[发明专利]一种多功能纳米MgO抑钒剂及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种多功能纳米MgO抑钒剂的制备方法，即以镁化合物、有机酸、树脂分散剂、有机溶剂和水为原料，经特殊工艺合成油溶性纳米MgO。本发明所合成的油溶性纳米MgO不仅可作为抑钒剂，而且能作为酸中和剂，抑制燃烧时硫、氮等元素引起的酸性腐蚀。本发明工艺简单，所制备的多功能纳米MgO抑钒剂Mg浓度高、分散性好、稳定性高，可长期保存。

技术领域

本发明属于能源与石油化工领域，具体来讲涉及一种多功能纳米MgO的制备方法,制备的产品是一种燃油添加剂，可用于抑制燃油燃烧过程中V、S、N、Na等杂质对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命。

技术背景

重油由于其价格低廉，在发电厂燃气轮机中有着广泛应用，但重油中通常含有V、S、N、Na等杂质，给机组及其辅助系统的运行、检修、保养带来很多问题，例如，重油中的V以卟啉的形式存在，很难用常规的方法去除，而V在燃烧过程中生成V₂O₅，其熔点较低，会对燃气轮机叶片造成严重的熔盐腐蚀。当有S和Na元素存在时，会进一步生成NaSO₄·mNa₂O·nV₂O₅等化合物，NaSO₄单独存在对不锈钢、碳钢等没有腐蚀作用，但当有还原性物质存在时，则产生严重的腐蚀作用；mNa₂O·nV₂O₅的熔点较V₂O₅更低，以熔融状态沉积在燃气几轮叶片上，会使叶片在短期内遭受破坏性损伤，甚至导致叶片断裂等严重事故的发生。另外，硫、氮等元素在燃烧过程中产生的SO_x、NO_x等酸性物质也会强烈腐蚀轮机叶片，解决这一系列问题最经济、有效的方法是在重油中加入腐蚀抑制剂。

目前，此类腐蚀抑制剂主要为含钇或含镁化合物，由于钇为稀土元素，价格相对昂贵，从经济、效果等方面综合考虑，镁化合物更具有市场竞争力。

含镁的腐蚀抑制剂通常分为三种：1、水溶性镁盐，如硫酸镁、醋酸镁等(CN1055110C、CN 1174877A等)。由于动力设备压力高，硫酸镁等分解率很低，分解出的有效成分MgO少，因此此类抑制剂只能用于V、Na含量低的燃料中。2、油溶性镁盐，如磺酸镁、妥尔油酸镁等(CN 1278550A、CN 02150923.9等)。此类抑制剂可直接加入燃油中，有一定的抑钒效果，但无法抑制硫、氮腐蚀。3、胶状悬浮体，此类抑制剂一般是经特殊处理的MgO和Mg(OH)₂颗粒(CN 1804005A、CN 101265422A等)，能悬浮在水或有机溶剂中，兼具抑钒剂、酸中和剂的功能，是一类多功能的燃油添加剂。但目前这类抑制剂有以下不足：第一，颗粒粒径较大，易引起燃料泵和流量分配器的磨损；其次，有效成分MgO的浓度较低，稳定性不足，无法长期储存；此外，其制备工艺复杂，需高压设备，安全性差。因此，胶状悬浮体抑制剂目前使用较少。

综上所述，开发一种合成工艺简单、无需高压设备、有效成分高、油溶性好、粒径小且能长期保存的多功能抑钒剂具有很重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种多功能纳米MgO抑钒剂的制备方法，方法简单易行、成本低廉、无需高压设备，所制备的纳米MgO抑钒剂有效成分高、油溶性好、粒径小，稳定性好、能长期保存，同时具备抑钒、酸中和等功能。

为实现这一目的，本发明提供了一种多功能纳米MgO抑钒剂的制备方法，具体步骤为：

在反应器内按质量份计加入镁化合物10～27％、有机酸A 2～10％、有机酸B0～8％、树脂分散剂0～3％、有机溶剂50～75％、水0～18％，搅拌均匀；升温至100～220℃，保温1～3h，同时蒸去反应体系中的水；

继续升温至260～350℃，保温1～5h，同时除去体系中的部分溶剂(指在260-350度能常压蒸出的溶剂)和反应过程生成的水，得分散均匀的低浓度多功能油溶性纳米MgO；