[发明专利]一种阻垢组合物及其用途

说明书

技术领域

本发明属于石油加工领域，具体涉及到石油炼制、加工过程中防止或者减少烃油输送管线、换热器等设备中积垢的生成。

背景技术

随着原油质量的不断劣质化，以减压瓦斯油为主要原料的加氢裂化装置也相应逐步变劣，从而给加氢裂化装置的正常运转带来一些新的问题。其中，高压换热器结垢引起换热效率下降，使得原料换热后温度达不到设计要求，只有提高加热炉负荷，这样就增加了装置的能量损耗，严重时导致装置反应器床层温度分布严重偏离正常，影响了装置的长周期安全运转。解决这个问题主要有两种方法：一种是工艺方法，可以通过增加辅助设备(如增加备用换热器或过滤器等)、改善工艺流程及操作(如改变原料流速等)和控制原料性质来实现：另一种是采用在原料油中加入一定量高效阻垢剂来抑制、延缓焦垢在原料换热器中的形成。加注阻垢剂的方法不改变工艺流程，不影响正常操作，加注方便、灵活，资金投入少，回收周期短。

国外专利中用于石油加工工艺的阻垢剂主要分为如下三种：1.低分子表面活性剂，可吸附在金属表面以形成一层保护膜，从而防止高温时金属对油料的催化氧化作用，达到防垢目的。Nacol公司的(硫代)磷酸或(硫代)亚磷酸酯或铵盐、Lubrizol公司的烷基酚盐、Chevron公司的脂肪酸酰胺均属于这种类型的阻垢剂；2.含有氮元素的金属减活剂，如Nacol公司的曼尼希碱阻垢剂，该阻垢剂可降低油料中因腐蚀而产生的金属离子对油料的催化氧化作用；3.高分子分散剂，如聚异丁烯马来酸酐衍生物、马来酸酐-α烯烃共聚物等，这类阻垢剂能够使无机垢或有机焦垢稳定地分散在油料中，从而避免设备表面结垢。

对已公开专利的分析发现，涉及低分子表面活性剂型阻垢剂的专利数量最多，并以磷酸或硫代磷酸酯铵盐为主；以聚异丁烯基马来酸衍生物为代表的高分子型分散剂出现的较晚，相关专利数量较少；随着世界石油资源的枯竭，可供开采的优质原油日趋减少，而沥青质、胶质含量高的劣质原油的加工量逐渐增大。因此，可以预见，能够稳定分散胶质、阻止其在设备表面沉积的高分子型阻垢剂在石油加工中将得到越来越广泛的应用。

可能出于技术保密的原因，国外阻垢组合物专利中没有公开比较完整的阻垢剂配方，国内的相关报道也很少，尤其是适用于高酸、高硫、重质原油加工的阻垢组合物还没有相关的报道。当原油中硫含量较高时，含硫化合物及酸性组分加重了设备腐蚀，导致大量无机焦垢的形成；无机焦垢中的金属离子能进一步促进油料在高温时的氧化形成有机焦垢，而有机焦垢的粘附作用反过来又加剧了无机焦垢的形成；另外，油料中的含硫、含氮化合物在氧的作用下容易发生自由基氧化，生成胶质及积炭，致使石油加工设备中焦垢的形成机理比较复杂，耐高温性都较差，分解产物对加工过程和催化剂有负面影响。

发明内容

本发明提供了一种阻垢组合物及其用途。

本发明阻垢组合物包括清净分散剂和稀释剂，所述稀释剂为沸点在180℃～410℃的烃类，所述清净分散剂占整个阻垢组合物总质量的1-30%；

所述清净分散剂的制备方法包括：

(1)在烷基化反应催化剂存在下，使苯酚和/或单邻位烷基酚与聚烯烃反应，收集烷基化产物；

(2)将步骤(1)得到的烷基化产物与多烯多胺、醛发生曼尼希反应，得到曼尼希碱产物；

(3)将步骤(2)的曼尼希碱产物与异氰酸酯反应，收集产物。

在步骤(1)中，所述的聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、聚α-烯烃和前面任意两种或两种以上烯烃共聚后的共聚烯烃，优选聚异丁烯，所述聚烯烃的数均分子量为300～5000，优选800～3000，更优选500～2500。

所述的单邻位烷基酚优选烷基碳原子数为1-6的单邻位烷基酚，最优选邻甲酚。

所述的烷基化反应催化剂选自Lewis酸催化剂，优选三氯化铝、三氟化硼、四氯化锡、四溴化钛、三氟化硼苯酚、三氟化硼醇络合物和三氟化硼醚络合物的一种或多种，最优选三氟化硼乙醚和/或三氟化硼甲醚。

所述苯酚和/或单邻位烷基酚、聚烯烃和烷基化反应催化剂的摩尔比为1～3：1～2：0.1～0.5，优选1.5～3：1～1.5：0.1～0.4，最优选1.5～3：1～1.2：0.2～0.4。

反应时间为0.5h～10h，优选1h～8h，最优选3h～5h。

反应温度为0℃～200℃，优选20℃～150℃，最优选50℃～100℃。

在步骤(2)中，所述的多烯多胺具有以下通式：