專利名稱：一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應(yīng)用，特別是一種用于 抑制甲醇制烯烴(MTO)過程的工藝水中碳鋼設(shè)備腐蝕的緩蝕劑及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和對(duì)低碳烯烴需求量的日漸增長，作為烯烴生產(chǎn)原料的石腦油、 輕柴油等資源面臨著越來越嚴(yán)重的短缺局面。因此，非石油資源生產(chǎn)烯烴的化工路線開始 受到普遍的重視。甲醇制烯烴(MTO)工藝是一種以煤基或天然氣基合成的甲醇為原料生產(chǎn) 低碳烯烴的化工技術(shù)，其工藝技術(shù)的完善對(duì)保障低碳烯烴穩(wěn)定供給具有重要意義。甲醇制烯烴過程的工藝水是指分離裝置中用于洗滌的循環(huán)水，其中含有乙酸，通 常PH值在3. 0 6. 0之間；且溫度較高，一般在70. 0°C 90. 0°C。與工藝水接觸的碳鋼設(shè) 備腐蝕嚴(yán)重，影響裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。CN174328IA公開了 一種低磷復(fù)合阻垢緩蝕劑，包括2_膦酸基丁烷_1，2，4_三羧酸 和/或2-羥基膦酸基乙酸、鋅鹽、鉬酸鹽或鎢酸鹽和含羧酸基共聚物，及視具體情況而存在 的銅材緩蝕劑。該發(fā)明的阻垢緩蝕劑可用于循環(huán)冷卻水的處理，其在循環(huán)水中總磷含量小 于等于lmg/L，可作為高硬、高堿水質(zhì)調(diào)pH值工藝和低硬、低堿水質(zhì)的循環(huán)冷卻水處理中的 阻垢緩蝕劑。CN1150181A公開了一種用于處理循環(huán)冷卻水的無磷復(fù)合阻垢緩蝕劑，其特點(diǎn) 在于，該復(fù)合阻垢緩蝕劑由阻垢劑和緩蝕劑構(gòu)成，阻垢劑由聚天冬氨酸與聚乙烯醇、氧化淀 粉、聚丙烯酸、丙烯酸/丙烯酸酯共聚物、含磺酸基的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物中的一種或 幾種構(gòu)成；緩蝕劑為有機(jī)酸的鈉鹽/鉀鹽/銨鹽、可溶性硝酸鹽、可溶性亞硝酸鹽中的一種 或兩種和可溶性鋅鹽以及含氮有機(jī)物、可溶性鉬酸鹽、可溶性鎢酸鹽中的一種或兩種構(gòu)成。 CN1565993A提供了一種符合環(huán)保要求的內(nèi)燃機(jī)長效無磷循環(huán)冷卻水緩蝕劑。以含6 14 個(gè)碳原子的一元或多元羧酸及鹽，具有螯合成膜作用的氨基羧酸鹽為主，配合鉬酸鹽、有機(jī) 磷酸酯、苯并三氮唑等物質(zhì)，利用氫氧化鈉控制堿度。對(duì)常見金屬材料如鑄鐵、碳鋼、鑄鋁、 銅及銅合金、焊錫等具有顯著防銹作用。CN1473962A公開了一種適用于H2S存在的各種酸 性腐蝕環(huán)境的緩蝕劑組合物及其制備和應(yīng)用。該組合物由二元醇聚氧乙烯醚磷酸酯銨鹽或 三元醇聚氧乙烯醚磷酸酯銨鹽、苯并三氮唑、無機(jī)酸鋅氨/胺絡(luò)合物、有機(jī)溶劑和去離子水 組成?？梢钥闯霈F(xiàn)有技術(shù)還沒有提出一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應(yīng)用，以解決與 乙酸溶液接觸時(shí)碳鋼的腐蝕問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼設(shè)備腐蝕緩蝕劑， 其是由鉬酸鹽、亞硝酸鹽和含氮有機(jī)物組成。本發(fā)明所述鉬酸鹽為可溶性鉬酸鹽，優(yōu)選為鉬酸鈉和/或鉬酸鉀，更優(yōu)選為鉬酸 鈉。
本發(fā)明所述亞硝酸鹽為可溶性亞硝酸鹽，優(yōu)選為亞硝酸鈉和/或亞硝酸鉀，更優(yōu) 選為亞硝酸鈉。本發(fā)明所述含氮有機(jī)物為苯并三氮類化合物及苯并噻唑類化合物中的一種或幾 種，優(yōu)選為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巰基苯并噻唑中的一種或幾種。本發(fā)明所述的復(fù)合緩蝕劑相對(duì)于待處理的乙酸溶液，鉬酸鹽的有效濃度(以 MoO42-計(jì))為10 20mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為5 20mg/L，含氮有機(jī)物 的有效濃度為10 50mg/L。制備本發(fā)明所述的復(fù)合緩蝕劑時(shí)，每種組分的加料次序并不重要。鉬酸鹽、亞硝酸 鹽、含氮有機(jī)物以及水按預(yù)定的比例混合配成一種復(fù)合緩蝕劑的溶液。如可以先將三種成 分各自配成溶液再混合，也可以先將其中一種組分溶于一定量水，再加入其他組分，待固體 全部溶解后，補(bǔ)加水制成緩蝕劑溶液。將本發(fā)明所述復(fù)合緩蝕劑加入待處理的乙酸溶液中，能夠很好地抑制與乙酸溶液 接觸的碳鋼的腐蝕，尤其能夠抑制在甲醇制烯烴過程的工藝水對(duì)碳鋼設(shè)備的腐蝕，緩蝕效 果好，且不會(huì)對(duì)工藝過程產(chǎn)生不良影響。本發(fā)明所述的乙酸溶液的溫度可以在很寬范圍內(nèi) 變化，如可以為10-90°C、pH值可以在3. 0 6. 0范圍內(nèi)變化，對(duì)于在甲醇制烯烴過程的工 藝水，其溫度一般在70 90°C范圍內(nèi)變化，pH值在3. 0 6. 0范圍內(nèi)變化。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例和對(duì)比例將有助于說明本發(fā)明，但不局限其范圍。實(shí)施例1稱取1. 5g 二水合鉬酸鈉、1. 5g亞硝酸鈉和5. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水 中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為10mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為10mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為50mg/L。實(shí)施例2稱取1. 5g鉬酸鉀、1. 5g亞硝酸鈉和5. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水中，攪拌 使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為10mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為10mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為50mg/L。實(shí)施例3稱取1. 5g 二水合鉬酸鈉、2. 3g亞硝酸鈉和3. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水 中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為10mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為15mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為30mg/L。
