CN112299574B - 一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂的制备方法，属于石油化工技术领域。所述脱戊烷抗垢剂包括以下重量百分比的组成分：35‑55份海藻酸钠包膜微球、6‑8份亚硝酸钠、3‑5份脱戊烷油、0.5‑1份抗氧剂、1‑2份分散剂、1‑2份对苯二酚、65‑70份白油；海藻酸钠包膜微球具备优良的分散性和稳定性，对产生的结垢具有良好的分散剥离功效，可有效防止高分子化合物的聚合和生成，通过对海藻酸钠表面进行进行多次缓释包膜，解决了传统制备方法得到的抗垢剂表面孔洞较多造成突释严重的问题，降低了海藻酸钠释放速率，延长了反应时间，提高阻垢效果，同时，通过对海藻酸钠进行磁活化处理，能够得到具有磁性的抗垢剂，提高了抗垢剂和原料的分离速度和分离效果，易回收。

Description

一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂的制备方法

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂的制备方法。

背景技术

进入21世纪以来，可持续发展战略已成为世界各国的共识，当今社会可持续发展面临的三大问题，人口膨胀、资源短缺、环境恶化，要实现人与自然的和谐发展，必须节约资源减少因腐蚀造成的资源浪费，用抗垢剂是一种较好的防腐蚀阻垢方法，在保护资源、减少材料损失方面大有作为。

抗垢剂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，能除去垢和阻止水垢的形成，提高热交换效率，减少电能或减少燃料的消耗。

现有的抗垢剂在使用时，表面孔洞较多造成突释严重的问题，缩短了反应时间，降低了阻垢效果，使用后不易于从水体中分离回收，容易造成二次污染，在高碱、高硬、高pH值的水质条件下，阻垢率不高，使有机膦类抗垢剂抗垢性能降低直至丧失。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明提供一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂的制备方法。

本发明的技术方案是：一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂的制备方法，包括以下重量百分比的组成分：35-55份海藻酸钠包膜微球、6-8份亚硝酸钠、3-5份脱戊烷油、0.5-1份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、1-2份分散剂、1-2份对苯二酚、65-70份白油；所述脱戊烷抗垢剂的制备方法为：

(1)将上述重量组分的6-8份亚硝酸钠、3-5份脱戊烷油、0.5-1份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、1-2份分散剂、1-2份对苯二酚、65-70份白油混合均匀，并超声处理10-15min，得到溶液A；

(2)向反应釜中加入上述溶液A，控制反应釜内的温度为40-45℃，同时向反应釜中缓慢滴加3-5份的脱戊烷油，搅拌20-25min后，继续保温反应1-2h，然后停止加热，搅拌并冷却后出料得到溶液B；

(3)向上述溶液B中添加35-55份海藻酸钠包膜微球，并反应4-5h后，冷却至室温得到反应产物，将反应产物进行重结晶，最后干燥处理后得到脱戊烷抗垢剂。

进一步地，所述海藻酸钠包膜微球的制备过程为：

S1：按照5:3的重量比将海藻酸钠与甘油混合，得到海藻酸钠溶液；

S2：向上述海藻酸钠溶液中添加质量分数为3-5％的乳化剂，并使用高速匀浆器进行处理后，混合均匀后得到混合乳液，将混合乳液与水按体积比为1:2-5混合，在反应温度20-35℃的条件下以600-700rpm的速率搅拌，然后抽滤，烘干，即得海藻酸钠初始微球；

