本发明专利技术公开了一种用于加氢装置的阻垢剂及其制备方法和应用，解决石油炼制过程加氢装置反应器、加热炉、换热器有关设备的结焦积垢。该加氢阻垢剂结构通式如式（１）所示，其中，Ｒ是Ｃ↓［８］～Ｃ↓［２０］的烷基；Ｒ↓［２］为Ｈ，Ｒ↓［１］为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［２４］的烷基、烷氧基或芳基；或者是Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］均为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［１５］的烷基、烷氧基或芳基。使用本发明专利技术阻垢剂不仅可抑制结焦积垢，且生产简便易行，对环境无毒无害。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种抑制在转化烃油设备中形成的焦垢的阻垢剂，特别涉及一种用于加氢装置的阻垢剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着日益严格的油品质量指标和环境保护的要求，加氢装置在石油加工过程中的地位愈加重要。然而，随着原油日趋变重变差，加氢装置有关设备的结焦和腐蚀日益严重，腐蚀产物FeS以及不稳定物质聚合生成的焦炭容易在加氢原料换热器、反应器催化剂床层形成积垢。积垢在原料系统换热器沉积造成换热效率降低、能耗增加；积垢在反应器催化剂床层上沉积严重可形成象“毯子”一样的垢层，造成反应物流通道堵塞，床层压降增大，使能耗增加、处理量降低及开工周期缩短，严重时甚至会危及安全生产。目前，在我国尤其是以炼制高硫(含硫)原油为主的炼厂加氢装置，原料油换热器、催化剂床层积垢的情况普遍存在。国内外针对换热器积垢普遍采取加注微量阻垢剂的方法，并且得到明显效果。而对催化剂床层积垢国内的普遍做法是当床层压降增大至设计要求时，降低处理量，直至停工处理，严重影响了装置长周期安全运转。国外，已有报道使用床层阻垢剂能够明显降低床层压降，延长装置开工周期。实验研究表明，加氢装置催化剂床层的积垢主要由焦炭和FeS组成，FeS形成积垢的原因是：上游装置因腐蚀生成的FeS主要沉积在塔器、设备和管线的壁上，因冲刷作用通过原料携带至反应器，形成积垢。焦炭是有机垢，它的成因包括：①由硫、氮、氧等杂原子引发的自由基聚合反应；②原料中的稠环芳烃、胶质、沥青质等发生的缩合反应；③由原料中的铁等金属离子催化的自由基聚合反应。根据上述加氢装置催化剂床层的积垢形成机理，床层阻垢剂应具备以下功能：(1)对已形成并沉积在催化剂床层上的积垢(包括FeS、焦炭)具有聚集成球的作用，使已成为连续相的垢层出现孔隙，使物流得以通过。(2)能够改变自由基反应历程，阻止自由基生焦反应的发生。(3)能够钝化金属离子，避免金属催化自由基聚合反应。阻垢剂的研究始于上世纪六十年代，至今国际上仍有许多公司致力于该领域的开发。已往的阻垢剂技术大多数针对原料油换热系统的积垢问题。这些技术主要是从抑制有机垢的形成，以及促使已形成的焦垢溶解、分散于流体中的-->角度出发，避免焦垢在管道、换热器等设备形成沉积。如美国专利USP5271824公开了使用位阻酚型抗氧剂作为自由基终止剂，来抑制自由基聚合反应；USP5194620、USP5342505和CN1218095A分别了公开了用聚异丁烯丁二酰亚胺或其衍生物对形成的焦垢进行分散和增溶；USP4828674公开了用聚硫化烷基酚类化合物作为清净剂对已积垢的换热器表面进行除垢；USP4542253公开了用磷酸酯类化合物作为金属表面改性剂，抑制金属对焦垢生成的催化作用；USP4775458，USP4927561公开了将清净剂和抗氧剂等复合来控制焦垢的形成。也有少数专利针对加氢反应器床层积垢，如美国专利USP4155875，公开了在装置停工后，用含有机胺的清洗油对已结垢的催化剂床层进行清洗，达到除垢的目的。此技术只能在装置停工之后对床层进行清洗，不能延长装置的开工周期。美国专利US4921592公开了用烷基苯磺酸的长链胺盐作为阻垢剂，对已结垢的催化剂床层具有明显的降压作用。但该阻垢剂没有明显抑制有机垢生成的作用。美国专利USP4024048公开了用伯胺或仲胺中和的磷酸酯或硫代磷酸酯作为加氢脱硫装置换热器、加热炉、催化剂床层阻垢剂。该化合物作为阻垢剂具有钝化金属功能，并对堵塞的催化剂床层具有一定降压作用，但不具备抑制自由基聚合生焦的功能。目前，阻垢剂技术主要存在以下问题：(1)大多数阻垢剂技术是针对原料换热系统积垢问题，专门针对加氢装置反应器的阻垢剂很少。(2)针对加氢装置的清洗油技术只能在装置停工之后运用，不能延长装置的开工周期。(3)已有的床层阻垢剂功能单一，不能同时具备阻聚、金属钝化、降低床层压降等多种功能。
技术实现思路
