專利名稱：含有聚氧乙烯聚氧丙烯醚的阻焦劑及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，涉及一種用于煉油廠減粘裝置的換熱系統(tǒng)中的阻焦劑，特別涉及一種含有聚氧乙烯聚氧丙烯醚的阻焦劑。
背景技術(shù)：
減粘裂化裝置是石油化工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)渣油減粘裂化反應(yīng)的裝置。減粘裂化反應(yīng)是在高溫高壓反應(yīng)條件下以熱裂化反應(yīng)為主的自由基反應(yīng)過(guò)程。其所用原料一般是減壓渣油，而減壓渣油是由無(wú)數(shù)大分子烴類和非烴類化合物組成的復(fù)雜混合物。在裂化反應(yīng)過(guò)程中，一方面渣油中的飽和烴發(fā)生裂化反應(yīng)，芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中側(cè)鏈的α位也易發(fā)生斷裂反應(yīng)，使大分子烴斷裂為小分子烴，長(zhǎng)側(cè)鏈斷裂為短側(cè)鏈；另一方面，隨著反應(yīng)溫度的升高和裂化程度的加深，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)中的稠環(huán)結(jié)構(gòu)物質(zhì)會(huì)發(fā)生縮合反應(yīng)形成相對(duì)分子質(zhì)量更大的稠環(huán)芳烴，并且隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大，自由基的穩(wěn)定性增大，易形成縮合度更高的芳烴，從而促使膠質(zhì)變成瀝青質(zhì)，瀝青質(zhì)進(jìn)一步縮合生成垢炭結(jié)焦。由于結(jié)焦的生成造成減粘裂化裝置的換熱器阻力降壓力增加，同時(shí)由于結(jié)焦現(xiàn)象和部分管束堵塞造成原料入爐換熱終溫下降，增加了燃料消耗，傳熱效果變差，從而影響了減粘裂化效率。
目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的阻焦劑種類焦多，普遍使用的主要有SB-19阻焦劑、NS-16阻焦劑及SH9801阻焦劑等，但是這些阻焦劑的阻焦阻垢率較低，不能完全滿足減粘裝置換熱系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)煉油廠減粘裝置換熱系統(tǒng)的結(jié)焦情況，提供一種阻焦率較高的阻焦劑。
本發(fā)明的阻焦劑，主要包括下述重量比份的組分丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類60～70％；氯代烷基吡啶類20～30％；二甲苯10～20％。
其中丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類是阻焦劑中主要成分，相對(duì)分子量為3000-4000，起防止自由基聚合作用。其最佳加入量為65％，最佳相對(duì)分子量為3500左右。
氯代烷基吡啶類起促進(jìn)烷基裂化作用，其最佳加入量20％，相對(duì)分子量為2000-3000，最佳相對(duì)分子量為2500。
二甲苯起阻止結(jié)焦作用，加入量最好是15％。二甲苯可以是鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯中的至少一種。
本發(fā)明的阻焦劑的組分也可根據(jù)使用的具體情況，還可添加一些其它組分，如有機(jī)溶劑等。
本發(fā)明阻焦劑的制備方法，是將上述重量比份的丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類、二甲苯及氯代烷基吡啶類直接混合即可；或先將丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類與二甲苯充分混合后，再向混合物中加入氯代烷基吡啶類混合即可。
本發(fā)明阻焦劑的阻焦阻垢機(jī)理在減粘裂化反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)利用阻焦劑含有的聚氧乙烯聚氧丙烯醚基團(tuán)來(lái)破壞芳香分子的縮聚，與氧化自由基作用產(chǎn)生惰性分子而實(shí)現(xiàn)鏈終止，防止自由基的聚合，促使烷烴和芳烴、膠質(zhì)側(cè)鏈的裂化反應(yīng)；同時(shí)阻焦劑還能阻止由金屬雜質(zhì)如銅和鐵的催化作用而形成的膠質(zhì)和其他沉積物，即使加工流體金屬雜質(zhì)被絡(luò)合，還應(yīng)有良好的清凈分散性能使已形成的細(xì)小污垢物不至于聚集成大團(tuán)塊而堵塞裝置，因此阻焦劑具有阻聚、抗氧、分散及金屬減活等多方面的作用。因此，本發(fā)明的阻焦劑對(duì)油渣中的不溶性懸浮物起分散作用，阻止其凝聚、沉淀，對(duì)成垢聚合反應(yīng)形成惰性分子阻止反應(yīng)，還可以增加金屬表面的防腐性能。
本發(fā)明的阻焦劑與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的阻焦劑具有優(yōu)異的阻焦阻垢性能在減粘裂化反應(yīng)過(guò)程中，阻垢率在85％以上，優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品(目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于焦化、減粘裝置換熱系統(tǒng)的阻焦劑阻垢率在65％左右)，能夠滿足減粘裝置換熱系統(tǒng)設(shè)備防止結(jié)焦的需要。
2、由于本發(fā)明的阻焦劑的阻焦阻垢率高，在減粘裂化過(guò)程中可使減粘裂化裝置換熱系統(tǒng)的換熱效果改善，壓降明顯降低(壓降由原來(lái)的0.58Mpa降至現(xiàn)在0.50Mpa)，減少了減粘裂化裝置換熱系統(tǒng)的清焦除垢次數(shù)(由原來(lái)的2-3個(gè)月對(duì)換-2清焦除垢一次，延長(zhǎng)到一年以上)，從而提高了效率。
3、本發(fā)明的阻焦劑同樣適用于其他類似場(chǎng)合的結(jié)焦情況。
4、本發(fā)明的阻焦劑的制備原料易得，工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于推廣應(yīng)用。
下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明本發(fā)明阻焦劑的阻焦效果。實(shí)驗(yàn)按HG/T2159-1991《緩蝕劑緩蝕性能的測(cè)定旋轉(zhuǎn)掛片法》進(jìn)行；實(shí)驗(yàn)試片實(shí)驗(yàn)后的清除按GB/T16545-1996《金屬和合金的腐蝕、腐蝕試樣上腐蝕產(chǎn)物的清除》進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)1、將重量比份60％丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(相對(duì)分子量為3500左右)、20％氯代烷基吡啶(相對(duì)分子量為2500左右)及20％鄰二甲苯直接混合，得到本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(A)。該阻焦劑RZ-4(A)的阻焦試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1表-1 渣油阻焦劑阻焦試驗(yàn)