S3：取包膜剂并配置成质量浓度2-4.5mg/ml的包膜溶液，将上述海藻酸钠初始微球投入包膜设备中，使海藻酸钠初始微球在包膜设备中滚动，用热风加热至60-80℃，用压强≥0.5MPa喷枪喷洒包膜溶液于海藻酸钠初始微球表面，然后热风干燥完成第一层包膜，接着，将完成第一层包膜处理后的海藻酸钠初始微球重新加入步骤S1中的海藻酸钠溶液中，并按照步骤S2的方法再次处理，最后，对重复处理的海藻酸钠初始微球表面继续喷洒包膜，完成第二层包膜，重复上述步骤3-4次，得到具有多层包膜的海藻酸钠包膜微球，海藻酸钠具有优良的分散性和稳定性，其对于有机大分子聚合所产生的污垢具有良好的分散剥离功效，同时具有优异的稳定性和抗氧化作用可有效防止高分子化合物的聚合和生成，同时还通过对海藻酸钠表面进行进行多次缓释包膜，解决了传统制备方法得到的抗垢剂表面孔洞较多造成突释严重的问题，降低了海藻酸钠分解速率，延长了反应时间，提高阻垢效果。

进一步地，所述步骤S3中包膜剂的为失水山梨醇脂肪酸酯，步骤S2中乳化剂为羧甲基纤维素钠。

进一步地，对步骤S1中的海藻酸钠与甘油混合时，对海藻酸钠进行磁活化处理，具体处理工艺为：按照5:3的重量比将海藻酸钠海藻酸钠与甘油混合，并搅拌均匀，并用冰乙酸调节至pH＝4，并向其中加入N-羟基琥珀酰亚胺并在超声波的的作用下活化反应15-20min，然后加入硫酸亚铁，在室温下，进行搅拌反应，最后，在磁场作用下分离得到具有磁性的磁活化海藻酸钠粒子，通过对海藻酸钠原料进行磁活化处理，也就是加入硫酸亚铁纳米粒子后，得到具有磁性特殊功能的抗垢剂，大大提高了抗垢剂和原料的分离速度和分离效果，易回收，避免造成二次污染。

进一步地，所述分散剂为改性分散剂，其制备过程为：首先，按质量百分比计，将15-30％聚丙烯酸钠、10-20％羟基乙叉二瞵酸、10-15％聚丙烯酰胺、3-5％聚苯乙烯磺酸混合均匀，并向其中加入余量的蒸馏水，并升温65-85℃反应1-2h，制得反应产物A，然后，将反应产物A加入分散机中，先中速分散约3-5min，然后在中速分散下加入2-8％聚苹果酸混合，投料完毕后再高速分散约20-30min，并升温至100℃，最后，造粒得到改性分散剂，通过选用耐高硬、高碱、高pH值的原料，使制备的改性分散剂分散性良好，可使有机大分子聚合所产生的污垢具有良好的分散剥离功效，提高阻垢效果，同时，使整个抗垢剂还可在耐高硬、高碱、高pH值的条件下发挥功效，解决现有抗垢剂在高碱、高硬、高pH值的水质条件下，阻垢率不高、对铁离子存在的降低甚至使有机膦类抗垢剂抗垢性能降低直至丧失的问题。

进一步地，所述分散机中速的速率为600-750r/min，分散机高速速率为1200-1500r/min。

更进一步地，包括以下步骤：所述步骤(3)中重结晶的具体过程为：首先，以35-45℃的加热温度对上述反应产物加热，并以34-45rpm速率搅拌3-4h，然后，经过上述操作的反应产物逐渐结晶并析出，最后，过滤并干燥3-4h，得到脱戊烷抗垢剂产品；其中干燥方式为真空鼓风干燥，干燥温度为60-80℃，通过严格控制重结晶过程中的温度和时间，增加反应产物的结晶析出产量，提高反应的产物的利用率，通过重结晶提高了制备的脱戊烷抗垢剂的纯度，提高抗垢效果。

本发明的有益效果是：本发明提供一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂及其制备方法，制备本发明的脱戊烷抗垢剂的原料中，海藻酸钠包膜微球具备优良的分散性和稳定性，对产生的结垢具有良好的分散剥离功效，具有优异的稳定性和抗氧化作用可有效防止高分子化合物的聚合和生成，通过对海藻酸钠表面进行进行多次缓释包膜，解决了传统制备方法得到的抗垢剂表面孔洞较多造成突释严重的问题，降低了海藻酸钠释放速率，延长了反应时间，提高阻垢效果，同时，通过对海藻酸钠进行磁活化处理，能够得到具有磁性的抗垢剂，提高了抗垢剂和原料的分离速度和分离效果，易回收；通过对分散剂进行改性，使制备的抗垢剂具备在高碱、高硬、高pH值的水质条件中保持高度的抗垢性，可靠性高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。