本专利技术是为解决石油炼制过程加氢装置换热器、加热炉、反应器有关设备的结焦积垢，尤其是加氢装置反应器床层积垢问题，而提供一种用于加氢装置的阻垢剂及其制备方法和应用。本专利技术阻垢剂不仅可抑制结焦积垢，且生产简便易行，对环境无毒无害。本专利技术提供一种阻垢剂，其特征在于：该阻垢剂的结构通式如式(1)所示。-->其中，R是C8～C20的烷基，优选C10～C12烷基，最好是十二烷基；R2为H，R1为C1～C24的烷基、烷氧基或芳基，最好是C3～C20的烷基链；或者是R1和R2均为C1～C15的烷基、烷氧基或芳基，最好是C3～C10烷基。本专利技术阻垢剂的制备方法是：将烷基水杨酸与有机胺按照1∶1的摩尔比加入有机溶剂中，于压力为0.1Mpa，温度为30～100℃的条件下反应1～4小时，蒸馏脱除有机溶剂，即得本专利技术阻垢剂。本专利技术所述烷基水杨酸的结构通式如式(2)所示。其中，R是C8～C20的烷基，优选C12～C18烷基，最好是十二烷基。所述有机胺是脂肪胺、芳香胺、醇胺、二胺、聚胺或酰胺，最好是脂肪胺。所述脂肪胺是烷基伯胺、烷基仲胺或烷基叔胺；最好是烷基伯胺。所述烷基伯胺是C1～C24烷基伯胺，优选是C3～C20的烷基伯胺，最好是C12～C18的烷基伯胺，如十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、牛脂胺或椰油胺。所述烷基仲胺是C1～C15的烷基仲胺，最好是C3～C10烷基仲胺，如二异丙胺、二辛胺或二癸胺。所述芳香胺是二苯胺、对苯二胺或邻苯二胺；所述醇胺是单乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。所述酰胺是丁二酰亚胺。所述二胺是乙二胺或己二胺；所述聚胺是多乙烯多胺，其结构式为H2N(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2，其中n为1～6的整数。多乙烯多胺推荐使用二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或它们的混合物。本专利技术所述有机溶剂是直馏汽油、直馏柴油或芳烃。优选芳烃，最好是馏-->程为180～210℃的芳烃。本专利技术阻垢剂主要用于加氢装置反应器的结焦积垢。本专利技术提供的阻垢剂适用于的加氢装置包括加氢处理、加氢裂化、加氢精制、渣油加氢脱硫和重整预加氢等装置，尤其是蜡油加氢裂化装置、渣油加氢处理和加氢脱硫装置。本专利技术提供一种阻垢剂用于加氢装置反应器的使用方法，包括抑制加氢装置反应器床层积垢、延缓床层压降升高的使用方法，以及床层已明显积垢、降层明显升高时的使用方法。在装置开工初期，反应器床层无明显压降的情况，为避免床层积垢造成压降升高，以控制工作流体中的结焦前身物结焦积垢、防止焦垢在催化剂床层上沉积、延缓床层压降升高为主要目的，在加氢装置的工作流体中加入本专利技术提供的阻垢剂，阻垢剂的加入量是使工作流体中阻垢剂的量为10～200μg/g，最好是30～100μg/g。当床层因积垢压降明显升高至需降低处理量时，阻垢剂的加入量是使工作流体中阻垢剂的量为100～500μg/g，最好是100～300μg/g，用于改变反应器床层上已形成的“毯子”状的焦垢形态，使焦垢聚集成大颗粒，增加床层孔隙，降低床层压降。本专利技术所述的工作流体包括石脑油馏分、汽油馏分、煤油馏分、柴油馏分、蜡油馏分、常压渣油和减压渣油等。本专利技术对硫含量高、腐蚀倾向大的油品特别有效。本专利技术所述的结焦积垢是在原油及油品的加工过程中，工作流体通过自由基链反应、金属催化聚合、非催化聚合以及工作流体中原有的固体物质(包括油品中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于加氢装置的阻垢剂，其特征在于：该阻垢剂的结构通式如（１）式： ＊＊＊ （１） 其中，Ｒ是Ｃ↓［８］～Ｃ↓［２０］的烷基，Ｒ↓［２］为Ｈ，Ｒ↓［１］为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［２４］的烷基、烷氧基或芳基，或者是Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］均为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［１５］的烷基、烷氧基或芳基。
【技术特征摘要】
1.一种用于加氢装置的阻垢剂，其特征在于：该阻垢剂的结构通式如(1)式：其中，R是C8～C20的烷基，R2为H，R1为C1～C24的烷基、烷氧基或芳基，或者是R1和R2均为C1～C15的烷基、烷氧基或芳基。2.依照权利要求1所述的阻垢剂，其特征在于：R为C10～C12烷基。3.依照权利要求2所述的阻垢剂，其特征在于：R为十二烷基。4.依照权利要求1所述的阻垢剂，其特征在于：R2为H，R1为C3～C20的烷基。5.依照权利要求1所述的阻垢剂，其特征在于：R1和R2均为C3～C10烷基。6.权利要求1所述阻垢剂的制备方法，其特征在于：将烷基水杨酸与有机胺按照1∶1的摩尔比置于有机溶剂中，在压力0.1MPa、温度30～100℃的条件下反应1～4小时，蒸馏脱除有机溶剂，即得本发明阻垢剂，其中烷基水杨酸的结构通式如式(2)所示，其中：R是C8～C20的烷基，有机胺是脂肪胺、芳香胺、醇胺、二胺、聚胺或酰胺，有机溶剂是直馏汽油、直馏柴油或芳烃。7.依照权利要求6所述的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨莹，潘延民，郭鹏，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团洛阳石油化工工程公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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