CN105038855A - 一种催化裂化油浆系统阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种催化裂化油浆系统阻垢剂及其制备方法，按照重量份数配比称取亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯、聚异丁烯丁二酰亚胺、丙烯酸、磷酸一酯、去离子水、磷酸二酯、阻聚剂、铬酸钠、亚硝酸钠、水玻璃和分散剂，应用于催化裂化油浆系统，耐400-440℃高温，缓蚀速度0.001-0.01mm/a；阻垢率达98-100%；60-70℃放置一个月，阻垢效果99-100%。

Description

一种催化裂化油浆系统阻垢剂及其制备方法

技术领域

本申请属于环试剂工艺领域，尤其涉及一种环保、缓蚀性能好的催化裂化油浆系统阻垢剂及其制备方法。

背景技术

阻垢剂（scaleinhibitor）：是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。冷换设备防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐等各种助剂配制而成，为单组分。它具有优异的屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、分散剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。PESA是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。PESA对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。PESA与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。同时PESA具有一定的缓蚀作用，是一种多元阻垢剂。缓蚀阻垢剂由有机膦酸、聚羧酸、碳钢缓蚀剂等组成，对水中的碳酸钙、磷酸钙等均有很好的螯合分散作用并且对碳钢具有良好的缓蚀效果，主要用于钢铁厂循环冷却水系统的缓蚀阻垢，其缓蚀效果好、阻垢力强。

分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。阻聚剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低;聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与螯合作用相比，分散作用是高效的。在中高硬度水中，阻垢剂的分散功能起主要作用。PAAS无毒，易溶于水，可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，从而达到阻垢目的。锅炉专用缓蚀阻垢剂是由有机膦酸和聚羧酸等高聚物组成的复合品，具有很高的缓蚀和阻垢性能，其耐温性特别好，可有效地应用于低压锅炉的炉内水处理。

ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。AA/AMPS为聚异丁烯丁二酰亚胺与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成。由于分子结构中含有阻垢分散性能好的羧酸基和强极性的磺酸基，能提高钙容忍度，对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用，并且分散性能优良。与有机膦复配，增效作用明显。特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质，是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢阻聚剂之一。

HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸(盐)好。PASP为水溶性聚合物，是一种新型绿色水处理剂，具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性。对离子有极强的螯合能力，具有缓蚀与阻垢双重功效，对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果，对碳酸钙的阻垢率可达80%。热网专用阻垢剂主要由高效阻聚剂、酚羟基、磺酸基团等组成，对水中的碳酸钙、硫酸钙等成垢因子具有晶格畸变作用，使垢不易牢固地吸附在器壁上，松散地分散在水中，显示出优良的阻垢作用。

EDTMPS是含氮亚硝酸钠，属阴极型缓蚀剂，与无机聚磷酸盐相比，缓蚀率高3～5倍。能与水混溶，无毒无污染，化学稳定性及耐温性好，在100℃下仍有良好的阻垢效果。EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子，因而可以与多个金属离子螯合，形成多个单体结构大分子网状络合物，松散地分散于水中，使钙垢正常结晶被破坏。EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。锅炉专用缓蚀阻垢剂是由有机膦酸和聚羧酸等高聚物组成的复合品，具有很高的缓蚀和阻垢性能，其耐温性特别好，可有效地应用于低压锅炉的炉内水处理。缓蚀阻垢剂由有机膦酸、聚羧酸、碳钢缓蚀剂及铜缓蚀剂复配而成，对水中的碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等均有很好的螯合分散作用并且对碳钢、铜具有良好的缓蚀效果。

EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力，与铜离子的络合常数是包括EDTA在内的所有螯合剂中最大的。EDTMPA为高纯试剂且无毒，在电子行业可作为半导体芯片的清洗剂用于制造集成电路;在医药行业作放射性元素的携带剂，用于检查和治疗疾病;EDTMPA的螯合能力远超过EDTA和DTPA，几乎在所有使用EDTA作螯合剂的地方都可用EDTMPA替代。热网专用阻垢剂主要由高效阻聚剂、酚羟基、磺酸基团等组成，对水中的碳酸钙、硫酸钙等成垢因子具有晶格畸变作用，使垢不易牢固地吸附在器壁上，松散地分散在水中，显示出优良的阻垢作用。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种阻垢效果好、稳定性强、耐高温且缓蚀效果好的催化裂化油浆系统阻垢剂及其制备方法是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种催化裂化油浆系统阻垢剂及其制备方法，解决现有水处理阻垢剂成本高、抗温性差、阻垢稳定性差和缓蚀效果差等技术问题。

