一种复合缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及炼油和化工精制的助剂领域，具体涉及一种复合缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、炼油厂常减压装置的腐蚀指的是初馏塔塔顶、常压塔塔顶和减压塔塔顶的金属腐蚀。常减压塔设备接触的主要是石油，石油中的主要成分——各种烃并不腐蚀金属设备，但石油中的杂质如无机盐、硫、氮化合物、o2、有机酸、co2、水分等含量虽小，但对设备的腐蚀危害却很大。

2、在炼油及化工精制蒸馏过程中，由于原材料本身存在的性质及含有的微量腐蚀物质，设备的腐蚀会集中于低温部位，主要包括以下几种：(1)h2s-hcl-h2o，该腐蚀常发生于常减压蒸馏装置中的初馏塔、常压分馏塔、减压分馏塔塔顶部及其冷凝冷却系统。引起h2s-hcl-h2o腐蚀的主要原因是石油中含有氯盐、有机氯化物和硫化物。(2)nh4hs/nh4cl-h2o，该腐蚀常存在于加氢裂化装置，主要原因是由h2s、hcl与hn3化合生成胺化合物沉淀堵塞管路造成的垢下腐蚀。(3)低分子有机酸-h2o，该腐蚀常存于常减压蒸馏装置中的初馏塔、常压分馏塔、减压分馏塔塔顶部及其冷凝冷却系统。主要原因是由于炼制原油的劣质化，高酸值原油越来越多，原油中的脂肪酸、环烷酸在蒸馏加热时分解生成低分子有机酸，例如甲酸、乙酸等随着油气进入蒸馏塔顶的低温部位。

3、炼油及化工精制蒸馏过程中，腐蚀介质会对管线及设备造成腐蚀，并伴生垢状物吸附在设备及管线表面，从而对安全生产造成巨大的安全隐患，也会因为垢状物的存在，影响换热效果及产生垢下腐蚀。为了保护设备及管线，在生产过程中加入缓蚀剂，在金属设备表面形成致密牢固的保护膜又能吸收中和酸性物质，从而达到腐蚀防护目的。

4、目前，缓蚀剂普遍采用咪唑啉季铵盐及中和有机胺组成，具有较好的中和酸性物质及在设备表面形成保护膜，防止腐蚀现象发生的能力，但现有技术中缓蚀剂的缓蚀能力依旧不足，并且阻垢能力差，容易引起设备表面严重结垢，给后续加工带来了危害。

5、因此，目前亟需一种不但具有优异缓蚀能力，同时还具备优异阻垢能力的缓蚀剂。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种缓蚀能力强，并且具有优异阻垢能力的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用。

2、技术方案：

3、一种复合缓蚀阻垢剂，包含有机胺中和剂、含氟咪唑啉、分散剂和去离子水；

4、所述含氟咪唑啉具有如下式a所示结构：

5、

6、进一步地，所述有机胺中和剂选自异丁胺、正丁胺、乙二胺、二异丙醇胺或二乙基乙二胺中的至少一种。

7、本发明中添加有机胺中和剂，通过有机胺与含氟咪唑啉的复配使用，一方面可以有效控制装置中冷凝水的酸碱度，避免腐蚀，提高含氟咪唑啉的缓蚀能力；另一方面可以进一步提高钙容忍度，减少钙沉淀的产生，提高阻垢能力。

8、进一步地，所述分散剂选自壬基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸钠中的一种。

9、进一步地，所述含氟咪唑啉通过以下步骤制备：

10、(1)在反应器中，加入辛酸、羟乙基二乙胺和二甲苯，搅拌后加热至130-150℃，反应2-3小时后升温至210-230℃，继续反应2-3小时，冷却、除杂、重结晶后制得辛酸咪唑啉；

11、(2)在反应器中，加入辛酸咪唑啉和3,5-二氟苄氯，加热至70-80℃，搅拌反应4-5小时，冷却、除杂制得含氟中间体；

12、(3)在反应器中，加入含氟中间体、3,5-二氟苄氯和氢氧化钾水溶液，加热至60-70℃，搅拌反应2-3小时，冷却、除杂制得所述含氟咪唑啉。

13、本发明中添加含氟咪唑啉，通过五元杂环的咪唑啉结构，当金属与酸性溶液接触时，咪唑啉结构可以在金属表面形成单分子膜，改变氢离子的氧化还原电位，进而阻止腐蚀物质对装置的腐蚀，减缓腐蚀速率。

14、本发明中添加含氟咪唑啉，通过其结构中的氟取代苯结构，一方面可以提高咪唑啉的稳定性，并且可以降低油水腐蚀介质的界面张力，使其可以快速吸附于金属表面形成具备缓蚀作用的保护膜，进而显著提高复合缓蚀阻垢剂的缓蚀能力；另一方面可以提高复合缓蚀阻垢剂对钙的容忍度，减少钙沉淀的产生，进而增强其阻垢能力。

