CN1580202A - 一种用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于石油加工过程中具有良好抗垢阻焦和高温缓蚀双重功能的缓蚀抗垢阻焦剂，其组分及含量为：A.1－30％(wt％)的聚异丁烯基酰亚胺类化合物；B.5－10％(wt％)的硼化无灰分散剂；C.30－55％(wt％)的高碳烷；D.N，N－二正丁基氨基亚甲基苯并三唑；E.2，5－二(烷基二硫代)－1，3，4噻二唑；其中，D、E二种化合物的总含量为5－64％(wt％)，可任选其中一种。该剂采用高分子量、高沸点有机聚合物为原料，高温下不分解；采用复配方法，各组分间有很好协同作用，加强了其耐高温性和增溶分散功效。该剂不仅抗垢阻焦性能优越，而且缓蚀作用优良，且组分中不含P和金属元素，不会对下游装置的后续加工造成不良影响。该剂加入量为50－100ppm。

Description

一种用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂

技术领域

本发明属于化学添加剂领域，涉及一种缓蚀抗垢阻焦剂，尤其涉及一种用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂。

背景技术

近年来，随着原油质量变重变差，石油加工过程中的设备和管线的结垢情况日益严重。结垢不仅使炼油厂的装置能耗增加、处理量减少，而且对装置的安全生产有非常大的威胁，且影响到其运转周期。在国内对设备和管线的结垢方面的研究起步较晚，故在设备和管线出现结垢时，只能依靠改变操作条件，如降低操作温度，增加流速等以暂时减轻结垢。这种方法只有在装置有一定的操作弹性下方能使用，它要受到工艺参数的限制。随着装置的连续运转，结垢越来越严重，当达到极限时，再以改变操作条件来减少结焦，将会导致严重的后果。对于结垢严重的某些设备，如加热炉、换热器等，一般会采用切换的方法，换下的设备需要清洗、物理除垢，这样不仅费时费力，而且对设备的损伤也是很大的，而且无法从根本上解决结垢的问题。在80年代，国外就出现了在工艺过程中加入抗垢剂的办法，不仅操作简单、用量少、效果好，而且可以防止垢的形成。

后来，国内也陆续研制出一系列的防垢剂，但这些防垢剂主要是以含有P元素和金属元素的组分构成，对石油加工工艺中的催化剂有毒害作用，因此对后续加工不利。而且，大多数的防垢剂都是单体化合物，这样的防垢剂只能对单一原因引起的结垢现象出现作用，其适用范围不是很广。近几年出现的复合物防垢剂虽然能够适用于由多种原因引起的设备和管线结垢中，但是它们都是仅仅以抑制结垢为单一目的。此外，现阶段使用的抗垢剂中多数以柴油等为溶剂，在使用过程中极易着火，给装置带了很大的危害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于石油加工过程中具有良好的抗垢阻焦和高温缓蚀双重功能的缓蚀抗垢阻焦剂。

本发明的构思如下：

经过仔细研究分析，发现在炼油装置中高温部位的结垢和腐蚀作用在一定的程度上是相互促进的。金属表面在腐蚀后变得粗糙，大分子物质如沥青质不容易被流体裹挟带走，而容易挂在器壁上，腐蚀剥落下来的FeS颗粒可作为“晶种”吸附介质中的大分子物质并逐渐长大，当这种颗粒长到一定程度后沉积下来，在高温条件下脱氢、缩合成焦；同时，结垢后由于垢物在金属表面上的长期作用，又会使金属的腐蚀进一步加剧。

