CN108611646A

CN108611646A - 一种硫化亚铁清洗钝化剂

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Publication number: CN108611646A
Application number: CN201810436250.8A
Authority: CN
Inventors: 庄锁良
Original assignee: Beijing Love Science And Technology Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Love Science And Technology Development Co Ltd
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2018-10-02
Anticipated expiration: 2038-05-09
Also published as: CN108611646B

Abstract

本发明公开了一种硫化亚铁清洗钝化剂，包括以下组份或由以下组份组成：2‑6wt％丙二烯二胺，2‑15wt％乙二胺四乙酸，1‑7wt％碳酸钠，1‑8wt％N‑甲基吡咯烷酮，0.1‑1wt％丙酮，0.5‑10wt％表面活性剂，5‑10wt％助剂和余量的水。本发明提供的硫化亚铁清洗钝化剂具有较低的表面张力和较强的渗透能力，清洗效果好，并且对设备无腐蚀、安全环保。

Description

一种硫化亚铁清洗钝化剂

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种硫化亚铁清洗钝化剂。

背景技术

炼油厂在炼制含硫原油和高含硫原油时，在蒸馏、催化裂化、加氢、焦化、污水汽提、脱硫等阶段都会产生大量的FeS和H₂S，受加工过程中流体的冲刷、摩擦等因素的影响，FeS剥落成细小的颗粒和片状固体，并在塔内填料、集油箱、塔盘上或在一些容器、管线的底部富集，并被粘稠的油品包裹着，不易被流体带走。当炼油厂装置停工检修时，虽然经过蒸汽吹扫等处理过程，但是大量的FeS和H₂S依然存留在设备内，炼油设备一旦打开，空气中的氧进入设备内部，FeS会与O₂接触发生强烈反应并放出大量的热(4FeS+7O₂＝2Fe₂O₃+4SO₂+Q)，从而发生自燃，酿成火灾事故。自燃产生的大量热量不能传递、排出，会导致炼油钢制设备蠕变失效，造成炼油设备损坏，影响装置的检修进度。此外，存在于设备和管道内的H₂S气体，很容易对检修人员造成人身伤害和环境污染，造成更大的事故。因此，及时清洗装置内的FeS和H₂S对于安全生产是非常必要的。

目前常用的FeS清洗钝化剂主要是有机螯合型、酸型、氧化剂(高锰酸钾、过氧化氢、次氯酸钠、二氧化氯)型，这些清洗剂存在清洗液的排放环保不达标、设备腐蚀、重金属二次污染等问题。随着人们对安全和环保等方面的重视，这些方法已不能满足安全和环保的要求。

发明内容

为了解决现有的硫化亚铁清洗钝化剂存在的不足，本发明提供了一种新的硫化亚铁清洗钝化剂，该清洗钝化剂集硫化亚铁钝化、除臭、除油功能为一体，具有高效、省时、无腐蚀、无污染以及便于操作和使用成本低的特点。

根据本发明的第一方面，提供了一种硫化亚铁清洗钝化剂，包括以下组份或由以下组份组成：2-6wt％丙二烯二胺，2-15wt％乙二胺四乙酸，1-7wt％碳酸钠，1-8wt％N-甲基吡咯烷酮，0.1-1wt％丙酮，0.5-10wt％表面活性剂，5-10wt％助剂和余量的水。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂的pH为6.0-9.0，优选为6.5-8.5。

根据本发明的优选实施方式，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂酸和聚山梨酯中的一种或多种。

根据本发明的优选实施方式，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种与月桂酸和聚山梨酯形成的混合物，也就是说，所述表面活性剂可以为十二烷基磺酸钠、月桂酸和聚山梨酯的混合物，或者十二烷基硫酸钠、月桂酸和聚山梨酯的混合物，也可以为十二烷基苯磺酸钠、月桂酸和聚山梨酯的混合物。优选地，月桂酸和聚山梨酯的质量比为1：1-1.2添加，并且月桂酸和聚山梨酯的质量之和占总的表面活性剂质量的一半以上。