技术方案：

一种催化裂化油浆系统阻垢剂，所述催化裂化油浆系统阻垢剂的原料按重量份数配比如下：亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯5-45份；聚异丁烯丁二酰亚胺45-65份；丙烯酸20-40份；磷酸一酯1-5份；去离子水100份；磷酸二酯2-8份；阻聚剂3-17份；铬酸钠6-14份；亚硝酸钠5-25份；水玻璃为10-30份；分散剂15-35份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述催化裂化油浆系统阻垢剂的原料按重量份数配比如下：亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯15-35份；聚异丁烯丁二酰亚胺50-60份；丙烯酸25-35份；磷酸一酯2-4份；去离子水100份；磷酸二酯4-6份；阻聚剂6-14份；铬酸钠8-12份；亚硝酸钠10-20份；水玻璃为15-25份；分散剂20-30份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述催化裂化油浆系统阻垢剂的原料按重量份数配比如下：亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯25份；聚异丁烯丁二酰亚胺55份；丙烯酸30份；磷酸一酯3份；去离子水100份；磷酸二酯5份；阻聚剂10份；铬酸钠10份；亚硝酸钠15份；水玻璃为20份；分散剂25份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述阻聚剂采用二异辛基二苯胺或辛基二苯胺。

作为本发明的一种优选技术方案：所述分散剂采用磺酸钙或磺酸镁。

作为本发明的一种优选技术方案：所述催化裂化油浆系统阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯、聚异丁烯丁二酰亚胺、丙烯酸、磷酸一酯、去离子水、磷酸二酯、阻聚剂、铬酸钠、亚硝酸钠、水玻璃和分散剂；

第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入亚硝酸钠和去离子水，加热至35-55℃，搅拌20-40min，滴加亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺，升温至40-60℃，反应0.1-1h；

第三步：加入乙二胺、铬酸钠、丙烯酸和水玻璃，升温至65-85℃，反应0.5-1h；

第四步：升温至110-130℃，加入剩余原料，搅拌80-100min，即得催化裂化油浆系统阻垢剂。

有益效果：

本发明所述一种催化裂化油浆系统阻垢剂及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、应用于催化裂化油浆系统，耐400-440℃高温，缓蚀速度0.001-0.01mm/a；2、针对性强、阻垢效果好，解决油浆系统结焦和积垢问题，延长装置运行周期；3、用量少，成本低，阻垢率达98-100%；4、保质期长，60-70℃放置一个月，阻垢效果99-100%，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

实施例1:

按照重量份数配比称取亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯5份；聚异丁烯丁二酰亚胺45份；丙烯酸20份；磷酸一酯1份；去离子水100份；磷酸二酯2份；辛基二苯胺3份；铬酸钠6份；亚硝酸钠5份；水玻璃为10份；磺酸镁15份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入亚硝酸钠和去离子水，加热至35℃，搅拌20min，滴加亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺，升温至40℃，反应0.1h。

加入乙二胺、铬酸钠、丙烯酸和水玻璃，升温至65℃，反应0.5h，升温至110℃，加入剩余原料，搅拌80min，即得催化裂化油浆系统阻垢剂。

应用于催化裂化油浆系统，耐400℃高温，缓蚀速度0.01mm/a；针对性强、阻垢效果好，解决油浆系统结焦和积垢问题，延长装置运行周期；用量少，成本低，阻垢率达98%；保质期长，60℃放置一个月，阻垢效果99%。

实施例2:

按照重量份数配比称取亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯45份；聚异丁烯丁二酰亚胺65份；丙烯酸40份；磷酸一酯5份；去离子水100份；磷酸二酯8份；二异辛基二苯胺17份；铬酸钠14份；亚硝酸钠25份；水玻璃为30份；磺酸镁35份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入亚硝酸钠和去离子水，加热至55℃，搅拌40min，滴加亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺，升温至60℃，反应1h。

加入乙二胺、铬酸钠、丙烯酸和水玻璃，升温至85℃，反应1h，升温至130℃，加入剩余原料，搅拌100min，即得催化裂化油浆系统阻垢剂。

应用于催化裂化油浆系统，耐410℃高温，缓蚀速度0.008mm/a；针对性强、阻垢效果好，解决油浆系统结焦和积垢问题，延长装置运行周期；用量少，成本低，阻垢率达99%；保质期长，60℃放置一个月，阻垢效果99%。

实施例3:

按照重量份数配比称取亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯15份；聚异丁烯丁二酰亚胺50份；丙烯酸25份；磷酸一酯2份；去离子水100份；磷酸二酯4份；二异辛基二苯胺6份；铬酸钠8份；亚硝酸钠10份；水玻璃为15份；磺酸镁20份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入亚硝酸钠和去离子水，加热至35℃，搅拌20min，滴加亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺，升温至40℃，反应0.1h。