從表1可以看出阻焦劑RZ-4(A)在濃度為50-100ppm的范圍內(nèi)均表現(xiàn)出較高的阻垢率，能滿足減粘裝置換熱系統(tǒng)的需要。應(yīng)用于蘭州石化公司減粘裂化裝置，使該裝置換熱系統(tǒng)壓降明顯降低，阻垢率在83％以上。
實(shí)驗(yàn)2、將重量比份65％丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(相對(duì)分子量為3500左右)、25％氯代烷基吡啶(相對(duì)分子量為2500左右)及10％對(duì)二甲苯直接混合，得到本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(B)。該阻焦劑RZ-4(B)的阻焦試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
表-2 渣油阻焦劑阻焦試驗(yàn)


從表2可以看出阻焦劑RZ-4(B)在濃度為50-150ppm的范圍內(nèi)均表現(xiàn)出較高的阻垢率，能滿足減粘裝置換熱系統(tǒng)的需要。應(yīng)用于蘭州石化公司減粘裂化裝置，使該裝置換熱系統(tǒng)壓降明顯降低，阻垢率在80％以上。
實(shí)驗(yàn)3、先將重量比份60％的丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(相對(duì)分子量為3500左右)與30％間二甲苯充分混勻，再向混合物中加入10％氯代烷基吡啶(相對(duì)分子量為2500左右)混合均勻得到本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(C)。該阻焦劑RZ-4(C)的阻焦試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。
表-3 渣油阻焦劑阻焦試驗(yàn)

從表3可以看出阻焦劑RZ-4(C)在濃度為50-100ppm的范圍內(nèi)均表現(xiàn)出較高的阻垢率，能滿足減粘裝置換熱系統(tǒng)的需要。應(yīng)用于蘭州石化公司減粘裂化裝置，使該裝置換熱系統(tǒng)壓降明顯降低，阻垢率在80％左右。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)1SB-19阻焦劑、NS-16阻焦劑及SH9801阻焦劑國(guó)內(nèi)使用的普通阻焦劑。
選用碳鋼試片進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，采用本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(A)與對(duì)比例中阻焦劑SB-19阻焦劑、NS-16阻焦劑、SH9801阻焦劑進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)試片的腐蝕結(jié)垢及增重狀況，計(jì)算阻垢率，其結(jié)果如表4、5、6所示。
表4 本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(A)與對(duì)比的阻焦劑SB-19、NS-16、SH9801實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)


表5 本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(A)與對(duì)比的阻焦劑SB-19、NS-16、SH9801實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)

表-6 本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(A)與對(duì)比的阻焦劑SB-19、NS-16、SH9801實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)

從表4-6可以看出本發(fā)明阻焦劑RZ-4(A)在實(shí)驗(yàn)條件試片材質(zhì)Q235-A、溫度400℃，恒溫8小時(shí)，表現(xiàn)出優(yōu)異的阻垢性能，當(dāng)注入濃度為50-100ppm時(shí)，阻焦劑SB-19的阻垢率65％左右，阻焦劑NS-16的阻垢率為75％左右，阻焦劑SH9801的阻垢率為72％左右，相對(duì)阻垢率較低，而本發(fā)明阻焦劑RZ-4(A)的阻垢率可達(dá)85％，表現(xiàn)出了優(yōu)異的阻垢性能，優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)2將重量比份丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚50％、氯代烷基吡啶30％、鄰二甲苯20％直接混合，得到本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(A1)。
表-7 阻焦劑RZ-4(A1)阻焦對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)比實(shí)驗(yàn)3、該對(duì)比例由丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚和氯代烷基吡啶按實(shí)施例2比例復(fù)合而成，得到本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(B1)。
表-8 阻焦劑RZ-4(B1)阻焦對(duì)比試驗(yàn)