15、进一步地，所述步骤(1)中辛酸与羟乙基二乙胺的摩尔比为1：1.1-1.3。

16、进一步地，所述步骤(2)中辛酸咪唑啉与3,5-二氟苄氯的摩尔比为1：0.8-0.9。

17、进一步地，所述步骤(3)中含氟中间体与3,5-二氟苄氯的质量比为2：1.3-1.5；所述氢氧化钾水溶液的质量浓度为15-30％。

18、进一步地，按总质量分数为100％计，所述各组分的质量百分含量为：

19、有机胺中和剂        15-20％

20、含氟咪唑啉          25-35％

21、分散剂              3-5％

22、余量为去离子水。

23、上述任意一项复合缓蚀阻垢剂的制备方法，包含以下步骤：在反应器中，按比例加入有机胺中和剂、含氟咪唑啉、分散剂和去离子水，加热至40-50℃，搅拌30-50分钟后制得所述复合缓蚀阻垢剂。

24、上述任意一项复合缓蚀阻垢剂在炼油及化工生产装置中的应用。

25、有益效果：

26、(1)本发明提供的复合缓蚀阻垢剂中添加含氟咪唑啉和有机胺中和剂，使其一方面具有优异的缓蚀能力，可以减缓腐蚀物质对装置的腐蚀，满足炼油和化工精制过程中对缓蚀能力的需求；另一方面具有优异的阻垢能力，可以有效减少碳酸钙等不溶性结垢的产生，避免对生产加工产生影响。

27、(2)本发明提供的复合缓蚀阻垢剂中添加含氟咪唑啉，通过五元杂环的咪唑啉结构，当金属与酸性溶液接触时，咪唑啉结构可以在金属表面形成单分子膜，改变氢离子的氧化还原电位，进而阻止腐蚀物质对装置的腐蚀，减缓腐蚀速率。

28、(3)本发明提供的复合缓蚀阻垢剂中添加含氟咪唑啉，通过其结构中的氟取代苯结构，一方面可以提高咪唑啉的稳定性，并且可以降低油水腐蚀介质的界面张力，使其可以快速吸附于金属表面形成具备缓蚀作用的保护膜，进而显著提高复合缓蚀阻垢剂的缓蚀能力；另一方面可以提高复合缓蚀阻垢剂对钙的容忍度，减少钙沉淀的产生，进而增强其阻垢能力。

29、(4)本发明提供的复合缓蚀阻垢剂中添加有机胺中和剂，通过有机胺与含氟咪唑啉的复配使用，一方面可以有效控制装置中冷凝水的酸碱度，避免腐蚀，提高含氟咪唑啉的缓蚀能力；另一方面可以进一步提高钙容忍度，减少钙沉淀的产生，提高阻垢能力。

技术特征：

1.一种复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，包含有机胺中和剂、含氟咪唑啉、分散剂和去离子水；

2.根据权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述有机胺中和剂选自异丁胺、正丁胺、乙二胺、二异丙醇胺或二乙基乙二胺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述分散剂选自壬基酚聚氧乙烯醚或十二烷基苯磺酸钠中的一种。

4.根据权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述含氟咪唑啉通过以下步骤制备：

5.根据权利要求4所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述步骤（1）中辛酸与羟乙基二乙胺的摩尔比为1：1.1-1.3。

6.根据权利要求4所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述步骤（2）中辛酸咪唑啉与3,5-二氟苄氯的摩尔比为1：0.8-0.9。

7.根据权利要求4所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述步骤（3）中含氟中间体与3,5-二氟苄氯的质量比为2：1.3-1.5；所述氢氧化钾水溶液的质量浓度为15-30%。

8.根据权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，按总质量分数为100%计，所述各组分的质量百分含量为：

9.权利要求1-8任意一项所述复合缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：在反应器中，按比例加入有机胺中和剂、含氟咪唑啉、分散剂和去离子水，加热至40-50℃，搅拌30-50分钟后制得所述复合缓蚀阻垢剂。

10.权利要求1-8任意一项所述复合缓蚀阻垢剂在炼油及化工生产装置中的应用。

技术总结
本发明公开了一种复合缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用，所述复合缓蚀阻垢剂包含有机胺中和剂、含氟咪唑啉、分散剂和去离子水；所述含氟咪唑啉具有如下式A所示结构。本发明中添加含氟咪唑啉和有机胺中和剂，使其一方面具有优异的缓蚀能力，可以减缓腐蚀物质对装置的腐蚀，满足炼油和化工精制过程中对缓蚀能力的需求；另一方面具有优异的阻垢能力，可以有效减少碳酸钙等不溶性结垢的产生，避免对生产加工产生影响。

技术研发人员：初志永,胡云霞,胡云燕,初雪玮
受保护的技术使用者：山东澳润化工科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15