实施例1

一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂，包括以下重量百分比的组成分：包括以下重量百分比的组成分：35份海藻酸钠包膜微球、6份亚硝酸钠、3份脱戊烷油、0.5份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、1份聚异丁烯丁二酰亚胺、1份对苯二酚、65份白油；

上述脱戊烷抗垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将上述重量组分的6份亚硝酸钠、3份脱戊烷油、0.5份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、1份聚异丁烯丁二酰亚胺、1份对苯二酚、65份白油混合均匀，并超声处理15min，得到溶液A；

(2)向反应釜中加入上述溶液A，控制反应釜内的温度为45℃，同时向反应釜中缓慢滴加5份的脱戊烷油，搅拌25min后，继续保温反应2h，然后停止加热，搅拌并冷却后出料得到溶液B；

向上述溶液B中添加35份海藻酸钠包膜微球，并反应5h后，冷却至室温得到反应产物，将反应产物进行重结晶，最后干燥处理后得到脱戊烷抗垢剂；

海藻酸钠包膜微球的制备过程为：

S1：按照5:3的重量比将海藻酸钠与甘油混合，得到海藻酸钠溶液；

S2：向上述海藻酸钠溶液中添加质量分数为3％的羧甲基纤维素钠，并使用高速匀浆器进行处理后，混合均匀后得到混合乳液，将混合乳液与水按体积比为1:2混合，在反应温度20℃的条件下以600rpm的速率搅拌，然后抽滤，烘干，即得海藻酸钠初始微球；

S3：取失水山梨醇脂肪酸酯并配置成质量浓度2mg/ml的包膜溶液，将上述海藻酸钠初始微球投入包膜设备中，使海藻酸钠初始微球在包膜设备中滚动，用热风加热至60℃，用压强0.5MPa喷枪喷洒包膜溶液于海藻酸钠初始微球表面，然后热风干燥完成第一层包膜，接着，将完成第一层包膜处理后的海藻酸钠初始微球重新加入步骤S1中的海藻酸钠溶液中，并按照步骤S2的方法再次处理，最后，对重复处理的海藻酸钠初始微球表面继续喷洒包膜，完成第二层包膜，重复上述步骤3次，得到具有3层包膜的海藻酸钠包膜微球，海藻酸钠具有优良的分散性和稳定性，其对于有机大分子聚合所产生的污垢具有良好的分散剥离功效，同时具有优异的稳定性和抗氧化作用可有效防止高分子化合物的聚合和生成，同时还通过对海藻酸钠表面进行进行三次缓释包膜，解决了传统制备方法得到的抗垢剂表面孔洞较多造成突释严重的问题，降低了海藻酸钠分解速率，延长了反应时间，提高阻垢效果。

实施例2

一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂，包括以下重量百分比的组成分：包括以下重量百分比的组成分：45份海藻酸钠包膜微球、7份亚硝酸钠、4份脱戊烷油、0.8份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、1.5份聚异丁烯丁二酰亚胺、1.5份对苯二酚、68份白油；

上述脱戊烷抗垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(3)将上述重量组分的7份亚硝酸钠、4份脱戊烷油、0.8份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、1.5份聚异丁烯丁二酰亚胺、1.5份对苯二酚、68份白油混合均匀，并超声处理15min，得到溶液A；

(4)向反应釜中加入上述溶液A，控制反应釜内的温度为45℃，同时向反应釜中缓慢滴加5份的脱戊烷油，搅拌25min后，继续保温反应2h，然后停止加热，搅拌并冷却后出料得到溶液B；

