CN101974348A - 一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种阻垢剂，一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于是一种组合物，由抗氧剂、阻聚剂、清净分散剂、金属钝化剂，分散剂、溶剂组成。以重量百分数计，其中抗氧剂2％-16％，阻聚剂2％-18％，清净分散10％-25％，金属钝化剂1％-5％，分散剂20％-45％，溶剂16％～40％。本发明的油浆系统的阻垢剂具有针对性强，阻垢效果好。它可以帮助解决油浆系统结焦和积垢的问题，从而延长装置的运行周期，提供一种专门用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其用量可以很少，很经济，可以有效地解决催化裂化装置的结垢问题，它填补了用于催化裂化油浆系统的阻垢剂方面的空白。具有很高的推广应用价值，具有很好的市场前景。

Description

一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂

技术领域

本发明涉及一种阻垢剂，更具体地说涉及一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂。

背景技术

在石油加工过程中，催化裂化装置是炼油厂效益最好的装置之一。随着原油质量的变重变差，石油加工条件也变得更为苛刻，石油加工设备和管道的结垢问题日益突出。作为主要二次加工装置的催化所用原料也随着变得越来越复杂，油浆中芳烃、稠环芳烃含量增加，致使掺炼重油的催化裂化装置结焦和积垢现象严重，换热器清洗频繁，装置运行周期明显缩短，能耗增加，处理量降低，轻油收率减少，经济效益明显下降，因此，催化裂化装置油浆系统结焦和积垢问题已成为制约装置长周期运行的主要问题。为此，国内外都进行了广泛的研究，提出了一系列减少结垢的方法，如改变操作条件，改变设备，在加工设备和管道时对其内表面进行化学钝化处理等。但是这些方法都有局限性，未能从根本上抑制结垢的产生。目前，开发出抑制结垢的阻垢剂是从根本上解决问题的方法。用阻垢剂来抑制石油加工设备和管道结垢的方法简便、更有效、更经济。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂.

为了弄清积垢形成的机理，对积垢物作出定性和定量的分析。从积垢组成数据可见，油浆换热器的积垢由有机物和无机物组成。

无机物主要是催化剂粉末。催化裂化反应后的油气中含有大量的催化剂细粉，经分馏塔底油浆冲洗后，这些催化剂细粉还是会留在分馏塔底或随油浆循环到换热器中沉积。灰分元素组成的分析结果表明，积垢中催化剂粉末约占50％以上，因此催化剂粉末是催化裂化油浆系统积垢的重要原因。另外一些无机物积垢是随催化裂化原料在储运、炼制过程中产生的腐蚀产物或生成的盐类。这些单个小颗粒杂质能集聚变成大颗粒，当颗粒的沉积速度比系统流速快时，杂质颗粒就沉积下来。如果有机物聚合物形成时，聚合物粘附性会加速小颗粒的聚集。

有机积垢比较复杂，也很难完全被鉴定，一般认为是由氧引发的聚会反应，以及多环芳烃、胶质、沥青质的脱氢缩合反应形成的。导致聚合反应的氧是在催化裂化原料储存和与其它污染原料接触中产生的，尽管原料中氧含量极低，也许只有几个百万分之一，但氧可以引发自由基，从而发生氧化链反应，使油浆中的烯烃发生聚合，油浆中的金属离子又能加速链增长反应。同时油浆中富含多环芳烃、胶质、沥青质，这些物质在催化裂化油浆系统较高温度条件下，在油浆中的过渡金属的催化作用下，会发生脱氢缩合反应，生成焦炭的前身物，粘积在设备表面。

鉴于油浆结垢形成的机理，用于催化裂化油浆系统的阻垢剂应具备如下功能。

首先，必须具有分散性能。能阻止悬浮在油浆中的催化剂粉末、腐蚀产物、盐类等聚集，以限制颗粒增大而沉积。分散性能是很多阻垢剂都具备的一种性能，具有清净分散性的化合物基本上含有亲油、极性、亲水的集团和表面活性的结构。阻垢剂以胶束形态分散于油中，与含氧化合物如羟基、羧基、羧基化合物形成胶囊，溶存于油中，阻止这些物质的进一步氧化和缩合。阻垢剂中的极性基团能在设备和管线的金属表面定向排列，阻止垢的沉积。

