CN111020595A - 一种乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂，该剂由中和剂5‑40%、成膜剂5‑40%、破乳剂5‑40%、清净分散剂5‑30%和去离子水按一定比例复配而成。将它添加到裂解气压缩机系统中，它可以有效抑制压缩机系统的腐蚀，满足生产要求，为各种工艺的乙烯装置长周期运行创造条件。

Description

一种乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂

技术领域

本发明涉及缓蚀剂，尤其涉及一种乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂。

背景技术

裂解气压缩机在乙烯装置中的作用是将裂解炉产生的裂解气压缩升压、送入分离系统将各组分分开；并在压缩过程中除掉裂解气中夹带的水分，因此它的运转质量直接影响装置的正常生产。压缩机输送的介质是从裂解炉来的裂解气，其组分复杂，包括烯烃类、高分子烯烃、过氧化物、硫化物、二氧化碳以及氧化氮等。其中的不饱和化合物容易发生聚合反应，形成类似焦油的粘稠垢物；而硫化物和二氧化碳等酸性气体易对设备表面造成腐蚀，包括叶轮、隔板、机壳流道、密封以及段间换热器，因此，结垢和腐蚀是乙烯装置压缩机系统存在的两大问题。

为了缓解压缩机系统的聚合结垢现象，通常在裂解气压缩机中注洗油或注水来抑制聚合结垢，其中注洗油是利用相似相溶原理，使聚合物溶于洗油，通过段间冷却罐排出，达到防止结垢的目的；而注水是通过降低压缩机各段裂解气的排出温度，从而降低不饱和化合物聚合速度，减缓压缩机的结垢问题。

不论是采用注洗油或注水工艺的压缩机，都面临着腐蚀问题，特别是采用注水工艺的压缩机，腐蚀现象更加严重，由于采用注水工艺以后，硫化物和二氧化碳等酸性物质在裂解气冷凝液中的溶解量大大增加，即酸性大大增强，从压缩机段间换热器出口采集到的水样的pH大大降低，严重的可达到2-3，可对设备造成严重腐蚀。在乙烯装置大检修时，可以发现段间换热器存在腐蚀现象，如发现大量腐蚀垢样，严重的还存在穿孔现象，在压缩机系统其他设备也存在腐蚀现象。因此，必须在压缩机系统中添加缓蚀剂以抑制腐蚀现象。

国内外提出了很多抑制金属腐蚀的办法。EP1333108提出一种复配缓蚀剂来抑制炼油厂的设备腐蚀，这种缓蚀剂由1,2-取代基咪唑啉和多元脂肪醇磷酸酯组成。US2007261842提出使用至少一种沸点在105～300℃胺类化合物来抑制炼油装置的腐蚀，这些胺类化合物包括3-甲氧基丙胺、N,N’-二异丙基乙胺、吡啶及其衍生物等。CN1091781提出一种油溶性缓蚀剂，它是一种咪唑啉酰胺化合物，用于炼油厂常减压蒸馏装置的防腐蚀工艺过程，与氨水和有机中和剂有良好的配伍性，对H2S-HCl-H2O体系的具有较好的防腐蚀性能。CN1754944使用脂肪含氮化合物、芳香族含硫化合物、有机酸酯、芳香族烃类和咪唑啉衍生物复配而成一种缓蚀剂，可用于抑制加氢装置腐蚀和盐垢的产生。CN101724464用有机胺、咪唑啉衍生物、脂肪酸氨基酰胺、有机磷酸酯和重芳烃混合而成一种油溶性加氢缓蚀剂，用于加氢或重整装置时，可有效抑制腐蚀和盐垢的产生。

CN101285190公开了一种专用于乙烯压缩系统的缓蚀剂，它由乙二胺、咪唑啉、六偏磷酸钠和水复配而成，可较好地抑制乙烯压缩系统的腐蚀。

但是这些缓蚀剂并非针对乙烯装置裂解气压缩机开发的，由于裂解气当中的长链脂肪酸易与碱性物质反应生成表面活性剂，这种表面活性剂具有较强的乳化作用，这将造成压缩机段间冷凝液乳化，影响正常操作并且使得缓蚀剂成膜效果下降；同时大部分段间冷凝液还将返回到急冷水塔中，进而导致急冷水乳化，影响急冷水塔的正常运行。因此将这些缓蚀剂用于裂解气压缩机系统，势必会造成缓蚀效果不佳，且可能会带来乳化等负面影响。

同时由于裂解气压缩机系统不仅存在腐蚀现象，还存在较严重的结垢现象，尤其是段间换热器结垢严重时，除了发生酸性腐蚀外，垢下腐蚀也是腐蚀的一个重要原因，而目前的压缩机缓蚀剂大都针对酸性介质的腐蚀，未能抑制垢下腐蚀。

上述专利侧重于酸性介质的腐蚀，功能较为单一，未能同时有效抑制垢下腐蚀，且使用后易造成急冷水乳化，尚未见能解决乙烯装置裂解气压缩机酸性腐蚀和垢下腐蚀问题、同时不会造成急冷水乳化的压缩机缓蚀剂。

发明内容

基于上述方法的缺陷，本发明在于寻找一种既能抑制乙烯装置裂解气压缩机酸性腐蚀，又能抑制垢下腐蚀，而且不会导致压缩机冷凝液或急冷水乳化，满足生产要求，为乙烯装置压缩机系统长周期运行创造条件。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。其特征是：该剂由腐蚀抑制剂、破乳剂、清净分散剂和去离子水按一定比例复配而成，其按质量百分比由以下组分组成：

