一种加氢裂化阻垢剂的制作方法

本发明涉及一种阻垢剂，特别涉及一种抑制加氢裂化装置的进料换热器结垢的加氢裂化阻垢剂。
背景技术：
：在石油加工过程中，催化裂化装置为炼厂的重要装置之一。随着原油质量的变重变差，石油加工条件也变得更为苛刻，石油加工设备和管道的结垢问题日益突出。作为主要二次加工装置的催化所用原料也随之变得越来越复杂，油浆中芳烃、稠环芳烃含量增加，同时由于原料保护不当，或流速过低等因素，致使加氢裂化装置的进料换热器结垢，传热效率下降，加热炉耗燃料增加，压降增大等现象发生，换热器清洗频繁，影响正常生产，缩短开工周期，严重时造成装置被迫停产。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种抑制加氢裂化装置的进料换热器结垢，减少油浆换热器拆开清洗频次的加氢裂化阻垢剂。本发明的目的通过以下技术方案实现的：一种加氢裂化阻垢剂，包括如下质量分数的组分：清洁分散剂25～40％，抗氧剂6～12％，缓蚀剂5～10％，清净剂0.5～3％，聚α-烯烃0.2～1％，余量为溶剂。所述的清洁分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺。所述的聚异丁烯丁二酰亚胺是以分子量为2300的聚异丁烯为原料，经热加合工艺合成的。所述的聚异丁烯的分子量为2300，分子量分布为1.8，α-烯烃含量为88％。具体的，所述的聚异丁烯丁二酰亚胺是由以下方法制得的：步骤(1)、烃化反应：在氮气保护的条件下，马来酸酐和聚异丁烯在温度210～220℃下反应4～5h；反应结束后减压蒸馏，蒸出马来酸酐，得到聚异丁烯丁二酸酐；其中，所述的马来酸酐和聚异丁烯的摩尔比＝1.4～1.6:1；步骤(2)、胺化反应：将四乙烯五胺缓慢滴加到步骤(1)获得的聚异丁烯丁二酸酐中，在130～140℃下反应3～5h；其中，所述的聚异丁烯丁二酸酐和四乙烯五胺的摩尔比为1～1.1:1。所述的抗氧剂为硫磷烷基酚锌盐t201、t202，能抑制氧、热和金属离子引发聚合，抗氧剂能通过与自由基作用产生惰性分子而实现链的终止。所述的缓蚀剂为苯并咪唑硫醇，能够中和烃流中的酸性物质，在设备表面形成保护膜层，减轻或消除对设备的腐蚀。所述的清净剂为超碱值合成磺酸镁(清净剂t107)，中和能力强、防锈性好、并具有一定的分散性。所述的溶剂为二甲苯和柴油质量比为6～10:1混合溶剂。本发明的另一个目的是提供所述的加氢裂化阻垢剂的制备方法，包括：在温度35～40℃下，往溶剂中加入清洁分散剂，待完全溶解后，依次加入清净剂、抗氧剂、缓蚀剂、聚α-烯烃，搅拌均匀，即得加氢裂化阻垢剂。在进料换热器前，加入本发明加氢裂化阻垢剂，可以明显阻止该换热器的结垢，并且有一定的溶解、疏松、剥离垢层的功能，从而达到避免、阻止、缓解进料换热器的结垢，保持正常生产的目标。因此，本发明的另一个目的是提供所述的加氢裂化阻垢剂在催化裂化装置的进料换热器中阻垢和除垢的应用。所述的加氢裂化阻垢剂在新鲜进料油浆中的添加量为50～100ppm。所述的加氢裂化阻垢剂的注入点在进料换热器上游低温部位如进料泵出口管线上(高压部位)或进料泵入口管线上(低压部位)。和现有技术相比，本发明的有益效果：本发明聚异丁烯丁二酰亚胺属于油溶性分散剂，是由溶于油的非极性烃基(亲油基)和极性基(亲水基)组成的两亲结构物质，而且具有较强的亲油性；其极性基是含氧或氮的基团。