專利名稱：高溫緩蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬防腐用高溫緩蝕劑，特別是含有咪唑啉的緩蝕劑。
背景技術(shù)：
我國含酸原油主要分布在新疆、遼河、勝利等油田，含酸原油年產(chǎn)量約占全國原油產(chǎn)量的40％左右。近年來原油酸值有不斷提高的趨勢，環(huán)烷酸腐蝕已相當(dāng)嚴(yán)重，威脅著煉油企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。目前環(huán)烷酸腐蝕涉及了29套煉油裝置，使企業(yè)計劃停工頻繁，加工原油能力下降。常減壓煉油裝置的腐蝕日益嚴(yán)重，尤其是在高溫重油部位常常出現(xiàn)腐蝕穿孔現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了裝置生產(chǎn)的正常運行。高溫緩蝕劑是控制環(huán)烷酸腐蝕的一種經(jīng)濟簡便而有效的措施。如注入美國NACOL公司所生產(chǎn)的5180高溫緩蝕劑等。但在酸值較高和含硫的情況下采用后，效果并不理想。而減壓餾分油中鐵離子含量較高，通常在6ppm以上，不能滿足潤滑油加氫裝置對原料油中鐵離子含量小于3ppm的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于開發(fā)出一種油溶性高溫緩蝕劑，核心是選擇合適的配方。能確保煉油裝置是在酸值較高和含硫的情況下，控制環(huán)烷酸對煉油裝置的腐蝕，緩蝕率達到90％以上，將減壓餾分油中鐵離子降至3ppm以下。
本發(fā)明的高溫緩蝕劑，組成以重量百分比計，含多乙烯多胺40～60％、N-苯基二乙醇胺10～25％、咪唑啉酰胺1～10％、磷酸酯10～35％。
本發(fā)明所提供的高溫緩蝕劑的組分中多乙烯多胺可以為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的任意一種，也可以是上述兩種以上的多乙烯多胺的混合物。優(yōu)選單劑四乙烯五胺，其主要作用是中和作用，可以中和原油中的有機酸。多乙烯多胺用量過低會導(dǎo)致中和不完全，用量過高會造成制造成本過高。
本發(fā)明中使用N-苯基二乙醇胺的作用是中和作用，目的是中和高分子量的有機酸，其加入量為10～25％，含量過低會中和不完全，含量過高會造成設(shè)備腐蝕。
本發(fā)明中使用咪唑啉酰胺可以是帶直鏈咪唑啉酰胺(C12-C18)或帶芳香環(huán)咪唑啉酰胺(C1-C4)，作用是在金屬表面形成一層保護膜，加入量為1～10％，含量過低會使金屬表面的成膜不致密，含量過高會造成成本過高。
磷酸酯可以為磷酸一酯、磷酸二酯中的任意一種，其加入量為10～35％，含量過低會成膜速度慢，含量過高會造成咪唑啉酰胺分散，不易在金屬表面成膜。
本發(fā)明所述高溫緩蝕劑的制備方法是將多乙烯多胺、N-苯基二乙醇胺、咪唑啉酰胺和磷酸酯混合，常溫常壓條件下攪拌均勻，即為本發(fā)明的高溫緩蝕劑。
本發(fā)明的高溫緩蝕劑使用條件最好為溫度220-370℃，加入量30-70ppm，使用濃度為向使用介質(zhì)中加入高溫緩蝕劑后達到的濃度。本發(fā)明高溫緩蝕劑同樣適用于其他類似場合的金屬防腐蝕。
本發(fā)明的高溫緩蝕劑的有益效果是以高分子量、高沸點有機聚合物為原料制成的油溶性高溫緩蝕劑，其分子結(jié)構(gòu)存在極性基團和非極性基團。極性基團在較高溫度時可以吸附在金屬材質(zhì)表面形成吸附性保護膜，同時部分緩蝕劑與環(huán)烷酸直接作用，生成環(huán)烷酸酯，大分子量的環(huán)烷酸酯可以金屬表面建立吸附平衡，將環(huán)烷酸等有機酸和金屬表面隔離，達到保護材質(zhì)的目的，同時也可中和餾分油中的環(huán)烷酸。能保證煉油裝置在溫度220-370℃，酸值較高和含硫的情況下，降低環(huán)烷酸對煉油裝置的腐蝕，緩蝕率達到90％以上，同時將減壓餾分油中鐵離子降至3ppm以下。
下面用實施例詳細說明發(fā)明，但實施例并不限制本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式
實施例1組成由四乙烯五胺60％、N-苯基二乙醇胺20％、直鏈咪唑啉酰胺5％、磷酸一脂15％復(fù)合而成本發(fā)明的高溫緩蝕劑A。
在實驗室高溫腐蝕模擬旋轉(zhuǎn)臺架上，將Q235標(biāo)準(zhǔn)試片(約2800mm2)放在不同溫度、不同介質(zhì)中，在轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/min下，恒溫運行48小時，然后將試片清洗干凈、稱重，測定腐蝕速度，結(jié)果見表1。
表1 實驗室空白實驗結(jié)果