由于高温部位的结焦和腐蚀作用相互促进，所以应将阻垢和缓蚀性能相结合，才可有效的阻止焦垢的形成，同时又可缓解设备高温部位的腐蚀。

本发明技术方案如下：

一种石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其组分及含量为：

A、1-30％(wt％)的聚异丁烯基酰亚胺类化合物，结构式为：

其中n代表5-23的整数，R是碳数为1-10的烷基；

B、5-10％(wt％)的硼化无灰分散剂，结构式为：

其中n代表5-10的整数；

C、30-55％(wt％)的高碳烷，主要指C15-C20的烷烃；

D、N，N-二正丁基氨基亚甲基苯并三唑；

E、2，5-二(烷基二硫代)-1，3，4噻二唑；

其中，D、E二种化合物的总含量为5-64％(wt％)，可任选其中一种。

本发明的缓蚀抗垢阻焦剂组合物配方中，

组分A的含量最好为10-20％(wt％)；

D、E二种化合物的总含量最好为10-20％(wt％)；

组分A优选聚异丁烯基丁二酰亚胺；

组分C优选十六烷或十八烷。

本发明的缓蚀抗垢阻焦剂可按如下方法合成得到：

按比例称取各组分，在一搅拌器中，先加入已称量好的一定量的A，升温到40-50℃时，在搅拌的情况下，分别加入一定量的其余组分，其加入的顺序为B、D、C、E。

本发明的缓蚀抗垢阻焦剂由于采用了高分子量和高沸点有机聚合物为原料，在高温下不会分解，能够对高温部位的腐蚀起到很好的防护作用；组分中不含P和金属元素，不会对下游装置的后续加工造成不良影响。此外，本发明的缓蚀抗垢阻焦剂采用复配的方法，其中的各组分之间具有很好的协同作用，比起单一组分的缓蚀抗垢阻焦剂的适用性更广、缓蚀抗垢阻焦效率更高。

本发明的缓蚀抗垢阻焦剂由于使用溶解度好，闪点高、不易燃的烷烃为溶剂，因此操作方便，使用安全，不会给装置带来着火的危害。

本发明的缓蚀抗垢阻焦剂不仅具有阻聚、分散、清净、洗涤等作用，其耐高温性和增溶分散功能得到加强，抗垢阻焦性能优越；而且，同时具有优良的缓蚀作用，降低了腐蚀速率。

本发明的缓蚀抗垢阻焦剂具有良好的抗垢阻焦和高温缓蚀双重功能，阻垢率达90％左右，高温缓蚀率达到80％以上，因为综合提高了该剂的阻垢和缓蚀性能，使该剂有效使用量同比下降了20％-30％，从而极大地提高了传统抗垢阻焦剂的性价比，更有利于装置运行成本的控制。

本发明的缓蚀抗垢阻焦剂适用于原油加工工艺中的易结垢部位，适用的设备包括换热器、加热炉、反应器等。

本发明的缓蚀抗垢阻焦剂的加入量为50-100ppm。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

                           实施例1

称取200克聚异丁烯基丁二烯亚胺，加入一搅拌容器中，待温度升高到45℃时，缓慢加入已称量好的100克硼化无灰分散剂，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的200克N，N-二正丁基氨基亚甲基苯并三唑，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的500克十八烷，加完后继续搅拌半小时以上，整个过程始终保持温度在40-50℃，并保持混合均匀，然后冷却至室温，即得缓蚀抗垢阻焦剂。

                           实施例2

称取100克聚异丁烯基丁二烯亚胺，加入一搅拌容器中，待温度升高到45℃时，缓慢加入已称量好的50克硼化无灰分散剂，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的550克十六烷，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的300克2，5-二(烷基二硫代)-1，3，4噻二唑，加完后继续搅拌半小时以上，整个过程始终保持温度在40-50℃，并保持混合均匀，然后冷却至室温，即得缓蚀抗垢阻焦剂。

                           实施例3

称取150克聚异丁烯基丁二烯亚胺，加入一搅拌容器中，待温度升高到45℃时，缓慢加入已称量好的80克硼化无灰分散剂，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的200克N，N-二正丁基氨基亚甲基苯并三唑，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的420克十六烷，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的150克2，5-二(烷基二硫代)-1，3，4噻二唑，加完后继续搅拌半小时以上，整个过程始终保持温度在40-50℃，并保持混合均匀，然后冷却至室温，即得缓蚀抗垢阻焦剂。

                          实施例4

称取300克聚异丁烯基丁二烯亚胺，加入一搅拌容器中，  待温度升高到45℃时，缓慢加入已称量好的100克硼化无灰分散剂，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的300克十八烷，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的300克2，5-二(烷基二硫代)-1，3，4噻二唑，加完后继续搅拌半小时以上，整个过程始终保持温度在40-50℃，并保持混合均匀，然后冷却至室温，即得缓蚀抗垢阻焦剂。