根据本发明的优选实施方式，所述助剂选自苯甲酸钠、水杨酸钠、烟酰胺和乙酰胺中的一种或多种。本发明中，添加助剂在于增加清洗钝化剂中各种组分的溶解性，使各种组分混合后形成均一的混合溶液，以达到更好的清洗效果。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，丙二烯二胺的含量为5-6wt％，例如可以为5wt％、5.2wt％、5.4wt％、5.6wt％、5.8wt％、6wt％以及它们之间的任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，乙二胺四乙酸的含量为10-15wt％，例如可以为10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％以及它们之间的任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，碳酸钠的含量为2-6wt％，例如可以为2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％以及它们之间的任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，N-甲基吡咯烷酮的含量为4-8wt％，例如可以为4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％以及它们之间任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，丙酮的含量为0.3-0.5wt％，例如可以为0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％以及它们之间任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，月桂酸的含量为2-4wt％，例如可以为2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％以及它们之间的任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，聚山梨酯的含量为2-4wt％，例如可以为2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％以及它们之间的任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，表面活性剂C的含量为1-4wt％，例如可以为1wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％以及它们之间的任意值；其中表面活性剂C选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中，助剂的含量为6-8wt％，例如可以为6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％以及它们之间任意值。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂包括以下组份或由以下组份组成：2-6wt％丙二烯二胺，4-15wt％乙二胺四乙酸，2-6wt％碳酸钠，1.5-8wt％N-甲基吡咯烷酮，0.15-1wt％丙酮，2-5wt％表面活性剂，6-8wt％助剂和余量的水。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂包括包括以下组份或由以下组份组成：5wt％丙二烯二胺，10-12.5wt％乙二胺四乙酸，3-4wt％碳酸钠，4-6.5wt％N-甲基吡咯烷酮，0.5-0.65wt％丙酮，3-4wt％月桂酸，3-4wt％聚山梨酯、3-4wt％表面活性剂C，6-8wt％助剂和余量的水，其中表面活性剂C选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

根据本发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂包括包括以下组份或由以下组份组成：5wt％丙二烯二胺，11.5wt％乙二胺四乙酸，3wt％碳酸钠，4wt％N-甲基吡咯烷酮，0.5wt％丙酮，3wt％月桂酸，3wt％聚山梨酯、4wt％表面活性剂C，6wt％水杨酸钠和余量的水，其中表面活性剂C选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

根据发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中优选丙二烯二胺与乙二胺四乙酸的质量比为1：(2-2.5)的比例添加。

根据发明的优选实施方式，所述清洗钝化剂中丙二烯二胺与N-甲基吡咯烷酮以质量比为1：(0.8-1.3)的比例添加，丙二烯二胺与乙二胺四乙酸之间相互协同与N-甲基吡咯烷酮共同作用，将硫化亚铁清洗干净。

本发明还提供了所述的清洗钝化剂在清洗石油化工设备中的应用。

根据本发明的优选实施方式，在使用所述清洗钝化剂清洗石油化工设备时，将所述清洗钝化剂稀释10-20倍制成清洗液，使用该清洗液清洗石油化工设备。

本发明提供的清洗钝化剂具有较低的表面张力和较强的渗透能力，在清洗过程中首先是润湿和渗透，当清洗剂和污垢接触后，表面活性剂分子均匀分布在污垢表面，充分润湿污垢表面，同时清洗液小分子会穿过污垢表面的缝隙进去污垢内部；其次是乳化以及分散，清洗剂进入污垢内部后，形成水包油状乳液，在流动流体的作用下离开污垢本体后分散在清洗液中；最后是冲洗剥离，随着清洗液的流动，部分污垢会从设备表面被冲洗并剥离下来，使污垢清洗干净。

