中和成膜缓蚀阻垢剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于化学添加剂技术领域，具体的涉及一种中和成膜缓蚀阻垢剂及其制备方法。以质量百分数计，由以下原料组成：中和成膜胺10～15％，消盐剂20～40％，咪唑啉5～12％，增效剂2～6％，气相缓蚀剂5～14％，分散剂1.5～4％，清水剂0.5～1％，溶剂20～50％。本发明专利技术所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，能够完全控制塔顶低温部位的酸腐蚀和垢下腐蚀，并对系统已有的铵盐具有溶解除垢功能，剂耗低于同类产品20％以上，缓蚀率≥95％；同时具有良好的抗乳化性能，冷凝水清澈，含油量＜10ppm；冷凝水Fe

Neutralization film-forming corrosion and scale inhibitor and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
中和成膜缓蚀阻垢剂及其制备方法
本专利技术属于化学添加剂
，具体的涉及一种中和成膜缓蚀阻垢剂及其制备方法。
技术介绍
随着高酸、高硫原油加工量的不断增加，炼油厂设备的腐蚀日趋严重，已经影响到炼油装置的安全、稳定、长周期、满负荷、优质生产。蒸馏塔塔顶冷凝冷却部位受HCl+H2S+H2O体系的腐蚀，通常采用“三注”防腐工艺，即用中和剂降低冷凝系统的酸性物质，用成膜缓蚀剂在金属表面形成一层保护膜。传统的方法是采用注氨水中和冷凝液中的酸性物质，可在一定程度上缓解系统设备管线的腐蚀，但仍存在许多缺陷，主要表现在以下两个方面：(1)用氨水中和盐酸，pH值突跃范围很大，不可能控制塔顶系统pH值在6.0～7.5之间(一般系统的pH值大于9)。由于氨水不能进入塔回流线以下，NH4Cl会堵塞塔盘、降液管，引起垢下腐蚀；(2)氨水无法有效中和塔顶系统初凝区冷凝水中的酸性物，使得该部位设备、管线的腐蚀得不到有效控制，腐蚀严重。为了将蒸馏塔塔顶及冷凝冷却系统的pH值控制在6.0～7.5之间，20世纪90年代初美国已有80％的炼油厂把注氨水改为注有机胺，我国在90年代已陆续有些炼油厂改注有机胺，有的还同时加入缓蚀剂等助剂。近几年来，随着工艺防腐理论发展和技术的进步，国内外炼油厂开始逐渐采用注中和缓蚀剂技术来控制塔顶冷凝系统的腐蚀。目前为了解决HCl+H2S+H2O腐蚀问题，国内研发的中和缓蚀剂主要以中和作用为主，必须配合成膜缓蚀剂才能解决HCl+H2S+H2O体系的腐蚀，但仍不能有效解决塔顶铵盐结垢和垢下腐蚀问题，再者现有的中和缓蚀剂和成膜缓蚀剂的抗乳化性能非常差，常常导致油水分离器的冷凝水带油，COD超标，且自身存在与系统的HCl发生反应形成高沸点铵盐结垢现象。中国石化集团和中国石油集团下属各炼化公司曾尝试将有机胺中和剂和水溶性缓蚀剂复配成水溶性中和缓蚀剂，发现水溶性缓蚀剂都有一适用的pH范围，超出此范围则缓蚀性能好而水溶性不好，反之则水溶性好但缓蚀性能下降。而且水溶性中和缓蚀剂的组分有比水更高的沸点，易在塔内成盐，而这些固体盐往往有较高的熔点，会导致塔顶系统结垢严重。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种中和成膜缓蚀阻垢剂。该剂具有多种功能，既有中和酸性物的作用，又具有在金属表面成膜的功效，且具有防止和溶解铵盐沉积造成的结垢和垢下二次腐蚀问题，不需要单独添加油溶成膜缓蚀剂，能够彻底解决系统全面腐蚀、系统铵盐结垢和垢下腐蚀问题及冷凝水乳化带油问题。本专利技术所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，以质量百分数计，由以下原料组成：其中：所述的中和成膜胺是乙二胺和二甲胺的混合物，乙二胺与二甲胺的质量比例为3：0.5～1.5。所述的消盐剂是二甲基乙醇胺、乙醇胺和3-甲氧基丙胺的混合物；二甲基乙醇胺、乙醇胺与3-甲氧基丙胺的质量配比为0.4～1.2：4：0.4～1.3。咪唑啉是咪唑啉聚氧乙烯醚。所述的咪唑啉聚氧乙烯醚的制备方法为：油酸与三乙烯四胺按照1:1.15～1.25的摩尔比，在氮气保护下，反应温度控制130～150℃条件下进行加成脱水反应4～5小时，然后快速升温到190～200℃进行环化脱水4～6小时，最后在氮气保护下降温，减压蒸馏出未反应的产物得到油溶性咪唑啉；最后将油溶性咪唑啉和环氧乙烷按照摩尔比1:4～8，在90～100℃条件下反应3～5小时，进行乙氧基化反应改性，最终得到产物水溶性咪唑啉-咪唑啉聚氧乙烯醚。增效剂是丙炔醇、己炔醇或甲基戊炔醇中的一种。气相缓蚀剂是苯并三氮唑或六亚甲基四胺中的一种。分散剂是马来酸-丙烯酸共聚物或聚天冬氨酸中的一种或两种的混合物。清水剂是环氧氯丙烷二甲胺共聚物。溶剂为水。本专利技术所述的中和成膜缓蚀阻垢剂的制备方法，先按照原料配比向溶剂水中加入气相缓蚀剂搅拌溶解充分后，继续搅拌，陆续加入中和成膜胺、消盐剂、咪唑啉、增效剂、分散剂及清水剂组分，控制反应温度为20～30℃，在转速为100r/min的条件下，搅拌2～3小时至均匀，即得到最终产品。