                          实施例5

称取10克聚异丁烯基丁二烯亚胺，加入一搅拌容器中，待温度升高到45℃时，缓慢加入已称量好的50克硼化无灰分散剂，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的400克N，N-二正丁基氨基亚甲基苯并三唑，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的300克十六烷，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的240克2，5-二(烷基二硫代)-1，3，4噻二唑，加完后继续搅拌半小时以上，整个过程始终保持温度在40-50℃，并保持混合均匀，然后冷却至室温，即得缓蚀抗垢阻焦剂。

                          实施例6

称取250克聚异丁烯基丁二烯亚胺，加入一搅拌容器中，待温度升高到45℃时，缓慢加入已称量好的100克硼化无灰分散剂，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的100克N，N-二正丁基氨基亚甲基苯并三唑，加入已称量好的550克十六烷，加完后继续搅拌半小时以上，加完后继续搅拌半小时以上，整个过程始终保持温度在40-50℃，并保持混合均匀，然后冷却至室温，即得缓蚀抗垢阻焦剂。

                          实施例7

称取200克聚异丁烯基丁二烯亚胺，加入一搅拌容器中，待温度升高到45℃时，缓慢加入已称量好的100克硼化无灰分散剂，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的550克十八烷，加完后继续搅拌半小时以上，加入已称量好的150克2，5-二(烷基二硫代)-1，3，4噻二唑，加完后继续搅拌半小时以上，整个过程始终保持温度在40-50℃，并保持混合均匀，然后冷却至室温，即得缓蚀抗垢阻焦剂。

                           实施例8

缓蚀抗垢阻焦剂评价试验实例：

试验原料：减压渣油

试验装置：缓蚀抗垢阻焦剂实验室评价装置

试验温度：375℃

试验流速：0.25m/min

试验时间：10小时

试验用缓蚀抗垢阻焦剂：采用由实施例3得到的缓蚀抗垢阻焦剂

空白实验：

将减压渣油按上述流速通过结垢测试管，保持测试试管外壁温度始终为375℃，进口温度始终为120℃，每隔15min记录一次试管进出口温度，开始时出口温度为363℃，数小时后出口温度逐步下降，十小时后测得出口温度为349.3℃，空白实验结束。

防垢试验：

将加入了由实施例3得到的缓蚀抗垢阻焦剂70ppm后的减压渣油按空白试验相同的操作条件通过结垢测试管，在进口温度、管壁温度与空白试验一致，并保持不变的情况下测得十小时后的出口温度为361.5℃，由此可得：

防垢率＝(ΔT空-ΔT防)/ΔT空×100％

      ＝((363-349.3)-(363-361.5))/(363-349.3)×100％

      ＝89.05％

                           实施例9

应用例：

某炼油厂加氢装置开工后半年里，由于预热换热器经常出现严重结垢问题，开工三个月就出现了换热器温度明显下降现象。加注了由实施例1得到的本发明的缓蚀抗垢阻焦剂70ppm后运行至今，设备状况良好，未发生换热器温度下降明显的现象，并且使用也非常的简单。

Claims (9)

1.一种用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于，其组分及含量为：

A、1-30％(wt％)的聚异丁烯基酰亚胺类化合物，结构式为：

其中n代表5-23的整数，R是碳数为1-10的烷基；

B、5-10％(wt％)的硼化无灰分散剂，结构式为：

其中n代表5-10的整数；

C、30-55％(wt％)的高碳烷，主要指C₁₅-C₂₀的烷烃；

D、N，N-二正丁基氨基亚甲基苯并三唑；

E、2，5-二(烷基二硫代)-1，3，4噻二唑；

其中，D、E二种化合物的总含量为5-64％(wt％)，可任选其中一种。

2.如权利要求1所述的用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于：组分A的含量为10-20％(wt％)。

3.如权利要求1或2所述的用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于：D、E二种化合物的总含量为10-20％(wt％)。

4.如权利要求1或2所述的用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于：组分A为聚异丁烯基丁二酰亚胺。

5.如权利要求3所述的用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于：组分A为聚异丁烯基丁二酰亚胺。

6.如权利要求1或2所述的用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于：组分C为十六烷或十八烷。

8.如权利要求3所述的用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于：组分C为十六烷或十八烷。

9.如权利要求4所述的用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于：组分C为十六烷或十八烷。

10.如权利要求5所述的用于石油加工过程中的缓蚀抗垢阻焦剂，其特征在于：组分C为十六烷或十八烷。