CN102775265A - 一种乙烯装置用高效阻聚抗垢剂及其合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于精细化工技术领域，涉及一种专用于乙烯装置的阻聚抗垢剂及其合成方法。阻聚抗垢剂的组分及各组分的质量百分比含量为：抗氧剂10-25％，清净剂5-20％，胺类阻聚剂15-20％，分散剂5-20％，其余为溶剂。它使用在石脑油裂解制乙烯工艺的乙烯装置分离系统，在分离系统分离裂解产物时阻止物料的聚合结垢，保证装置的安、稳、长、满、优运行。本发明通过将抗氧、阻聚、分散、清净组分的合理复配，最大化提高阻聚抗垢剂的协同效应，提高阻聚抗垢剂的性能，从而使乙烯分离系统物料中加入少量的本发明的阻聚抗垢剂就能获得理想的阻聚清垢能力。

Description

一种乙烯装置用高效阻聚抗垢剂及其合成方法

技术领域

本发明属于精细化工技术领域，涉及一种专用于乙烯装置的阻聚抗垢剂及其合成方法。它使用在石脑油裂解制乙烯工艺的乙烯装置分离系统，在分离系统分离裂解产物时阻止物料的聚合结垢，保证装置的安、稳、长、满、优运行。

背景技术

乙烯生产中，轻烃及石脑油等原料经过高温裂解和急冷所得到的裂解气再经过压缩、碱洗净化和分离最终得到聚合级乙烯及丙烯等产品。裂解气的组成比较复杂，含有多种烯烃、二烯烃、炔烃等不饱和烃类及少量的饱和烷烃。不饱和烃类物质容易在分离系统的部分温度较高（>60℃）的操作单元（如凝液汽提塔、脱乙烷塔、高压脱丙烷塔、低压脱丙烷塔、脱丁烷塔等）的塔盘、再沸器、管线等部位发生聚合结垢。结垢后轻者将造成换热器的能力下降，乙烯装置能耗增加，运转周缩短。重者将造成乙烯装置加工能力下降甚至导致非计划停工检修，影响装置的“ 安、稳、长、满、优” 运行。

在在分离系统的物料中加入一定量的阻聚剂有助于延缓不饱和烃的结垢速度，延长操作单元的运行周期，降低检修费用，对装置的长周期、大负荷运行有着重要的意义。

在现有技术中，抑制乙烯基化合物聚合的阻聚剂种类很多，如中国专利CN1111605中报道了采用吩噻嗪、氢醌、对甲氧基苯酚、甲酚、苯酚、叔丁基邻苯二酚、二苯胺和亚甲基兰、二硫代氨基甲酸铜化合物和至少一种金属的乙酸盐或该金属的氧化物作为聚合阻聚剂在乙烯基化合物蒸馏过程中的应用；如中国专利CN102295499A中报道了采用哌啶氧自由基、硝基酚或苯醌中的一种或两种以上的混合物和二甘醇单甲醚、二甘醇双甲醚或二甘醇单丁醚中的一种或两种以上的混合物复配来作为聚合阻聚剂在乙烯基化合物分离过程中的应用；在美国专利US6518374中报道了采用N取代烷基哌啶酮类和对甲氧基苯酚复配的阻聚剂；美国专利US6770222中报道了采用哌啶类和含磷抗氧剂复配的阻聚剂；美国专利US6592722中报道了采用哌啶类和胺类阻聚剂复配的阻聚剂。

但是此类阻聚剂只是单纯强调阻聚活泼烯烃的聚合，没有考虑到如何减少分离系统中已生成结垢物的积累，特别是清除脱乙烷塔、高压脱丙烷塔、低压脱丙烷塔、脱丁烷塔等的塔盘、再沸器、管线等部位发生聚合结垢。

发明内容

本发明的目的是提供一种专用于乙烯装置的阻聚抗垢剂及其合成方法。该阻聚抗垢剂的阻聚组分包括酚类抗氧剂和胺类阻聚剂，抗垢组分包括清净剂和分散剂，通过多种活性组分的复配，起到抑制烯烃聚合和迅速清除聚合结垢物的双重目的，从而有效保证乙烯分离系统的长周期运行。