本专利技术所述的中和成膜缓蚀阻垢剂的作用机理如下：中和成膜胺组分具有成膜和中和作用，能高效中和塔顶冷凝区酸性物质，又能在设备表面形成一种稳定致密的吸附膜以防止缓蚀介质的侵蚀，能很好地控制塔顶低温轻油部位的盐酸露点腐蚀，同时能提供理想的、较窄的pH值控制范围，使得该部位设备、管线的腐蚀得到有效控制。消盐剂组分主要为碱性较强的有机成膜胺，不仅具有中和成膜作用，更重要的是与盐酸反应生成的盐具有极低的熔点，完全避免在低温塔顶部位系统中出现结盐堵塞现象，同时该组份可以通过化学反应有效溶解塔顶系统已形成的氯化铵盐垢。水溶性咪唑啉为吸附成膜缓蚀剂，分子结构中存在极性基团和非极性基团，极性基团的中心原子N有未共用的孤对电子，而金属表面存在空的d轨道时，中心电子的孤对电子就会与金属中的空d轨道相互作用形成配位键，使缓蚀剂分子吸附于金属表面，同时分子结构中含有π键也能与金属表面空的d轨道形成配位键π键吸附。非极性集团主要以C、H原子组成。因此成膜缓蚀剂依靠分子结构中的极性基团通过物理和化学吸附在设备表面形成一种稳定致密的吸附膜以防止缓蚀介质的侵蚀，而非极性基团排列在介质中，这样一方面有效地隔离了金属与腐蚀介质的接触，阻碍了腐蚀反应产物的扩散，同时还改变了双电层结构，提高了腐蚀反应的活化能，最终能很好地控制塔顶低温轻油部位的盐酸露点腐蚀、湿硫化氢腐蚀。增效剂起到吸附成膜缓蚀剂的作用，分子量较小，与咪唑啉缓蚀剂具有协同增效作用，弥补咪唑啉在金属表面的空间障碍，提高金属表面成膜的遮蔽效应。气相缓蚀剂作用主要是在塔顶流出线气相部位吸附在金属表面形成致密保护膜层从而起到防腐作用。分散剂防止塔顶低温冷凝部位中的硫化亚铁、氢氧化钙、氢氧化镁及铵盐的析出沉积形成垢下腐蚀。清水剂的作用主要是加速塔顶冷凝水油水分离，确保外排冷凝水澄清不含油。工业试验表明该配方各组分之间相互弥补促进，具有很强的协同增效作用，使得剂耗低于同类产品20％以上，加剂量在10～25ppm内，缓蚀率≥95％，有效解决了目前炼厂常减压装置塔顶低温部位普遍存在的铵盐结垢和垢下腐蚀的难题，同时抗乳化性能，冷凝水清澈，冷凝水Fe2+＜1.5mg/L，合格率＞95％，不含有氯磷等有害元素，现场使用方便环保无异味，对下游产品、生产和环保无不良影响。本专利技术所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，主要用于控制炼油厂常减压装置低温部位情况，是解决炼油厂常减压装置塔顶低温系统的全面腐蚀、垢下腐蚀和铵盐结垢问题的一种中和成膜缓蚀阻剂。本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本专利技术所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，既有中和酸性物的作用，又具有在金属表面成膜的功效，且具有防止和溶解铵盐沉积造成的结垢和垢下二次腐蚀问题，不需要单独添加油溶成膜缓蚀剂，能够彻底解决系统全面腐蚀、系统铵盐结垢和垢下腐蚀问题及冷凝水乳化带油问题。(2)本专利技术所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，能够完全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中和成膜缓蚀阻垢剂，其特征在于：以质量百分数计，由以下原料组成：/n

【技术特征摘要】
1.一种中和成膜缓蚀阻垢剂，其特征在于：以质量百分数计，由以下原料组成：





2.根据权利要求1所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，其特征在于：中和成膜胺是乙二胺和二甲胺的混合物；乙二胺与二甲胺的质量比例为3:0.5～1.5。


3.根据权利要求1所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，其特征在于：消盐剂是二甲基乙醇胺、乙醇胺和3-甲氧基丙胺的混合物；二甲基乙醇胺、乙醇胺与3-甲氧基丙胺的质量配比为0.4～1.2：4：0.4～1.3。


4.根据权利要求1所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，其特征在于：咪唑啉是咪唑啉聚氧乙烯醚。


5.根据权利要求4所述的中和成膜缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述的咪唑啉聚氧乙烯醚的制备方法为：油酸与三乙烯四胺按照1:1.15～1.25的摩尔比，在氮气保护下，反应温度控制130～150℃条件下进行加成脱水反应4～5小时，然后快速升温到190～200℃进行环化脱水4～6小时，最...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大伟，郭旭强，
申请(专利权)人：上海霖动环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31