在高溫腐蝕模擬旋轉(zhuǎn)臺架上，在不同酸值不同介質(zhì)中加入不同濃度的高溫緩蝕劑A進行腐蝕速度測定，實驗條件同前。
其中緩蝕率η＝(V0-V1)/V0V0為未加緩蝕劑時試片的腐蝕速度；V1為加注緩蝕劑后試片的腐蝕速度。
表2 高溫緩蝕劑A的實驗室評價數(shù)據(jù)

結(jié)果見表2。通過表2可以看出，在不同酸值的餾份油中加注高溫緩蝕劑之后，具有較好的防腐效果，加注濃度在30mg/L時其緩蝕率可達97％以上(對碳綱而言)。該劑緩蝕效果很好，在蘭州石化公司二套常減壓裝置(原油酸值為1.0～4.8mgKOH/g)使用，使減壓餾分油中鐵離子降至1mg/L以下。
實施例2組成由三乙烯四胺40％、N-苯基二乙醇胺25％、帶芳香環(huán)的咪唑啉酰胺10％、磷酸二脂25％復(fù)合而成本發(fā)明的高溫緩蝕劑B。
在實驗室高溫腐蝕模擬旋轉(zhuǎn)臺架上，將Q235標(biāo)準(zhǔn)試片(約2800mm2)放在不同溫度、不同介質(zhì)中，在轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/min下，恒溫運行48小時，然后將試片清洗干凈、稱重，測定腐蝕速度，結(jié)果見表3。
表3 實驗室空白實驗結(jié)果

在高溫腐蝕模擬旋轉(zhuǎn)臺架上，在不同酸值不同介質(zhì)中加入不同濃度的高溫緩蝕劑B進行腐蝕速度測定，實驗條件同前，結(jié)果見表4。
表4 高溫緩蝕劑B的實驗室評價數(shù)據(jù)

通過表4可以看出，在不同酸值的餾份油中加注高溫緩蝕劑B之后，具有較好的防腐效果，加注濃度在30mg/L時其緩蝕率可達97％以上(對碳綱而言)。該劑緩蝕效果很好，在蘭州石化公司一套常減壓裝置(原油酸值為1.04～1.5mgKOH/g)使用，使減壓餾分油中鐵離子降至1mg/L以下。
對比例1組成不含咪唑啉酰胺，由多乙烯多胺、N-苯基二乙醇胺、磷酸脂按實施例1比例增加復(fù)合而成本發(fā)明的高溫緩蝕劑A-A。
表5 高溫緩蝕劑A-A的實驗室評價數(shù)據(jù)

表5可以看出，對比例1中缺少必要成分咪唑啉酰胺，緩蝕率由原來的95％以上下降至70％左右，說明咪唑啉酰胺在高溫緩蝕劑中的效果比較明顯，是必不可少的組分對比例2組成不含磷酸脂，由四乙烯五胺、帶芳香環(huán)的咪唑啉酰胺、N-苯基二乙醇胺按實施1的比例增加復(fù)合而成本發(fā)明的高溫緩蝕劑B-B。
表6 高溫緩蝕劑B-B的實驗室評價數(shù)據(jù)