聚异丁烯丁二酰亚胺的亲油基比金属清净剂大，能有效地屏障积炭和胶状物相互聚集，可使0～50nm大小的粒子被胶溶。同时由于聚异丁烯丁二酰亚胺含有离子化极性大，也通过电荷斥力胶溶更大的粒子使之分散于油中。当油溶性表面活性剂在油中浓度较大时，主要以胶束状态存在，胶束是由几十个表面活性剂分子以极性基向内、亲油基向外的方式定向排列组成的分子聚集体。当油中生成在油中不能溶解的水、有机酸等液体溶质时，胶束通过其极性基与液体珠滴相互作用而把这些液体珠滴包围在胶束内部，大大降低了它们与油之间的界面张力，在分散剂的作用下，上述本来在油中不能溶解的物质变得能够溶解，从而降低了这些化合物的活性，防止其进一步氧化缩合后聚集成积炭、漆膜等有害沉积物或腐蚀机件表面。不溶于油的液体极性物质，由于存在着和分散剂之间的相互作用而被分散到油中，犹如溶质的溶解现象。聚异丁烯丁二酰亚胺除了有降低溶液表面张力的作用之外，还有分散、乳化、增溶、洗涤、润湿、渗透等多种功能，对油浆中的催化剂粉末具有良好的分散作用，防止其凝聚、沉降，由于异丁烯丁二酰亚胺为碱性物质，还具有中和酸性物质的功能。以苯并咪唑硫醇为缓蚀剂，能够中和烃流中的酸性物质，在设备表面形成保护膜层，减轻或消除对设备的腐蚀。同时采用超碱值合成磺酸镁，不仅具有一定的分散性，而且中和能力强，能与苯并咪唑硫醇共同中和烃流中的酸性物质，同时具备防锈性能，能够对设备起到保护作用。硫磷烷基酚锌盐用于清除油浆中含有的氧，能够减少烃类物质聚合反应的发生。本发明加氢裂化阻垢剂不溶于水，能溶于柴油，凝固点低(≤-10℃)，粘度小(20℃运动粘度≤100mm2/s)，机械杂质≤2％；抗氧化能力强，热稳定性好，加氢裂化阻垢剂对油浆中的催化剂粉末具有良好的分散作用，防止其凝聚、沉降，同时能有效抑制进料换热器等设备结焦，阻垢率可达85％以上，且对催化剂无毒害作用，换热器结焦现象改变后，提高了效率，使换热和反应更充分，油浆返塔温度降低，蒸汽发生量增加，对后续加工无不良影响，还使油浆系统压力降下降，油浆外甩量减少，轻质油收率增加。附图说明图1为评价试验装置示意图；图1中，1-油浆槽、2-油浆泵、3-结垢测量管、4-加热炉、5-热电偶。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。聚异丁烯丁二酰亚胺是由以下方法制得的：步骤(1)、烃化反应：在氮气保护的条件下，马来酸酐和聚异丁烯(聚异丁烯的分子量为2300，分子量分布为1.8，α-烯烃含量为88％)按照摩尔比＝1.4在温度210～220℃下反应5h；反应结束后减压蒸馏，蒸出马来酸酐，得到聚异丁烯丁二酸酐；步骤(2)、胺化反应：将四乙烯五胺缓慢滴加到步骤(1)获得的聚异丁烯丁二酸酐中，在140℃下反应5h；其中，所述的聚异丁烯丁二酸酐和四乙烯五胺的摩尔比为1.1:1。实施例1一种加氢裂化阻垢剂，包括如下质量分数的组分：聚异丁烯丁二酰亚胺(清洁分散剂)30％，硫磷烷基酚锌盐t201(抗氧剂)10％，苯并咪唑硫醇(缓蚀剂)5％，清净剂t1070.8％，聚α-烯烃0.2％，余量为二甲苯和柴油质量比10:1的混合溶剂。