，硅酸盐钻井液防塌性能的室内研究，油田化学，１９９８，１５（１）。
充满反应器的气相环氧乙烷相接触进行加成反应。其特点是反应速度快，即使在比较温和的条件下也具有 很高的反应速度．是釜式反应器的３—５倍，具有较大的生产能力（２）。由于反应快，生产周期短，温度比较
一２２０——
稳定，加成反应能够得到较好的控制，因而可制得比较均匀的产品，产品色泽也较好。在每次循环中液滴 有着相同的轨迹和速度，反应分子有相同的增长速度，因而最终产品的分子量分布较窄。且降低＿『副产物 聚乙二醇的产生，主产物含量高。由于反应器气相部分没有任何传动部件，减少了，泄漏的可能性，也不存 在产生静电的威胁，防止了因静电而引起的意外事故。
聚氧乙烯月桂胺（２） 聚氧乙烯月桂胺（５） 聚氧乙烯月桂胺（７） 聚氧乙烯月桂胺（１０）
聚氧乙烯月桂胺（１２）
聚氧乙烯月桂胺（１５） 聚氧乙烯月桂胺（２０）
聚氧乙烯椰油胺（２） 聚氧乙烯椰油胺（５） 聚氧乙烯椰油胺（８） 聚氧乙烯椰油胺（１０） 聚氧乙烯椰油胺（１５） 聚氧乙烯椰油胺（２０） 聚氧乙烯椰油胺（２５） 聚氧乙烯硬脂胺（２） 聚氧乙烯硬脂胺（５） 聚氧乙烯硬脂胺（８） 聚氧乙烯硬脂胺（１０） 聚氧乙烯硬脂胺（１５） 聚氧乙烯硬脂胺（２０） 聚氧乙烯硬脂胺（２５） 聚氧乙烯油胺（２） 聚氧乙烯油胺（５） 聚氧乙烯油胺（１０） 聚氧乙烯油胺（１５） 聚氧乙烯油胺（２０）’ 聚氧乙烯牛油胺（２） 聚氧乙烯牛油胺（５） 聚氧乙烯牛油胺（１０） 聚氧乙烯牛油胺（１５） 聚氧乙烯牛油胺（２０） 聚氧乙烯大豆油胺（２） 聚氧乙烯大豆油胺（５） 聚氧乙烯大豆油胺（１０） 聚氧乙烯大豆油胺（１５） 聚氧乙烯大豆油胺（２０） 聚氧乙烯十八胺（２） 聚氧乙烯十八胺（５）
Ｒ：烃基或烯烃基
继续与环氧乙烷加成可得聚氧乙烯脂肪二胺
．（ＣＨ２ＣＨ２０）。Ｈ
ＲＮＨＣＨ２ＣＨａＣＨ２ＮＨ２＋ｎＣＨ２舛一Ｒ哗Ｈ２ＣＨ２ ｃＨ２Ｎ－（ＣＨ２ ｃＨ２０），Ｈ
。
（ＣＨ２ＣＨ２０）：Ｈ
Ｒ：烃基或烯烃基ｎ＝ｘ＋Ｙ＋ｚ ２聚氧乙烯脂肪胺的生产过程
将原料投入反应器，经脱水、置换并加热至反应温度后，通人环氧乙烷进行反应，反应开始时存在诱导