本发明的主要体技术方案：

一种乙烯装置用高效阻聚抗垢剂，该阻聚抗垢剂的组分及各组分的质量百分比含量为：抗氧剂10-25％，清净剂5-20％，胺类阻聚剂15-20％，分散剂5-20％，其余为溶剂。

一般地，所述的抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、2，6-二叔丁基苯酚、2-叔丁基 -4，6-二甲基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，6-二叔丁基-4-正丁基酚、2，6- 二叔丁基-4-异丁基苯酚、2，6-二环戊基-4-甲基苯酚，2-(β-甲基环己基)-4，6- 二甲基苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、2-叔丁基-4，6-二硝基苯酚、以及萘酚、丁香酚中的一种或两种以上的混合物。

所述的清净剂为十二烷基苯磺酸盐、十二烷基水杨酸盐、重烷基苯磺酸盐、二十~二十四烷基苯磺酸盐、双十二烷基苯磺酸盐中的一种或两种以上的混合物。

所述的胺类阻聚剂为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、双十八烷基甲基叔胺、三辛烷基叔胺、三癸烷基叔胺、三-十二烷基叔胺、三-十六烷基叔胺、十二烷基伯胺、椰油烷基伯胺、对苯二胺、N，N’-二烷基对苯二胺、N，N’-烷基芳基对苯二胺以及吩噻嗪等中的一种或两种以上的混合物。

所述的分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺、双聚异丁烯丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯胺、聚氧乙烯基烷基芳基醚、聚氧乙烯基烷基醚、等中的一种或两种以上的混合物。

所述的溶剂为重芳溶剂油、柴油、煤油、甲苯、二甲苯中的一种。

本发明所述高效阻聚抗垢剂的合成方法：首先将规定量的溶剂加入反应釜中，升温到70~80℃，边搅拌边依次按比例加入抗氧剂、阻聚剂、清净剂和分散剂，添加完毕后继续搅拌半小时到产品完全澄清透明后，停止加热，待温度降到室温后停止搅拌，出釜装桶。

本发明的本质是将阻聚组分和抗垢组分复配在一起，在添加到乙烯分离物料以后，不但能起到阻止活泼烯烃聚合的作用，还能将已经聚合的大分子聚合物通过分散剂的包附作用，抑制聚合物沉降在的分离系统的塔盘、再沸器、管线等部位；另外还通过清净剂的清洗作用将已经沉降的聚合结垢物从分离系统的塔盘、再沸器、管线等部位清理下来，以防止聚合结垢物堵塞装置，保证乙烯装置的长周期运行。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过将抗氧、阻聚、分散、清净组分的合理复配，最大化提高阻聚抗垢剂的协同效应，提高阻聚抗垢剂的性能，从而使乙烯分离系统物料中加入少量的本发明的阻聚抗垢剂就能获得理想的阻聚清垢能力。

具体实施方式

下面将通过具体实施例对本发明做进一步描述。

【实施例1~15】

首先将规定量的溶剂加入反应釜中，升温到70~80℃，边搅拌边依次按比例加入抗氧剂、阻聚剂、清净剂和分散剂，添加完毕后继续搅拌半小时到产品完全澄清透明后，停止加热，待温度降到室温后停止搅拌，出釜装桶。各实施例具体采用的各组分及溶剂组成和比例见表1。

【对比例1~5】

首先将规定量的溶剂加入反应釜中，升温到70~80℃，边搅拌边依次按比例加入规定的活性组分，添加完毕后继续搅拌半小时到产品完全澄清透明后，停止加热，待温度降到室温后停止搅拌，出釜装桶。各比较例具体采用的各组分及溶剂组成和比例见表2。

表1  实施例各组分及溶剂组成和比例

表2  对比例各组分及溶剂组成和比例

静态法阻聚剂性能评价

在容积为500mL备有夹套加热装置的碳钢材质反应釜中，加入350g裂解汽油，再将各实施例和比较例配制的阻聚抗垢剂样品加入300ppm并混合均匀，釜内充氮气保护。在130℃的设定温度下静置3h，降温停止反应后采用HP-7890A气相色谱仪分析聚合物的生成量，结果见表3。