在温度40℃下，往溶剂中加入清洁分散剂，待完全溶解后，依次加入清净剂t107、2,6-二叔丁基-1-二甲基对甲酚、苯并咪唑硫醇、聚α-烯烃，搅拌均匀，即得加氢裂化阻垢剂，凝固点-9.1℃，运动粘度(20℃)84.2mm2/s。实施例2一种加氢裂化阻垢剂，包括如下质量分数的组分：聚异丁烯丁二酰亚胺(清洁分散剂)28％，硫磷烷基酚锌盐t202(抗氧剂)10％，苯并咪唑硫醇(缓蚀剂)5％，清净剂t1070.8％，聚α-烯烃0.5％，余量为二甲苯和柴油质量比10:1的混合溶剂。制备方法同实施例1，所得的加氢裂化阻垢剂，凝固点-9.2℃，运动粘度(20℃)84.9mm2/s。实施例3一种加氢裂化阻垢剂，包括如下质量分数的组分：聚异丁烯丁二酰亚胺(清洁分散剂)32％，硫磷烷基酚锌盐t201(抗氧剂)10％，苯并咪唑硫醇(缓蚀剂)5％，清净剂t1070.8％，聚α-烯烃0.6％，余量为二甲苯和柴油质量比10:1的混合溶剂。制备方法同实施例1，所得的加氢裂化阻垢剂，凝固点-9.5℃，运动粘度(20℃)84.4mm2/s。实施例4一种加氢裂化阻垢剂，包括如下质量分数的组分：聚异丁烯丁二酰亚胺(清洁分散剂)28％，硫磷烷基酚锌盐t202(抗氧剂)10％，苯并咪唑硫醇(缓蚀剂)6％，清净剂t1071％，聚α-烯烃0.2％，余量为二甲苯和柴油质量比10:1的混合溶剂。制备方法同实施例1，所得的加氢裂化阻垢剂，凝固点-8.8℃，运动粘度(20℃)82.7mm2/s。实施例5一种加氢裂化阻垢剂，包括如下质量分数的组分：聚异丁烯丁二酰亚胺(清洁分散剂)28％，硫磷烷基酚锌盐t201(抗氧剂)6％，苯并咪唑硫醇(缓蚀剂)8％，清净剂t1071.5％，聚α-烯烃1％，余量为二甲苯和柴油质量比8:1的混合溶剂。制备方法同实施例1，所得的加氢裂化阻垢剂，凝固点-8.9℃，运动粘度(20℃)84.3mm2/s。阻垢效果评价评价试验装置主要包括油浆泵(流量可调)、结垢测量管、加热炉等(见图1)。以中国石化石家庄炼油化工股份有限公司催化裂化油浆为原料，用油浆泵按120g/h流速将油浆送入测量管，测量管用加热炉加热到一定温度并保持温度恒定。随着油浆的通过，积垢在测量管内壁不断聚集，经过24h将测量管降到室温，称量并测出积垢量。根据空白试验组和加剂试验组不同的积垢量即可求出阻垢率。空白试验：不添加加氢裂化阻垢剂；加剂试验组：加氢裂化阻垢剂添加量为油浆的100ppm。表1：阻垢效果评价试验结果应用例1锦西石化分公司装置加工能力为万吨年，主要加工原料为辽河直馏蜡油、焦化蜡油和大庆减压渣油。反应一再生系统采用的是提升管反应器，沉降器与一再同轴，第一、二再生器并列，两段再生、气控式外取热器。当进料换热器发生结垢时，在进料换热器前加入实施例4的加氢裂化阻垢剂，加氢裂化阻垢剂在新鲜进料油浆中的添加量为50ppm。如表2可知，加入加氢裂化阻垢剂后，换热效果随之明显好转，油浆返塔温度降低，蒸汽发生量增加。不仅如此，还使油浆系统压力降下降，油浆外甩量减少，轻质油收率增加。表2：加氢裂化阻垢剂使用前后油浆返塔温度、蒸汽发生量的变化项目使用前使用前温度/℃275241蒸汽发生量/(t·h-1)3.610同时，在装置一开工时就注入实施例4的加氢裂化阻垢剂，并保持连续使用，催化裂化油浆系统在整个开工周期内均未出现任何结垢现象，也不需要清洗换热器，装置操作稳定。当前第1页12