一種抑制環(huán)烷酸腐蝕的添加劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及酸性熱烴中金屬腐蝕的抑制，更特別地，涉及酸性熱烴中含鐵金屬腐 蝕的抑制，尤其是當(dāng)酸性是由環(huán)烷酸的存在所引起的時(shí)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在本領(lǐng)域中眾所周知由于環(huán)烷酸腐蝕，原油處理及其各餾分會(huì)對(duì)管道和其它相關(guān) 設(shè)備造成損害。原油的蒸餾、提煉、傳送和處理設(shè)備均會(huì)遭到腐蝕。一般來說，當(dāng)被處理的 原油的中和值或總酸數(shù)（totalacidnumber，TAN)大于0.2時(shí)，會(huì)發(fā)生環(huán)燒酸腐蝕，所述中 和值或總酸數(shù)用中和1克樣品中的酸所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù)來表示。又已知當(dāng)流體流 速很高或者液體撞擊在處理表面如傳輸線、回彎和節(jié)流區(qū)上時(shí)，含有環(huán)烷酸的烴的溫度處 在約200~400°C(約400~750°F)之間。
[0003] 多年前人們就已認(rèn)識(shí)到石油煉制過程中與原油中的環(huán)烷酸成分和含硫化合物有 關(guān)的腐蝕問題。這種腐蝕在常減壓蒸餾裝置中、溫度為400~790 °F時(shí)特別嚴(yán)重。其它影 響含環(huán)烷酸原油腐蝕性的因素包括環(huán)烷酸含量、含硫化合物濃度、裝置中流體流的速度和 湍流度，以及在裝置中的位置（例如液/氣界面）。
[0004] 通常，環(huán)烷酸是各種原油中存在的某些有機(jī)酸的統(tǒng)稱。雖然原油中也可能存在少 量的其它有機(jī)酸，但據(jù)了解，環(huán)烷基原油中的大多數(shù)酸都是環(huán)烷酸，即具有如下所示的飽和 環(huán)結(jié)構(gòu)：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于抑制環(huán)烷酸腐蝕的添加劑，包括腐蝕抑制量的烯烴磷硫化合物A與腐蝕 抑制量的任一種硫代磷酸硫化合物的混合物，所述硫代磷酸硫化合物選自化合物B和化合 物C，其中，所述烯烴磷硫化合物A通過所述烯烴與五硫化二磷在催化量硫的存在下反應(yīng)制 得，反應(yīng)能夠形成反應(yīng)混合物，所述烯烴與所述五硫化二磷的摩爾比處在1:0. 05至1:1. 5 之間； 并且，所述化合物B為式1的硫代磷酸酯，并包括單酯、二酯、及其混合物： 式1
在以上式1中，X獨(dú)立地選自硫或氧，且至少一個(gè)X為硫，其中RjPR2為氫或具有5-18 個(gè)碳原子的烴基； 所述化合物C如式2所示，該化合物C通過所述化合物B與選自環(huán)氧丙烷和環(huán)氧丁烷 的氧化物反應(yīng)制得，并包括單酯、二酯、及其混合物； 式2 :
在以上式2中，X獨(dú)立地選自硫或氧，且至少一個(gè)X為硫，其中RjPR2為氫或具有5-18 個(gè)碳原子的烴基； n= 1-10 ; 當(dāng)所述氧化物為環(huán)氧丙烷時(shí)，Y為CH3;以及 當(dāng)所述氧化物為環(huán)氧丁烷時(shí)，Y為C2H5。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其特征在于：所述烯烴與所述五硫化二磷的摩爾比 為 1:1〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其特征在于：所述烯烴為聚異丁烯，該聚異丁烯為高 反應(yīng)性聚異丁烯或者普通聚異丁烯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其特征在于：所述烯烴磷硫化合物是這樣獲得的：i) 在氮?dú)獯祾呦?，將?quán)利要求1所述的反應(yīng)混合物攪拌并加熱至160°C，ii)將反應(yīng)混合物的 溫度保持在160-180°C之間、保持1-2小時(shí)，iii)將反應(yīng)混合物的溫度升高至185-250°C， iv)并將反應(yīng)混合物保持在升高的溫度下1-24小時(shí)，v)將反應(yīng)混合物冷卻至100°C并將氮 氣吹入反應(yīng)容器中以驅(qū)除硫化氫氣體，vi)從而獲得所述化合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的添加劑，其特征在于：在第iii)步驟中，將反應(yīng)混合物的溫 度升高至190_230°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的添加劑，其特征在于：在第iii)步驟中，將反應(yīng)混合物的溫 度升高至210-225°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的添加劑，其特征在于：在第iv)步驟中，將反應(yīng)混合物保持在 升高的溫度下6-10小時(shí)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的添加劑，其特征在于：所述烯烴具有10-1000個(gè) 碳原子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的添加劑，其特征在于：所述烯烴的分子量為 200-10, 000〇