4
實(shí)施例4稱取1. 5g 二水合鉬酸鈉、2. 8g亞硝酸鉀和3. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水 中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為10mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為15mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為30mg/L。實(shí)施例5稱取2. 3g 二水合鉬酸鈉、2. 3g亞硝酸鈉和2. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水 中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為15mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為15mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為20mg/L。實(shí)施例6稱取2. 3g鉬酸鉀、2. 3g亞硝酸鈉和2. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水中，攪拌 使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為15mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為15mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為20mg/L。實(shí)施例7稱取2. 3g鉬酸鉀、2. 8g亞硝酸鉀和2. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水中，攪拌 使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為15mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為15mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為20mg/L。實(shí)施例8稱取3. Og 二水合鉬酸鈉、1. 5g亞硝酸鈉和4. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水 中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為20mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為10mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為40mg/L。實(shí)施例9稱取3. Og鉬酸鉀、3. Og亞硝酸鈉和2. 2g甲基苯并三氮唑，加入80g去離子水中， 攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕 劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為20mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為20mg/L，甲基
5苯并三氮唑的有效濃度為20mg/L。實(shí)施例10稱取3. Og 二水合鉬酸鈉、1. Og亞硝酸鉀和7. Og巰基苯并噻唑，加入80g去離子水 中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為20mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為5mg/L，巰基苯 并噻唑的有效濃度為50mg/L。實(shí)施例11稱取3. Og 二水合鉬酸鈉、1. 5g亞硝酸鈉、2. Og苯并三氮唑和2. 8g巰基苯并噻唑， 加入80g去離子水中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為100g，即得到所需配 制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為20mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為10mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為20mg/L，巰基苯并噻唑的有效濃度為20mg/L。對(duì)比例1稱取3. Og 二水合鉬酸鈉和3. Og亞硝酸鈉，加入80g去離子水中，攪拌使其充分溶 解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為20mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為20mg/L。對(duì)比例2稱取3. Og鉬酸鉀和3. Og亞硝酸鈉，加入80g去離子水中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ) 加去離子水至溶液重量為100g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為20mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為20mg/L。對(duì)比例3稱取3. Og亞硝酸鈉和5. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水中，攪拌使其充分溶 解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中亞硝酸 鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為20mg/L，苯并三氮唑的有效濃度為50mg/L。對(duì)比例4稱取3. 7g亞硝酸鉀和5. