[发明专利]一种二氧化碳脱除系统的复合缓蚀剂及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳脱除系统的缓蚀剂及其应用，具体地涉及一种复合缓蚀剂及其在环氧乙烷生产装置二氧化碳脱除系统中的应用。

背景技术

二氧化碳脱除在工业上经常碰到，如在环氧乙烷生产过程中，伴有二氧化碳存在，为分离二氧化碳，工业上通常用二氧化碳吸收解吸系统(即二氧化碳脱除系统)来进行。二氧化碳吸收通常用碳酸钾水溶液为基础吸收液，同时加入一定量的硼酸盐及其它无机盐以促进吸收，二氧化碳被从系统中除去，而吸收液则通过解吸过程反复循环使用。但是，由于在被吸收原料气中混有少量的氧气和二氯乙烷，二氯乙烷在碱性溶液中高温下部分水解产生氯离子，在吸收液循环使用过程中，氯离子产生累积，其浓度不断升高。由于二氧化碳脱除系统(即脱碳系统)的设备主要使用304、316等牌号的不锈钢，氯离子的存在对这类材料的腐蚀具有显著的促进作用。在二氧化碳及气体中存在的微量氧气作用下，大量的氯离子进一步加速设备的腐蚀，对系统的安全、稳定、高效的运行造成很大影响。

英国专利GB1415036A与中国专利CN1367170A公开了在碳酸钾吸收液中添加硼酸钾、钒酸钾(实施时用五氧化二钒与氢氧化钾反应)为活化剂，以提高吸收效果，活化剂用量为吸收液的2-8％(钒酸钾为1.5-5％)。其中，钒酸钾是用价高、剧毒的五氧化二钒转化而来，具有一定的氧化性，在一定的浓度范围内具有对不锈钢的钝化缓蚀作用，但上述发明的目的在于提高吸收效果，而没有考察对设备的腐蚀状况及钒酸钾对腐蚀的影响，而钒酸钾作为钝化缓蚀剂若使用条件不当，则会导致腐蚀加重。中国专利CN101066516A公开了一种由碳酸钾和硼酸氢二钾组成的吸收液，但对吸收系统的设备腐蚀问题也没有注意，更未提出解决的措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合缓蚀剂，其具有优良的抗腐蚀性能。

本发明的另一目的在于将本发明的复合缓蚀剂应用于二氧化碳脱除系统中，以减缓二氧化碳脱除系统中设备的腐蚀。

为达到上述目的，本发明提供了一种二氧化碳脱除系统的复合缓蚀剂，其是由组分A、组分B、组分C组成的，其中，组分A选自水溶性原钒酸盐、水溶性偏钒酸盐的一种盐，或者为水溶性原钒酸盐或水溶性偏钒酸盐与水溶性钼酸盐的混合物中的一种；组分B为选自水溶性无机锌盐和水溶性无机磷酸盐中的至少一种盐，组分C为一种有机膦酸。

本发明的组分A既可以与组分B与C协同缓蚀，又可以做为活化剂，促进二氧化碳脱除系统中碳酸钾溶液对二氧化碳的吸收，起到事半功倍的效果。

本发明的组分A优选为水溶性原钒酸盐或水溶性偏钒酸盐与水溶性钼酸盐的混合物中的一种。其中所述的原钒酸盐选自原钒酸钠和原钒酸钾；偏钒酸盐选自偏钒酸钠和偏钒酸钾；钼酸盐选自钼酸钠和钼酸钾。

本发明所述的无机锌盐优选自硫酸锌；无机磷酸盐优选自六偏磷酸钠、三聚磷酸钠和磷酸钠。

本发明所述的有机膦酸优选自2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、1-羟基亚乙基二膦酸(HEDPA)、2-羟基膦酸基乙酸(HPAA)和具有如下通式的含膦酸基聚天冬氨酸：

其中R₁、R₂、R₃和R₄独立地为H或CH₂-PO₃H₂，聚天冬氨酸的分子量为2000-20000，以PO₄重量计有机膦的含量至少为2％。其中，聚天冬氨酸中氮上的H被CH₂-PO₃H₂取代的越多，有机膦的含量越高，其阻垢性能越好，但有机膦的含量不会无限制增高，其最高值为聚天冬氨酸中氮上的H全部被CH₂-PO₃H₂取代，本发明所述有机膦含量以PO₄计优选为2重量％-11重量％、更优选为5重量％-11重量％。

本发明所述的含膦酸基聚天冬氨酸按中国专利CN1569922A公开的方法制备，在此将中国专利CN1569922A公开说明书全文引入作为本发明的一部分。

本发明所述的组分组分A的总用量为待处理水溶液质量的1.0-4.0％。

本发明所述的组分B的总用量为待处理水溶液质量的0.04-0.4％。

本发明所述的组分C组分的用量为待处理水溶液质量的0.02-0.2％。