向上述溶液B中添加45份海藻酸钠包膜微球，并反应5h后，冷却至室温得到反应产物，将反应产物进行重结晶，最后干燥处理后得到脱戊烷抗垢剂；

海藻酸钠包膜微球的制备过程为：

S1：按照5:3的重量比将海藻酸钠与甘油混合，得到海藻酸钠溶液；

S2：向上述海藻酸钠溶液中添加质量分数为4％的羧甲基纤维素钠，并使用高速匀浆器进行处理后，混合均匀后得到混合乳液，将混合乳液与水按体积比为1:3混合，在反应温度30℃的条件下以650rpm的速率搅拌，然后抽滤，烘干，即得海藻酸钠初始微球；

S3：取失水山梨醇脂肪酸酯并配置成质量浓度3mg/ml的包膜溶液，将上述海藻酸钠初始微球投入包膜设备中，使海藻酸钠初始微球在包膜设备中滚动，用热风加热至70℃，用压强0.5MPa喷枪喷洒包膜溶液于海藻酸钠初始微球表面，然后热风干燥完成第一层包膜，接着，将完成第一层包膜处理后的海藻酸钠初始微球重新加入步骤S1中的海藻酸钠溶液中，并按照步骤S2的方法再次处理，最后，对重复处理的海藻酸钠初始微球表面继续喷洒包膜，完成第二层包膜，重复上述步骤3次，得到具有3层包膜的海藻酸钠包膜微球，海藻酸钠具有优良的分散性和稳定性，其对于有机大分子聚合所产生的污垢具有良好的分散剥离功效，同时具有优异的稳定性和抗氧化作用可有效防止高分子化合物的聚合和生成，同时还通过对海藻酸钠表面进行进行三次缓释包膜，解决了传统制备方法得到的抗垢剂表面孔洞较多造成突释严重的问题，降低了海藻酸钠分解速率，延长了反应时间，提高阻垢效果。

实施例3

一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂，包括以下重量百分比的组成分：包括以下重量百分比的组成分：55份海藻酸钠包膜微球、8份亚硝酸钠、5份脱戊烷油、1份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、2份聚异丁烯丁二酰亚胺、2份对苯二酚、70份白油；

上述脱戊烷抗垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(5)将上述重量组分的8份亚硝酸钠、5份脱戊烷油、1份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、2份聚异丁烯丁二酰亚胺、2份对苯二酚、70份白油混合均匀，并超声处理15min，得到溶液A；

(6)向反应釜中加入上述溶液A，控制反应釜内的温度为45℃，同时向反应釜中缓慢滴加5份的脱戊烷油，搅拌25min后，继续保温反应2h，然后停止加热，搅拌并冷却后出料得到溶液B；

(7)向上述溶液B中添加55份海藻酸钠包膜微球，并反应5h后，冷却至室温得到反应产物，将反应产物进行重结晶，最后干燥处理后得到脱戊烷抗垢剂；

海藻酸钠包膜微球的制备过程为：

S1：按照5:3的重量比将海藻酸钠与甘油混合，得到海藻酸钠溶液；

S2：向上述海藻酸钠溶液中添加质量分数为5％的羧甲基纤维素钠，并使用高速匀浆器进行处理后，混合均匀后得到混合乳液，将混合乳液与水按体积比为1:5混合，在反应温度35℃的条件下以700rpm的速率搅拌，然后抽滤，烘干，即得海藻酸钠初始微球；