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的添加劑，其特征在于：所述烯烴的分子量為 950-1300。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其特征在于：要添加到原油中以抑制高溫環(huán)烷酸腐 蝕的化合物A與化合物B的混合物的量為l-5000ppm。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的添加劑，其特征在于：要添加到原油中以抑制高溫環(huán)烷酸 腐蝕的化合物A與化合物B的混合物的量為l-300ppm。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的添加劑，其特征在于：所述化合物A與所述化合物B 的重量比為1:1至4:1。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑，其特征在于：要添加到原油中以抑制高溫環(huán)烷酸腐 蝕的化合物A與化合物C的混合物的量為l-5000ppm。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的添加劑，其特征在于：要添加到原油中以抑制高溫環(huán)烷酸 腐蝕的化合物A與化合物C的混合物的量為l-300ppm。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的添加劑，其特征在于：所述化合物A與所述化合物C 的重量比為1:1至4:1。
17. 用于抑制任何烴處理裝置的金屬表面的環(huán)烷酸腐蝕和/或硫腐蝕的方法，所述烴 處理裝置包括蒸餾塔、汽提塔、塔盤、泵送管道和相關(guān)設(shè)備，所述方法采用緩蝕劑組合物，該 緩蝕劑組合物選自：權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求中的兩種化合物A和B的混合物，或 者權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)權(quán)利要求中的兩種化合物A和C的混合物，所述方法包括以下 步驟： a. 加熱含有環(huán)烷酸和/或硫化合物的烴，以使所述烴蒸發(fā)一部分； b. 使通過所述烴處理裝置的烴蒸氣的一部分冷凝以獲得凝結(jié)的餾出物； c. 在使所述凝結(jié)的餾出物返回到所述烴處理裝置或者將其收集為產(chǎn)品之前，向所述餾 出物中加入l_5000ppm的所述緩蝕劑組合物，其中，化合物A與化合物B的重量比為1:1至 4:1，化合物A與化合物C的重量比為1:1至4:1 ; d. 讓含有所述緩蝕劑組合物的所述凝結(jié)的餾出物與所述烴處理裝置的所述金屬表面 接觸，以在所述表面上形成保護(hù)膜，從而使每一表面免遭腐蝕； e. 讓所述凝結(jié)的餾出物返回到所述碳處理裝置中，或者將其收集為產(chǎn)品。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于：在步驟c)中，向所述餾出物中加入 l-300ppm的所述緩蝕劑組合物。
【專利摘要】本發(fā)明涉及會(huì)在處理裝置的金屬表面上引起腐蝕的烴處理領(lǐng)域。本發(fā)明針對(duì)高溫環(huán)烷酸腐蝕和硫腐蝕的技術(shù)問題，提供抑制這類腐蝕的技術(shù)方案。三種組合物由兩種混合物分別組成，其中一種混合物由化合物A和化合物B混合而成，其中化合物A通過高反應(yīng)性聚異丁烯(HRPIB)與五硫化二磷在催化量硫的存在下反應(yīng)制得，化合物B為硫代磷酸化合物，如式1所示的硫代磷酸酯；第二種混合物由化合物A與式2所示的化合物C混合而成，所述化合物C通過化合物B與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制得；其中，這些混合物中的每種混合物均可提供抑制高溫環(huán)烷酸腐蝕和硫腐蝕的高緩蝕性能。本發(fā)明可用于所有的烴處理裝置例如煉油廠、蒸餾塔和其它石油工業(yè)裝置中。
【IPC分類】C23F11-167, C10G75-02
【公開號(hào)】CN104711580
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510085501
【發(fā)明人】馬赫什·蘇布拉馬尼亞姆
【申請(qǐng)人】多爾夫凱塔爾化學(xué)制品（I）私人有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2008年9月12日
【公告號(hào)】CA2699181A1, CA2699181C, CN101868514A, CN101868514B, EP2193179A2, EP2193179A4, US9115319, US20100264064, WO2009063496A2, WO2009063496A3