表3  静态法阻聚剂阻聚效果对比

	聚合物生成量（%）
		实施例1	3.7
实施例2	2.9
		实施例3	4.5
实施例4	4.1
		实施例5	5.5
实施例6	3.5
		实施例7	2.4
实施例8	4.1
		实施例9	3.8
实施例10	5.2
		实施例11	3.4
实施例12	2.1
		实施例13	3.6
实施例14	4.2
		实施例15	5.4
对比例1	5.7
		对比例2	2.8
对比例3	2.3
		对比例4	11.7
对比例5	12.1

阻聚剂动态循环评价结果

采用中国专利CN1276965C所述的评价方法，将污垢生成管的温度设定为130℃，污垢收集管的温度设定为30℃，操作压力设定为0.5MPa，采用裂解汽油为试验原料，将各实施例和比较例配制的阻聚抗垢剂样品按150ppm加入裂解汽油并混合均匀，进行抗垢效果评价，结果见表4。

表4  动态法阻聚剂阻聚效果对比

	阻垢率（%）
		实施例1	78.7
实施例2	82.1
		实施例3	83.2
实施例4	81.6
		实施例5	88.7
实施例6	63.4
		实施例7	61.2
实施例8	64.3
		实施例9	59.6
实施例10	71.9
		实施例11	81.1
实施例12	84.5
		实施例13	85.7
实施例14	83.8
		实施例15	89.6
对比例1	42.9
		对比例2	44.3
对比例3	45.1
		对比例4	25.3
对比例5	27.5

从以上实施例和对比例的结果可以看出，本发明的阻聚抗垢剂通过将抗氧、阻聚、分散、清净组分的合理复配，最大化提高阻聚抗垢剂的协同效应，提高阻聚抗垢剂的性能，从而使乙烯分离系统物料中加入少量本发明的阻聚抗垢剂就能获得理想的阻聚清垢能力。

Claims (7)

1.一种乙烯装置用高效阻聚抗垢剂，其特征是该阻聚抗垢剂的组分及各组分的质量百分比含量为：抗氧剂10-25％，清净剂5-20％，胺类阻聚剂15-20％，分散剂5-20％，其余为溶剂。

2.如权利要求1所述的阻聚抗垢剂，其特征是所述的抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚、2，6-二叔丁基苯酚、2-叔丁基 -4，6-二甲基苯酚、2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，6-二叔丁基-4-正丁基酚、2，6- 二叔丁基-4-异丁基苯酚、2，6-二环戊基-4-甲基苯酚，2-(β-甲基环己基)-4，6- 二甲基苯酚、邻苯二酚、对苯二酚、2-叔丁基-4，6-二硝基苯酚、萘酚、丁香酚中的一种或两种以上的混合物。

3.如权利要求1所述的阻聚抗垢剂，其特征是所述的清净剂为十二烷基苯磺酸盐、十二万基水杨酸盐、重烷基苯磺酸盐、二十~二十四烷基苯磺酸盐、双十二烷基苯磺酸盐中的一种或两种以上的混合物。

4.如权利要求1所述的阻聚抗垢剂，其特征是所述的胺类阻聚剂为十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、双十八烷基甲基叔胺、三辛烷基叔胺、三癸烷基叔胺、三-十二烷基叔胺、三-十六烷基叔胺、十二烷基伯胺、椰油烷基伯胺、对苯二胺、N，N’-二烷基对苯二胺、N，N’-烷基芳基对苯二胺以及吩噻嗪中的一种或两种以上的混合物。

5.如权利要求1所述的阻聚抗垢剂，其特征是所述的分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺、双聚异丁烯丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯胺、聚氧乙烯基烷基芳基醚、聚氧乙烯基烷基醚中的一种或两种以上的混合物。

6.如权利要求1所述的阻聚抗垢剂，其特征是所述的溶剂为重芳溶剂油、柴油、煤油、甲苯、二甲苯中的一种。

7.如权利要求1所述的阻聚抗垢剂的合成方法，其特征是：首先将规定量的溶剂加入反应釜中，升温到70~80℃，边搅拌边依次按比例加入抗氧剂、阻聚剂、清净剂和分散剂，添加完毕后继续搅拌半小时到产品完全澄清透明后，停止加热，待温度降到室温后停止搅拌，出釜装桶。