S3：取失水山梨醇脂肪酸酯并配置成质量浓度4.5mg/ml的包膜溶液，将上述海藻酸钠初始微球投入包膜设备中，使海藻酸钠初始微球在包膜设备中滚动，用热风加热至80℃，用压强0.5MPa喷枪喷洒包膜溶液于海藻酸钠初始微球表面，然后热风干燥完成第一层包膜，接着，将完成第一层包膜处理后的海藻酸钠初始微球重新加入步骤S1中的海藻酸钠溶液中，并按照步骤S2的方法再次处理，最后，对重复处理的海藻酸钠初始微球表面继续喷洒包膜，完成第二层包膜，重复上述步骤3次，得到具有3层包膜的海藻酸钠包膜微球，海藻酸钠具有优良的分散性和稳定性，其对于有机大分子聚合所产生的污垢具有良好的分散剥离功效，同时具有优异的稳定性和抗氧化作用可有效防止高分子化合物的聚合和生成，同时还通过对海藻酸钠表面进行进行三次缓释包膜，解决了传统制备方法得到的抗垢剂表面孔洞较多造成突释严重的问题，降低了海藻酸钠分解速率，延长了反应时间，提高阻垢效果。

实施例4

本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于：

步骤S1中的海藻酸钠与甘油混合时，对海藻酸钠进行磁活化处理，具体处理工艺为：按照5:3的重量比将海藻酸钠海藻酸钠与甘油混合，并搅拌均匀，并用冰乙酸调节至pH＝4，并向其中加入N-羟基琥珀酰亚胺并在超声波的的作用下活化反应18min，然后加入硫酸亚铁，在室温下，进行搅拌反应，最后，在磁场作用下分离得到具有磁性的磁活化海藻酸钠粒子，通过对海藻酸钠原料进行磁活化处理，也就是加入硫酸亚铁纳米粒子后，得到具有磁性特殊功能的抗垢剂，大大提高了抗垢剂和原料的分离速度和分离效果，易回收，避免造成二次污染。

实施例5

本实施例与实施例4基本相同，不同之处在于：

上述分散剂为改性分散剂，其制备过程为：首先，将质量百分比为30％聚丙烯酸钠、20％羟基乙叉二瞵酸、15％聚丙烯酰胺、5％聚苯乙烯磺酸混合均匀，并向其中加入30％蒸馏水，并升温85℃反应2h，制得反应产物A，然后，将反应产物A加入分散机中，先以750r/min的速率分散约5min，然后在上述速率分散下加入8％聚苹果酸混合，投料完毕后再以1500r/min的速率分散约30min，并升温至100℃，最后，造粒得到改性分散剂，通过选用耐高硬、高碱、高pH值的原料，使制备的改性分散剂分散性良好，可使有机大分子聚合所产生的污垢具有良好的分散剥离功效，提高阻垢效果，同时，使整个抗垢剂还可在耐高硬、高碱、高pH值的条件下发挥功效，解决现有抗垢剂在高碱、高硬、高pH值的水质条件下，阻垢率不高、对铁离子存在的降低甚至使有机膦类抗垢剂抗垢性能降低直至丧失的问题。

实施例6

本实施例与实施例5基本相同，不同之处在于：

步骤(3)中重结晶的具体过程为：首先，以45℃的加热温度对上述反应产物加热，并以45rpm速率搅拌3h，然后，经过上述操作的反应产物逐渐结晶并析出，最后，过滤并干燥4h，得到脱戊烷抗垢剂产品；其中干燥方式为真空鼓风干燥，干燥温度为80℃，通过严格控制重结晶过程中的温度和时间，增加反应产物的结晶析出产量，提高反应的产物的利用率，通过重结晶提高了制备的脱戊烷抗垢剂的纯度，提高抗垢效果。

试验例

为了评价本发明的脱戊烷抗垢剂的阻垢性能，选择现有抗垢剂作为比较对象，在评价介质当中还添加过氧化物，以强化聚合作用条件，并且试验的温度条件也尽可能接近实际工业生产条件。抗垢剂添加量60ml/l,介质人口温度85℃，热管外壁温度125℃，介质流量130ml/min，表1列出了对比试验评价结果。

表1：对比试验评价结果

由此可知，添加现有的抗垢剂后，介质出口温差要比不加抗垢剂的空白组温差小得多，在试验期间，平均抗垢率为63.3％，而添加本发明的脱戊烷抗垢剂的抗垢率在试验期间，平均值为97.25％，比添加现有的抗垢剂的抗垢率要高得多，这说明本发明的脱戊烷抗垢剂性能明显优于现有的抗垢剂。