對(duì)比實(shí)驗(yàn)4、將重量比份的丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚70％、氯代烷基吡啶10％、間二甲苯20％直接混合，得到本發(fā)明的阻焦劑RZ-4(B1)。
表-9 阻焦劑RZ-4(B1)阻焦對(duì)比試驗(yàn)


從表6-9可以看出阻焦劑RZ-4(A1)，RZ-4(B1)，RZ-4(C1)，注劑量為50-200ppm的范圍內(nèi)均表現(xiàn)出較低的阻垢率，原因在于表7丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚50％，少于60％-70％；表8缺少二甲苯，表9氯代烷基吡啶組分含量10％，達(dá)不到有效成分的20％-30％。由此可見(jiàn)，阻垢率均低于75％(對(duì)碳鋼而言)，不能滿足裝置減粘裝置換熱系統(tǒng)設(shè)備防止結(jié)焦的需要，說(shuō)明該阻焦劑RZ-4的各個(gè)組分是必不可少的。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1、將重量比份70％丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(相對(duì)分子量在3000～4000之間)、20％氯代烷基吡啶(相對(duì)分子量在2000～3000之間左右)及10％鄰二甲苯直接混合，得到本發(fā)明的阻焦劑。
實(shí)施例2、將重量比份60％丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(相對(duì)分子量在3000～4000之間)、30％氯代烷基吡啶(相對(duì)分子量在2000～3000之間)及10％間二甲苯直接混合，得到本發(fā)明的阻焦劑。
實(shí)施例3、將重量比份60％丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(相對(duì)分子量在3000～4000之間)、20％氯代烷基吡啶(相對(duì)分子量在2000～3000之間)及20％對(duì)二甲苯直接混合，得到本發(fā)明的阻焦劑。
實(shí)施例4、先將重量比份60％的丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(相對(duì)分子量在3000～4000之間)與20％間二甲苯充分混勻，再向混合物中加入20％氯代烷基吡啶(相對(duì)分子量在2000～3000之間)混合均勻得到本發(fā)明的阻焦劑。
權(quán)利要求
1.一種阻焦劑，主要包括下述重量比份的組分丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類60～70％；氯代烷基吡啶類20～30％；二甲苯10～20％。
2.如權(quán)利要求1所述的阻焦劑，其特征在于所述丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類的相對(duì)分子量為3000-4000。
3.如權(quán)利要求1所述的阻焦劑，其特征在于所述氯代烷基吡啶類的相對(duì)分子量為2000-3000。
4.如權(quán)利要求1所述的阻焦劑，其特征在于所述二甲苯為鄰二甲苯、間二甲苯、對(duì)二甲苯中的至少一種。
5.一種制備權(quán)利要求1所述阻焦劑的方法，是將上述重量比份的丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類、二甲苯及氯代烷基吡啶類直接混合即可；或先將丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類與二甲苯充分混合后，再向混合物中加入氯代烷基吡啶類混合即可。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于煉油廠減粘裝置換熱系統(tǒng)中的阻焦劑，該阻焦劑由重量比份60～70％丁醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚類、20～30％氯代烷基吡啶類及10～20％二甲苯混合而成。本發(fā)明的阻焦劑具有優(yōu)異的阻焦阻垢性能在減粘裂化反應(yīng)過(guò)程中，阻垢率在85％以上，優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品(目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于焦化、減粘裝置換熱系統(tǒng)的阻焦劑阻垢率在65％左右)，能夠滿足減粘裝置換熱系統(tǒng)設(shè)備防止結(jié)焦的需要；同時(shí)可使減粘裂化裝置換熱系統(tǒng)的換熱效果好轉(zhuǎn)，壓降明顯降低(壓降由原來(lái)的0.58MPa降至現(xiàn)在0.50MPa)，減少了減粘裂化裝置換熱系統(tǒng)的清焦除垢次數(shù)(由原來(lái)的2－3個(gè)月對(duì)換－2清焦除垢一次，延長(zhǎng)到一年以上)，從而提高了效率。
文檔編號(hào)C10G75/00GK1900225SQ20061004317
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日
發(fā)明者任世科, 韓勇, 張軍明, 劉雪梅, 廖勇, 楊忠友 申請(qǐng)人:中國(guó)石油蘭州石油化工公司