有益效果：

本发明提供的清洗钝化剂清洗效果好，能够防止硫化亚铁自燃并清除系统内的硫化氢，使用该清洗钝化剂可以将硫化亚铁钝化、硫化氢除臭和除油一步完成，清洗时间一般在8-12小时左右，即可达到钝化清洗效果，效率高。

该清洗钝化剂剂在常温下进行硫化亚铁钝化的清洗，清洗系统无需加热，且清洗用水少，节能环保。该清洗钝化剂不含锰、铬等重金属离子，不存在杀生性物质，对污水处理厂活性菌无影响；清洗钝化剂的各成分易于生物降解，清洗液对活性污泥安全，对环境无污染，清洗过程中无毒害性物质生成，不会造成二次污染，清洗液的pH在6-9之间，清洗后的清洗液的pH值近中性或为中性。

该清洗钝化剂对碳钢设备腐蚀率很小，对不锈钢、铜设备无腐蚀，远低于清洗行业标准(HG/T2387-2007《工业清洗质量标准》)中的10g/m²·h。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不受下述实施例限定。

实施例1

一种硫化亚铁清洗钝化剂，以质量计包括5wt％丙二烯二胺、10wt％EDTA、3wt％碳酸钠、4wt％N-甲基吡咯烷酮、0.5wt％丙酮、4wt％月桂酸、4wt％聚山梨酯、4wt％十二烷基磺酸钠、6wt％苯甲酸钠和余量的水，将上述各组分按照上述比例混合，得到硫化亚铁清洗钝化剂。

实施例2-11和对比例1-3

实施例2-11以及对比例1和2中各组分的质量百分比见表1。按照与实施例1相同的方法制备硫化亚铁清洗钝化剂。

对比例3

对比例3中使用等质量的单硬脂酸甘油酯替换聚山梨酯。

对比例4

对比例4使用等质量的乙醇替换丙酮。

将尺寸为10cm×1cm×0.4cm的钢板置于硫化钠水溶液中，在氮气保护下反应，在钢板上生成硫化亚铁。分别取1g实施例1-11和对比例1-4中制备的硫化亚铁清洗钝化剂，稀释10倍配置成清洗液，用清洗液浸泡上述钢板5min，然后后测试清洗液中Fe²⁺的含量，采用邻菲骆啉紫外分光光度法测试清洗液中Fe²⁺的浓度，然后清洗液清洗的硫化亚铁的量。计算结果见表1。

表1

实施例14

按照实施例6的配比，配置40吨硫化亚铁清洗钝化剂。

将上述配制的硫化亚铁清洗钝化剂与水以质量比10:90的比例混合，搅拌均匀形成清洗液，用所述清洗液对中石油辽宁某炼油厂重油催化装置分馏塔系统(T-2201、E-2202/1-4、E-2205、D-2201、E-2203、E-2209)、吸收稳定系统(C-2301、C-2302、C-2303、C-2304)、干气脱硫系统(C-2401)、液化气脱硫系统(C-2402)、液化气脱硫醇系统(C-2601、C-2602、D-2603)进行硫化亚铁除臭钝化清洗，单套系统硫化亚铁钝化清洗时间10小时。清洗施工结束，打开设备检查，设备无温升，设备内表面没有残余的油污，未发生硫化亚铁自燃；施工过程中未对被清洗的设备造成任何损伤；清洗残液采样分析：pH值在7.5，COD值为10.1mg/L，氨、氮和硫的含量分析合格，排入含油(硫)污水井中，未对污水处理厂造成冲击。