表6看出，對比例2中缺少必要成分磷酸脂，緩蝕率由原來95％以上下降至70％左右，說明磷酸脂在高溫緩蝕劑中的作用，是必不可少的組分。
對比例3組成不含N-苯基二乙醇胺，由二乙烯三胺 磷酸一脂、直鏈咪唑啉酰胺按比例增加復(fù)合而成本發(fā)明的高溫緩蝕劑C-C。
表7高溫緩蝕劑C-C的實驗室評價數(shù)據(jù)

表7可以看出，對比例3中缺少必要成分N-苯基二乙醇胺，緩蝕率由原來的97％以上下降至60％左右，說明N-苯基二乙醇胺在高溫緩蝕劑中的效果比較明顯，是必不可少的組分。
對比例4組成四乙烯五胺40％、N-苯基二乙醇胺25％、咪唑啉酰胺5％、磷酸一酯30％復(fù)而成本發(fā)明的高溫緩蝕劑D-D。
表8 高溫緩蝕劑D-D的實驗室評價數(shù)據(jù)

表8可以看出，實施例4配方基本和實施例1成分相同，其中四乙烯五胺40％，N-苯基二乙醇胺25％、咪唑啉酰胺5％、磷酸酯30％。隨著主要成分多乙烯多胺百分含量的下降，緩蝕劑的緩蝕率由原來的98％以上下降至90％左右，說明該組分在高溫緩蝕劑中是必不可少的。
對比例5用美國NACOL公司生產(chǎn)的5180高溫緩蝕劑，與本發(fā)明的高溫緩蝕劑B作對比試驗，試驗條件同前，根據(jù)試片的失重及腐蝕情況，計算緩蝕率。
表9 高溫緩蝕劑B與C的對比試驗

從表9可以看出，本發(fā)明的高溫緩蝕劑B在不同工況條件下的緩蝕性能優(yōu)于美國NACOL公司所生產(chǎn)的5180高溫緩蝕劑。本發(fā)明高溫劑緩蝕效果很好，在蘭州石化公司常減壓煉油裝置使用，加注濃度在30～70mg/L時其緩蝕率達到97％以上，使減壓餾分油中鐵離子降至1mg/L以下。延長常減壓煉油裝置檢修周期，提高設(shè)備使用效率，起到促進作用。
權(quán)利要求
1.一種高溫緩蝕劑，其特征在于該高溫緩蝕劑組分及各組分的重量百分比為多乙烯多胺40～60％；N-苯基二乙醇胺10～25％；酰胺咪唑啉1～10％；磷酸酯20～35％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的磷酸酯為磷酸一酯或磷酸二酯的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的一種，也可以是上述兩種以上的多乙烯多胺的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的多乙烯多胺為四乙烯五胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的多乙烯多胺為三乙烯四胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的多乙烯多胺為二乙烯三胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的多乙烯多胺為二乙烯三胺和三乙烯四胺的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的多乙烯多胺為三乙烯四胺和四乙烯五胺的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫緩蝕劑，其特征在于所述的咪唑啉酰胺是帶直鏈咪唑啉酰胺或帶芳香環(huán)咪唑啉酰胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬防腐用高溫緩蝕劑，主要應(yīng)用于煉油裝置的防腐蝕。其特征在于該高溫緩蝕劑組分及各組分的重量百分比為多乙烯多胺40～60％；N－苯基二乙醇胺10～25％；酰胺咪唑啉1～10％；磷酸酯20～35％。是一種高分子量、高沸點有機聚合物為原料制成的油溶性高溫緩蝕劑。該劑的特點是吸附性好，成膜快，起中和緩蝕作用。應(yīng)用于煉廠常減壓裝置減壓餾分油系統(tǒng)，使煉油裝置緩蝕率達到90％以上，餾分油系統(tǒng)的鐵離子下降至3ppm以下。
文檔編號C23F11/10GK1757796SQ20051011527
公開日2006年4月12日 申請日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月15日
發(fā)明者任世科, 張明軍, 柳玉海, 孫瑞光, 張振杰, 李建剛 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油蘭州石油化工公司