Claims (2)

1.一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂的制备方法，其特征在于，所述脱戊烷抗垢剂包括以下重量百分比的组成分：35-55份海藻酸钠包膜微球、6-8份亚硝酸钠、3-5份脱戊烷油、0.5-1份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、1-2份分散剂、1-2份对苯二酚、65-70份白油；所述脱戊烷抗垢剂的制备方法为：

(1)将上述重量组分的6-8份亚硝酸钠、3-5份脱戊烷油、0.5-1份2,6-二叔丁基混合酚和N,N二仲丁基对苯二胺混合物、1-2份分散剂、1-2份对苯二酚、65-70份白油混合均匀，并超声处理10-15min，得到溶液A；

(2)向反应釜中加入上述溶液A，控制反应釜内的温度为40-45℃，同时向反应釜中缓慢滴加3-5份的脱戊烷油，搅拌20-25min后，继续保温反应1-2h，然后停止加热，搅拌并冷却后出料得到溶液B；

(3)向上述溶液B中添加35-55份海藻酸钠包膜微球，并反应4-5h后，冷却至室温得到反应产物，将反应产物进行重结晶，最后干燥处理后得到脱戊烷抗垢剂；

所述海藻酸钠包膜微球的制备过程为：

S1：按照5:3的重量比将海藻酸钠与甘油混合，得到海藻酸钠溶液；

S2：向上述海藻酸钠溶液中添加质量分数为3-5％的乳化剂，并使用高速匀浆器进行处理后，混合均匀后得到混合乳液，将混合乳液与水按体积比为1:2-5混合，在反应温度20-35℃的条件下以600-700rpm的速率搅拌，然后抽滤，烘干，即得海藻酸钠初始微球；

S3：取包膜剂并配置成质量浓度2-4.5mg/ml的包膜溶液，将上述海藻酸钠初始微球投入包膜设备中，使海藻酸钠初始微球在包膜设备中滚动，用热风加热至60-80℃，用压强≥0.5MPa喷枪喷洒包膜溶液于海藻酸钠初始微球表面，然后热风干燥完成第一层包膜，接着，将完成第一层包膜处理后的海藻酸钠初始微球重新加入步骤S1中的海藻酸钠溶液中，并按照步骤S2的方法再次处理，最后，对重复处理的海藻酸钠初始微球表面继续喷洒包膜，完成第二层包膜，重复上述步骤3-4次，得到具有多层包膜的海藻酸钠包膜微球；

所述步骤S3中包膜剂的为失水山梨醇脂肪酸酯，步骤S2中乳化剂为羧甲基纤维素钠；

对步骤S1中的海藻酸钠与甘油混合时，对海藻酸钠进行磁活化处理，具体处理工艺为：按照5:3的重量比将海藻酸钠海藻酸钠与甘油混合，并搅拌均匀，并用冰乙酸调节至pH＝4，并向其中加入N-羟基琥珀酰亚胺并在超声波的作用下活化反应15-20min，然后加入硫酸亚铁，在室温下，进行搅拌反应，最后，在磁场作用下分离得到具有磁性的磁活化海藻酸钠粒子；

所述分散剂为改性分散剂，其制备过程为：首先，按质量百分比计，将15-30％聚丙烯酸钠、10-20％羟基乙叉二瞵酸、10-15％聚丙烯酰胺、3-5％聚苯乙烯磺酸混合均匀，并向其中加入余量的蒸馏水，并升温65-85℃反应1-2h，制得反应产物A，然后，将反应产物A加入分散机中，先中速分散3-5min，然后在中速分散下加入2-8％聚苹果酸混合，投料完毕后再高速分散20-30min，并升温至100℃，最后，造粒得到改性分散剂。

2.根据权利要求1所述的一种化工反应釜用脱戊烷抗垢剂的制备方法，其特征在于，所述分散机中速的速率为600-750r/min，分散机高速速率为1200-1500r/min。