本发明的乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂主要由中和剂、成膜剂、破乳剂、清净分散剂和去离子水按一定比例复配而成，其作用机理为：中和剂可以中和系统内的酸性物质，成膜剂可以在压缩机设备内表面上形成一层致密的保护膜，可起到与保护性涂层相类似的隔层作用；破乳剂可以保证压缩机凝液和急冷水不发生乳化作用；清净分散剂可在线分散清除压缩机设备表面的垢物，避免垢下腐蚀，从而使压缩机缓蚀剂更好地发挥缓蚀效果。

如此，通过这些组分的协同作用，可以有效抑制裂解气压缩机系统的腐蚀，而且不会导致压缩机冷凝液或急冷水乳化，满足生产要求，为乙烯装置压缩机系统长周期运行创造条件。

所述的中和剂选自单乙醇胺、二乙醇胺和N-甲基二乙醇胺中的一种或几种。

所述的成膜剂选自三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种或几种。

所述的破乳剂选自多亚乙基多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪醇醚中的一种或几种。

所述的清净分散剂选自吐温20、吐温60和吐温80中的一种或几种。

更佳地，所述的适用于乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂的各组分按各组分按如下质量百分比组成：

以上所有组分均有市售

本发明的裂解气压缩机缓蚀剂通过混合复配的方法制得。将中和剂、缓蚀剂、破乳剂和清净分散剂，按设计的比例加入去离子水当中，充分搅拌均匀，即得裂解气压缩机缓蚀剂。

与现有技术相比，本发明的适用与乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂的适应性和针对性更强，可以有效抑制压缩机系统的腐蚀，包括采用注洗油和注水工艺的压缩机，而且不会导致压缩机冷凝液和急冷水乳化，满足生产要求，为乙烯装置长周期运行创造条件。

具体实施方式

以下通过实施例和对比例对本发明的技术方案进一步说明。

本发明缓蚀剂的制备方法为：将中和剂、成膜剂、破乳剂、清净分散剂和去离子水，按设计的比例加入去离子水当中，充分搅拌均匀，即得裂解气压缩机缓蚀剂。

本发明缓蚀剂的缓蚀性能评价方法为：

本发明缓蚀剂的缓蚀性能采用工业装置旁路在线挂片法。

缓蚀性能评价：

在裂解气压缩机段间换热器设置两根旁路，并用与换热器同样的冷却水冷却旁路，在其中一根旁路的入口安装流量计和缓蚀剂注入管线，然后在两根旁路管道分别预置处理好的碳钢挂片(分别挂3片挂片，所有挂片规格一致、挂置位置一致)，缓蚀性能评价试验周期为7天，7天后取下挂片，用挂片在腐蚀前后的平均质量变化来计算腐蚀速率，试验期间，保证生产工艺参数稳定。

两根旁路的尺寸一样，为平行试验；其中一根旁路未注入压缩机缓蚀剂，作为空白试验，另一根旁路注入压缩机缓蚀剂，进行性能评价，缓蚀剂的添加量以该旁路管道的流体流量(质量流量)为基准，添加浓度为20ppm。

压缩机缓蚀率表达式

压缩机缓蚀剂缓蚀性能可以用缓蚀率θ来表示：

缓蚀率

W₀为不加缓蚀剂时挂片质量的损失量，W为加缓蚀剂时挂片质量的损失量

经缓蚀性能评估后，实施例1～9的缓蚀率数据见下表1：

表1压缩机缓蚀剂缓蚀性能评价数据表

从表1可见，按照上述配方所制备成的裂解气压缩机缓蚀剂具有明显的缓蚀效果，且试验期间乙烯装置急冷水均清澈透明，未出现乳化现象。

对比例1：

专利CN101285190公开了一种专用于乙烯压缩系统的缓蚀剂，乙二胺、咪唑啉、六偏磷酸钠和水复配而成。

对比例1的缓蚀剂由乙二胺30％、咪唑啉5％、六偏磷酸钠0.5％，其余为水组成，该配方按上述实施例的方法进行缓蚀率评价为88.5％，但急冷水出现乳化情况，可能是因为咪唑啉具有较高表面活性，易造成油水乳化。

目前较常见的利用中和剂调节ph值，同时利用成膜剂来抑制腐蚀的办法均存在同样的问题，由于急冷水系统的油较重，这类成膜剂存在的情况下油水易发生乳化现象；若使用该类缓蚀剂来抑制裂解气压缩机系统的腐蚀，则段间凝液不能返回急冷水塔处理(因会造成急冷水乳化)，这将带来巨大的环保压力。

Claims (6)

1.一种乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂，其特征是：该剂由中和剂、成膜剂、破乳剂、清净分散剂和水按一定比例复配而成，其按质量百分比由以下组分组成：

中和剂 5-40%

成膜剂 5-40%

破乳剂 5-40%

清净分散剂 5-30%

其余为去水。

2.根据权利要求1所述的乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂，其特征是：所述的中和剂选自单乙醇胺、二乙醇胺和N-甲基二乙醇胺中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂，其特征是：所述的成膜剂选自三聚磷酸钠和六偏磷酸钠中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂，其特征是：所述的破乳剂选自多亚乙基多胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚和聚氧乙烯聚氧丙烯脂肪醇醚中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂，其特征是：所述的清净分散剂选自吐温20、吐温60和吐温80中的一种或几种。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的乙烯装置裂解气压缩机缓蚀剂，其特征是各组分按如下质量百分比组成：

中和剂 10-30%

成膜剂 10-30%

破乳剂 10-25%

清净分散剂 5-15%

其余为去离子水。