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水中，攪拌使其充分溶 解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中亞硝酸 鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為20mg/L，苯并三氮唑的有效濃度為50mg/L。對(duì)比例5稱取3. Og 二水合鉬酸鈉和5. Og苯并三氮唑，加入80g去離子水中，攪拌使其充分 溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為100g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽的有效濃度(以MoO42-計(jì))為20mg/L，苯并三氮唑的有效濃度為50mg/L。對(duì)比例6稱取3. Og鉬酸鉀和7. Og巰基苯并噻唑，加入80g去離子水中，攪拌使其充分溶 解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為I00g，即得到所需配制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為20mg/L，巰基苯并噻唑的有效濃度為50mg/L。對(duì)比例7稱取1. 5g 二水合鉬酸鈉、1. 5g亞硝酸鈉、5. Og苯并三氮唑和6. 6g七水合硫酸鋅， 加入80g去離子水中，攪拌使其充分溶解；補(bǔ)加去離子水至溶液重量為100g，即得到所需配 制的IOOg復(fù)合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時(shí)，乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計(jì))為10mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為10mg/L，苯并 三氮唑的有效濃度為50mg/L，硫酸鋅的有效濃度(以Si2+計(jì))為15mg/L。按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18175-2000 “水處理劑緩蝕性能的測定-旋 轉(zhuǎn)掛片法”，對(duì)以上實(shí)施例和對(duì)比例所述的緩蝕劑進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)。試驗(yàn)對(duì)象為乙酸 的去離子水溶液或MTO裝置工藝水，pH值和溫度如表1所示。試片轉(zhuǎn)速為75轉(zhuǎn)/分鐘，試 驗(yàn)時(shí)間為48小時(shí)，掛片材質(zhì)為20#碳鋼。試驗(yàn)結(jié)果見表1。表1復(fù)合緩蝕劑的效果
權(quán)利要求
1.一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的復(fù)合緩蝕劑，其是由鉬酸鹽、亞硝酸鹽和含氮 有機(jī)物組成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合緩蝕劑，其特征在于所述鉬酸鹽為可溶性鉬酸鹽，優(yōu)選 為鉬酸鈉和/或鉬酸鉀，更優(yōu)選為鉬酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合緩蝕劑，其特征在于所述亞硝酸鹽為可溶性亞硝酸 鹽，優(yōu)選為亞硝酸鈉和/或亞硝酸鉀，更優(yōu)選為亞硝酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述復(fù)合緩蝕劑，其特征在于含氮有機(jī)物為苯并三氮類化 合物及苯并噻唑類化合物中的一種或幾種，優(yōu)選為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巰基苯并 噻唑中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的復(fù)合緩蝕劑，相對(duì)于待的處理乙酸溶液，鉬酸鹽的 有效濃度(以MoO42-計(jì))為10 20mg/L，亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計(jì))為5 20mg/ L，含氮有機(jī)物的有效濃度為10 50mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的復(fù)合緩蝕劑，其特征在于所述乙酸溶液的溫度為 10 90°C，pH 值為 3. 0 6. 0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述復(fù)合緩蝕劑的用途，其特征在于將權(quán)利要求1-6所述 復(fù)合緩蝕劑加入待處理的乙酸溶液中，以抑制與乙酸溶液接觸的碳鋼的腐蝕。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用途，其特征在于乙酸溶液為甲醇制烯烴過程中的工藝水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的用途，其特征在于所述乙酸溶液的溫度為10 90°C，pH 值為3. 0 6. 0，優(yōu)選所述甲醇制烯烴過程中的工藝水的溫度為70 90°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應(yīng)用，特別是用于抑制甲醇制烯烴(MTO)過程工藝水中碳鋼設(shè)備腐蝕的緩蝕劑及應(yīng)用。甲醇制烯烴過程的工藝水中含有乙酸，通常pH值在3.0～6.0之間；且溫度較高，一般在70℃～90℃。與工藝水接觸的碳鋼設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，影響裝置的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明的緩蝕劑是由鉬酸鹽、亞硝酸鹽和含氮有機(jī)物組成的。將本發(fā)明所述復(fù)合緩蝕劑加入待處理的乙酸溶液中，可以抑制乙酸溶液、特別是對(duì)減小甲醇制烯烴過程工藝水中碳鋼設(shè)備的腐蝕，緩蝕效果好，且不會(huì)對(duì)工藝過程產(chǎn)生不良影響。
文檔編號(hào)C23F11/14GK102127768SQ20101000118
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者宋以常, 李博偉, 王崠, 趙西明, 酈和生 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司