加入乙二胺、铬酸钠、丙烯酸和水玻璃，升温至65℃，反应0.5h，升温至110℃，加入剩余原料，搅拌80min，即得催化裂化油浆系统阻垢剂。

应用于催化裂化油浆系统，耐420℃高温，缓蚀速度0.005mm/a；针对性强、阻垢效果好，解决油浆系统结焦和积垢问题，延长装置运行周期；用量少，成本低，阻垢率达99%；保质期长，65℃放置一个月，阻垢效果99%。

实施例4:

按照重量份数配比称取亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯35份；聚异丁烯丁二酰亚胺60份；丙烯酸35份；磷酸一酯4份；去离子水100份；磷酸二酯6份；二异辛基二苯胺14份；铬酸钠12份；亚硝酸钠20份；水玻璃为25份；磺酸钙30份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入亚硝酸钠和去离子水，加热至55℃，搅拌40min，滴加亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺，升温至60℃，反应1h。

加入乙二胺、铬酸钠、丙烯酸和水玻璃，升温至85℃，反应1h，升温至130℃，加入剩余原料，搅拌100min，即得催化裂化油浆系统阻垢剂。

应用于催化裂化油浆系统，耐430℃高温，缓蚀速度0.002mm/a；针对性强、阻垢效果好，解决油浆系统结焦和积垢问题，延长装置运行周期；用量少，成本低，阻垢率达99%；保质期长，70℃放置一个月，阻垢效果99%。

实施例5:

按照重量份数配比称取亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯25份；聚异丁烯丁二酰亚胺55份；丙烯酸30份；磷酸一酯3份；去离子水100份；磷酸二酯5份；二异辛基二苯胺10份；铬酸钠10份；亚硝酸钠15份；水玻璃为20份；磺酸钙25份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入亚硝酸钠和去离子水，加热至45℃，搅拌30min，滴加亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺，升温至50℃，反应0.5h。

加入乙二胺、铬酸钠、丙烯酸和水玻璃，升温至75℃，反应0.8h，升温至120℃，加入剩余原料，搅拌90min，即得催化裂化油浆系统阻垢剂。

应用于催化裂化油浆系统，耐440℃高温，缓蚀速度0.001mm/a；针对性强、阻垢效果好，解决油浆系统结焦和积垢问题，延长装置运行周期；用量少，成本低，阻垢率达100%；保质期长，70℃放置一个月，阻垢效果100%。

以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种催化裂化油浆系统阻垢剂，其特征在于所述催化裂化油浆系统阻垢剂的原料按重量份数配比如下：亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯5-45份；聚异丁烯丁二酰亚胺45-65份；丙烯酸20-40份；磷酸一酯1-5份；去离子水100份；磷酸二酯2-8份；阻聚剂3-17份；铬酸钠6-14份；亚硝酸钠5-25份；水玻璃为10-30份；分散剂15-35份。

2.根据权利要求1所述的一种催化裂化油浆系统阻垢剂，其特征在于所述催化裂化油浆系统阻垢剂原料按重量份数配比如下：亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯15-35份；聚异丁烯丁二酰亚胺50-60份；丙烯酸25-35份；磷酸一酯2-4份；去离子水100份；磷酸二酯4-6份；阻聚剂6-14份；铬酸钠8-12份；亚硝酸钠10-20份；水玻璃为15-25份；分散剂20-30份。

3.根据权利要求1所述的一种催化裂化油浆系统阻垢剂，其特征在于所述催化裂化油浆系统阻垢剂的原料按重量份数配比如下：亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯25份；聚异丁烯丁二酰亚胺55份；丙烯酸30份；磷酸一酯3份；去离子水100份；磷酸二酯5份；阻聚剂10份；铬酸钠10份；亚硝酸钠15份；水玻璃为20份；分散剂25份。

4.根据权利要求1所述的一种催化裂化油浆系统阻垢剂，其特征在于：所述阻聚剂采用二异辛基二苯胺或辛基二苯胺。

5.根据权利要求1所述的一种催化裂化油浆系统阻垢剂，其特征在于：所述分散剂采用磺酸钙或磺酸镁。

6.一种权利要求1所述催化裂化油浆系统阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯、聚异丁烯丁二酰亚胺、丙烯酸、磷酸一酯、去离子水、磷酸二酯、阻聚剂、铬酸钠、亚硝酸钠、水玻璃和分散剂；

第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入亚硝酸钠和去离子水，加热至35-55℃，搅拌20-40min，滴加亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺，升温至40-60℃，反应0.1-1h；

第三步：加入乙二胺、铬酸钠、丙烯酸和水玻璃，升温至65-85℃，反应0.5-1h；

第四步：升温至110-130℃，加入剩余原料，搅拌80-100min，即得催化裂化油浆系统阻垢剂。