其次，阻垢剂还应具有抗氧化性能，能被与氧化的烃自由基形成惰性分子，阻止氧引发聚合。在氧存在下，受热、光和金属的催化作用，油品中的碳氢键受到破坏，发生自由基链反应，具有氧化性的阻垢剂能与被氧化的烃自由基形成惰性分子，终止链反应，使之不能形成大分子聚合物，阻止烃分子的聚合，减少有机垢的生成，以达到阻止有机垢生成的目的。

阻垢剂还应具有钝化金属的功能，能与油浆中金属离子反应形成稳定的络合物，由此反应形成的络合物，不会催化脱氢缩合反应和氧化链反应。

除此之外，阻垢剂还应具有抗腐蚀和表面改性功能，以保护设备金属表面，阻止积垢生成。

本发明针对油浆中催化剂粉末多等特点，复配选取分散剂及清净分散剂，选取的分散剂为无灰型分散剂。

本发明选取的氧化剂不是阻垢剂中常用的酚类抗氧剂。酚类抗氧剂在温度高时易分解，而催化裂化油浆系统的操作温度较高，选取常规的酚类抗氧剂效果不理想。

本发明选取的氧化剂和阻聚剂具有正协同作用，二者复配使用的效果远远超过单独使用的效果。

一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于是一种组合物，由抗氧剂、阻聚剂、清净分散剂、金属钝化剂，分散剂、溶剂组成。

以重量百分数计，其中抗氧剂2％-16％，阻聚剂2％-18％，清净分散10％-25％，金属钝化剂1％-5％，分散剂20％-45％，溶剂16％～40％。

制备方法，将溶剂置于容器内，然后启动搅拌，升温至20℃-55℃，按比例依次加入抗氧剂和阻聚剂，待完全溶解后，再依次按比例加入清净分散剂、金属钝化剂和分散剂，控制温度恒定，搅拌0.5～1小时后，制得阻垢剂产品。

所述的抗氧剂为亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯。

所述的阻聚剂为4，4′-双(2，2-二甲基苄基)二苯胺、二异辛基二苯胺、辛基/丁基二苯胺、二壬二苯胺中的至少一种。

所述的清净分散剂为高碱值合成磺酸钙，超碱值合成磺酸镁，硫磷化聚异丁烯钡盐及烷基水杨酸钙中的至少一种。

所述的金属钝化剂为N，N′-二亚水杨-1，2-丙二胺、双水杨二乙烯三胺、双水杨二丙烯三胺、复合有机胺的烷基酚盐中的至少一种。

所述的分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。

所述的溶剂柴油、煤油、甲苯、二甲苯中的一种。

作为优选，以重量百分数计，其分散剂为25％-39％，清净分散剂为12％-22％，抗氧剂为2％-10％，阻聚剂为5％-13％，金属钝化剂为2％-4％，溶剂为30％-37％。

所述的清净分散剂作为优选是超碱值合成磺酸镁。

所述的阻聚剂，作为优选是辛基/丁基二苯胺。

所述的金属钝化剂，优选为N，N′-二亚水杨-1，2-丙二胺。

本发明阻垢剂用于催化裂化油浆系统，使用温度一般为400℃以下，最好在390℃以下。

本发明的油浆系统的阻垢剂具有针对性强，阻垢效果好。它可以帮助解决油浆系统结焦和积垢的问题，从而延长装置的运行周期，提供一种专门用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其用量可以很少，很经济，可以有效地解决催化裂化装置的结垢问题，它填补了用于催化裂化油浆系统的阻垢剂方面的空白。具有很高的推广应用价值，具有很好的市场前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步的说明。