实施例15

按照实施例6的配比，配置25吨硫化亚铁清洗钝化剂。

将所述硫化亚铁清洗钝化剂与水以质量比10:90的比例混合，搅拌均匀形成清洗液，用所述清洗液对中石化河北某炼油厂350万吨/年常减压装置C-104减压塔系统(用剂量15t)、C-102常压塔系统(用剂量6t)、C-101初馏塔系统(用剂量4t)进行硫化亚铁钝化清洗，单套系统硫化亚铁钝化清洗时间8小时。清洗施工结束，打开设备检查，设备无温升，设备内表面没有残余的油污，无臭味，未发生硫化亚铁冒烟、自燃现象；施工过程中未对被清洗的设备造成损伤；清洗废液采样分析：pH值在6.8，COD值为13.4mg/L，氨、氮和硫的含量分析合格，排入含油(硫)污水井中，未对污水处理厂造成冲击。

实施例16

按照实施例6的配比，配置35吨硫化亚铁清洗钝化剂。

将所述硫化亚铁清洗钝化剂与水以质量比10:90的比例混合，搅拌均匀形成清洗液，用上述清洗液对中石化河南某炼油厂800万吨/年常减压装置T-1003减压塔系统(2098m³)、T-1002常压塔系统(1738m³)、V-1004常顶油水分离罐(53.6m³)进行硫化亚铁钝化清洗，单套系统硫化亚铁钝化清洗时间8～12小时(纯清洗时间)。清洗施工结束，打开设备检查，设备内表面没有残余的油污，无明显臭味，未发生硫化亚铁冒烟、自燃现象；施工过程中未对被清洗的设备造成损伤；COD值为18.2mg/L，氨、氮和硫的含量分析合格，排入业主单位指定含油(硫)污水井中，未对污水处理厂造成冲击。

应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims

1.一种硫化亚铁清洗钝化剂，包括以下组份或由以下组份组成：2-6wt％丙二烯二胺，2-15wt％乙二胺四乙酸，1-7wt％碳酸钠，1-8wt％N-甲基吡咯烷酮，0.1-1wt％丙酮，0.5-10wt％表面活性剂，5-10wt％助剂和余量的水。

2.根据权利要求1所述的清洗钝化剂，其特征在于，所述清洗钝化剂的pH为6.0-9.0，优选为6.5-8.5。

3.根据权利要求1或2所述的清洗钝化剂，其特征在于，所述表面活性剂选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂酸和聚山梨酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的清洗钝化剂，其特征在于，所述助剂选自苯甲酸钠、水杨酸钠、烟酰胺和乙酰胺中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的清洗钝化剂，其特征在于，所述清洗钝化剂包括以下组份或由以下组份组成：2-6wt％丙二烯二胺，4-15wt％乙二胺四乙酸，2-6wt％碳酸钠，1.5-8wt％N-甲基吡咯烷酮，0.15-1wt％丙酮，6-10wt％表面活性剂，6-8wt％助剂和余量的水。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的清洗钝化剂，其特征在于，所述清洗钝化剂包括以下组份或由以下组份组成：5-6wt％丙二烯二胺，10-15wt％乙二胺四乙酸，2-6wt％碳酸钠，4-8wt％N-甲基吡咯烷酮，0.3-0.5wt％丙酮，2-4wt％月桂酸，2-4wt％聚山梨酯、1-4wt％表面活性剂C，6-8wt％助剂和余量的水，其中表面活性剂C选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的清洗钝化剂，其特征在于，所述清洗钝化剂包括以下组份或由以下组份组成：5wt％丙二烯二胺，10-12.5wt％乙二胺四乙酸，3-4wt％碳酸钠，4-6.5wt％N-甲基吡咯烷酮，0.5-0.65wt％丙酮，3-4wt％月桂酸，3-4wt％聚山梨酯、3-4wt％表面活性剂C，6-8wt％助剂和余量的水，其中表面活性剂C选自十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的清洗钝化剂，其特征在于，丙二烯二胺与乙二胺四乙酸的质量比为1：(2-2.5)。

9.权利要求1-8中任一项所述的清洗钝化剂在清洗石油化工设备中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将所述清洗钝化剂稀释10-20倍制成清洗液，使用该清洗液清洗石油化工设备。