[发明专利]聚合抑制剂组合物

说明书

本文公开了组合物，所述组合物包含介于20wt％与50wt％之间的硝酰基化合物，如2,2,6,6‑四甲基哌啶基‑1‑氧基。所述组合物在现场运输和储存条件下是稳定的。所述组合物在介于‑20℃与60℃的温度下保持均匀且可泵送或可倾倒，即使温度在这个范围内波动10天到5年的时间并且即使用于运输和储存所述组合物的容器由金属制成或包含接触所述组合物的金属表面仍如此。

技术领域

本发明涉及当储存于在-20℃到60℃之间变化的温度下时稳定的聚合抑制剂的浓缩溶液。

背景技术

在生产和加工某些化学品的过程中，水被用来控制各种化学反应，例如，通过传递热量来使反应淬灭。当这种水与反应性的、正在反应的或反应后的化学品进行直接接触时，其通常被称为工艺用水。与石油化学产品接触的工艺用水常常包含各种可聚合不饱和化合物，如苯乙烯、茚和异戊二烯。分散在工艺用水中的这些物质的聚合导致低聚物和聚合物最终沉积在接触的设备表面上，这被称为结垢。结垢降低了加工系统的能效，降低了加工设备的产量并且在工艺系统方面产生了产品质量问题。

生产和加工如苯乙烯、异戊二烯、丙烯酸酯、丙烯酰胺等可聚合不饱和化合物，如例如通过蒸馏等形成、分离或纯化，还导致了产品流中不期望的聚合。即使在这种工艺流中有少量反应也会导致设备表面结垢以及所期望的物质的产率受损。

化学工业中使用各种方法来解决不饱和物质在化学加工流中不期望的或不合时宜的聚合。在一种常规方法中，采用分散剂(例如，表面活性剂或水溶助长剂)来保持潜在的污垢分散在水相中。另一种常规方法是使用聚合抑制剂来使聚合反应原位淬灭。一种有效的聚合抑制剂是(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基，由式I表示：

(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基和有关的结构(统称为“硝酰基化合物”)对于使水性和非水性反应性化学体系中的聚合反应淬灭是有效的。用于有效抑制加工流中的聚合的标准“剂量”可以是按加工流的重量计例如1ppm到500ppm的一种或多种硝酰基化合物。

在正常操作实验室条件下，硝酰基化合物是固体。有利的是，化学加工设备的操作者通过将这种固体化学品的浓缩溶液或分散体施加到工艺流来将这种固体化学品加入到工艺流中，以产生目标剂量的化学品。用于此目的的适合的浓缩物提供了最终使用的便利性以及最小体积材料的高效运输和储存。然而，周围的室外天气条件对将那些配制的浓缩物施加到与如石化加工设备等工业设备相关联的工艺流提出了特殊的挑战。这种浓缩物在经受低至-10℃或甚至-20℃的温度时必须保持可倾倒或可泵送以及基本上均匀。浓缩物必须可倾倒或可泵送，以使操作者能够使用如泵等计量方法容易地将浓缩物直接施加到工艺流。浓缩物必须进一步向工艺流递送基本上一致的组合物，而无需任何特殊步骤。因此，由相分离(如沉淀)引起的不均匀使浓缩物变得无用或导致需要使用另外的步骤来重新建立均匀，如混合或增温或两者。

制备满足这种现场使用的要求的硝酰基化合物的浓缩溶液或分散体具有挑战性。例如，通过简单地加入水或与水混溶性溶剂共混的水，在1个大气压和25℃的标准实验室条件下容易地形成包含30wt％或更多例如高达40wt％的4-羟基-(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-基)氧基(“HTMPO”)的溶液。然而，即使在25℃下，这些混合物也倾向于随着时间的推移而沉淀和/或凝胶化。许多这种组合物在低于0℃的温度下运输和/或储存时也会冻结。更稀的硝酰基化合物溶液或分散体如5wt％到15wt％经受更少的沉淀或凝胶化，但在低于0℃的温度下仍冻结。

工业中仍然需要提供具有至少20wt％的固体的硝酰基化合物的浓缩溶液或分散体，所述浓缩溶液或分散体在实际运输、储存和现场施加到工艺流期间可能存在的一系列条件下是可倾倒或可泵送的并且基本上均匀。

发明内容