制备方法

第一步，将溶剂置于容器内，然后启动搅拌器，将溶剂升温至20℃-55℃，在搅拌下，按比例依次加入一定的抗氧剂和阻聚剂至完全溶解。

第二步，制备的溶液中再依次按比例加入清净分散剂、金属钝化剂和分散剂，控制到温度40℃～50℃，保持恒定，搅拌0.5～1小时后，冷却至常温，制得本阻垢剂产品。

按上述方法，制备阻垢剂产品实施例1-16，其结果列于表1。

(2)评价方法

本油浆系统的阻垢剂的阻垢效果的评价，在实验室内进行，其方法：

阻垢剂阻垢效果的评价装置，是根据传热原理设计的。测试中油浆连续通过一根不锈钢管(测试管)，开始时，由于垢物尚未在测试管内表面沉积，总传热热阻只是不锈钢管壁传热热阻。保持测试管内油浆流量、入口温度和加热炉恒定时，随着运行时间的加长，不断有垢物在测试管内壁沉积，形成了垢物层，阻止了热量的传递，此时的传热总热阻为管壁热阻和垢物热阻之和。

表1

如果保持油浆流速、入口温度和加热炉功率恒定时，随着垢物在测试管内壁上形成，传给油浆的热量就会减少，油浆出口温度就会下降，与没有积垢时测试管内的油浆温度有一温差ΔT，添加阻垢剂后减少垢物的生成，从而使油浆出口温度下降幅度减少，即ΔT减少。不同阻垢剂抗垢效果不同，油浆出口温度也各不相同，显然阻垢剂效果好的ΔT小；反之，则ΔT大，从而达到了阻垢剂性能优劣的目的。

(3)阻垢效果评定

阻垢剂阻垢效果可以用阻垢率来表示：

阻垢率＝(ΔT1-ΔT2)/ΔT1*100％

式中：ΔT1----不加阻垢剂时油浆出口温度变化；

ΔT2----加阻垢剂时油浆出口温度变化。

评价时，阻垢剂添加量为150ug/g，油浆流量10.0ml/min，油浆入口温度为85℃，油浆出口的起始温度380℃，加热炉温450℃。

用上述(2)、(3)方法对实施例1-16进行评价，其结果列于表2。

表2

实施例	阻垢率(％)
		1	70.8
2	78.4
		3	75.1
4	72.6
		5	76.4
6	75.7
		7	70.4
8	77.6
		9	75.3
10	76.8
		11	76.8
12	74.5
		13	75.4
14	77.1
		15	71.1
16	72.2

Claims (9)

1.一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于是一种组合物，由抗氧剂、阻聚剂、清净分散剂、金属钝化剂、分散剂、溶剂组成。

2.按照权利要求1所述一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于，其中抗氧剂2％-16％，阻聚剂2％-18％，清净分散剂10％-25％，金属钝化剂1％-5％，分散剂20％-45％，溶剂为16％～40％。

3.按照权利要求1所述一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于，所述的抗氧剂为2％-10％，阻聚剂为5％-13％，清净分散剂为12％-22％，金属钝化剂为2％-4％，分散剂为25％-39％，溶剂为30％～37％。

4.按照权利要求1或2所述一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于，所述的抗氧剂为亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯。

5.按照权利要求1或2所述一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于，所述的阻聚剂为4，4′-双(2，2-二甲基苄基)二苯胺、二异辛基二苯胺、辛基/丁基二苯胺、二壬二苯胺中的至少一种。

6.按照权利要求1或2所述一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于，所述的清净分散剂为高碱值合成磺酸钙、超碱值合成磺酸镁、硫磷化聚异丁烯钡盐及烷基水杨酸钙中的至少一种。

7.按照权利要求1或2所述一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于，所述的金属钝化剂为N，N′-二亚水杨-1，2-丙二胺、双水杨二乙烯三胺、双水杨二丙烯三胺、复合有机胺的烷基酚盐中的至少一种。

8.按照权利要求1或2所述一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于，所述的分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。

9.按照权利要求1或2所述一种用于催化裂化油浆系统的阻垢剂，其特征在于，所述的溶剂柴油、煤油、甲苯、二甲苯中的一种。