專利名稱:一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應用,特別是一種用于 抑制甲醇制烯烴(MTO)過程的工藝水中碳鋼設(shè)備腐蝕的緩蝕劑及應用。
背景技術(shù):
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和對低碳烯烴需求量的日漸增長,作為烯烴生產(chǎn)原料的石腦油、 輕柴油等資源面臨著越來越嚴重的短缺局面。因此,非石油資源生產(chǎn)烯烴的化工路線開始 受到普遍的重視。甲醇制烯烴(MTO)工藝是一種以煤基或天然氣基合成的甲醇為原料生產(chǎn) 低碳烯烴的化工技術(shù),其工藝技術(shù)的完善對保障低碳烯烴穩(wěn)定供給具有重要意義。甲醇制烯烴過程的工藝水是指分離裝置中用于洗滌的循環(huán)水,其中含有乙酸,通 常PH值在3. 0 6. 0之間;且溫度較高,一般在70. 0°C 90. 0°C。與工藝水接觸的碳鋼設(shè) 備腐蝕嚴重,影響裝置的安全、穩(wěn)定運行。CN174328IA公開了 一種低磷復合阻垢緩蝕劑,包括2_膦酸基丁烷_1,2,4_三羧酸 和/或2-羥基膦酸基乙酸、鋅鹽、鉬酸鹽或鎢酸鹽和含羧酸基共聚物,及視具體情況而存在 的銅材緩蝕劑。該發(fā)明的阻垢緩蝕劑可用于循環(huán)冷卻水的處理,其在循環(huán)水中總磷含量小 于等于lmg/L,可作為高硬、高堿水質(zhì)調(diào)pH值工藝和低硬、低堿水質(zhì)的循環(huán)冷卻水處理中的 阻垢緩蝕劑。CN1150181A公開了一種用于處理循環(huán)冷卻水的無磷復合阻垢緩蝕劑,其特點 在于,該復合阻垢緩蝕劑由阻垢劑和緩蝕劑構(gòu)成,阻垢劑由聚天冬氨酸與聚乙烯醇、氧化淀 粉、聚丙烯酸、丙烯酸/丙烯酸酯共聚物、含磺酸基的丙烯酸/丙烯酸酯共聚物中的一種或 幾種構(gòu)成;緩蝕劑為有機酸的鈉鹽/鉀鹽/銨鹽、可溶性硝酸鹽、可溶性亞硝酸鹽中的一種 或兩種和可溶性鋅鹽以及含氮有機物、可溶性鉬酸鹽、可溶性鎢酸鹽中的一種或兩種構(gòu)成。 CN1565993A提供了一種符合環(huán)保要求的內(nèi)燃機長效無磷循環(huán)冷卻水緩蝕劑。以含6 14 個碳原子的一元或多元羧酸及鹽,具有螯合成膜作用的氨基羧酸鹽為主,配合鉬酸鹽、有機 磷酸酯、苯并三氮唑等物質(zhì),利用氫氧化鈉控制堿度。對常見金屬材料如鑄鐵、碳鋼、鑄鋁、 銅及銅合金、焊錫等具有顯著防銹作用。CN1473962A公開了一種適用于H2S存在的各種酸 性腐蝕環(huán)境的緩蝕劑組合物及其制備和應用。該組合物由二元醇聚氧乙烯醚磷酸酯銨鹽或 三元醇聚氧乙烯醚磷酸酯銨鹽、苯并三氮唑、無機酸鋅氨/胺絡合物、有機溶劑和去離子水 組成??梢钥闯霈F(xiàn)有技術(shù)還沒有提出一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應用,以解決與 乙酸溶液接觸時碳鋼的腐蝕問題。為達到上述目的,本發(fā)明提供了一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼設(shè)備腐蝕緩蝕劑, 其是由鉬酸鹽、亞硝酸鹽和含氮有機物組成。本發(fā)明所述鉬酸鹽為可溶性鉬酸鹽,優(yōu)選為鉬酸鈉和/或鉬酸鉀,更優(yōu)選為鉬酸 鈉。
本發(fā)明所述亞硝酸鹽為可溶性亞硝酸鹽,優(yōu)選為亞硝酸鈉和/或亞硝酸鉀,更優(yōu) 選為亞硝酸鈉。本發(fā)明所述含氮有機物為苯并三氮類化合物及苯并噻唑類化合物中的一種或幾 種,優(yōu)選為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巰基苯并噻唑中的一種或幾種。本發(fā)明所述的復合緩蝕劑相對于待處理的乙酸溶液,鉬酸鹽的有效濃度(以 MoO42-計)為10 20mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為5 20mg/L,含氮有機物 的有效濃度為10 50mg/L。制備本發(fā)明所述的復合緩蝕劑時,每種組分的加料次序并不重要。鉬酸鹽、亞硝酸 鹽、含氮有機物以及水按預定的比例混合配成一種復合緩蝕劑的溶液。如可以先將三種成 分各自配成溶液再混合,也可以先將其中一種組分溶于一定量水,再加入其他組分,待固體 全部溶解后,補加水制成緩蝕劑溶液。將本發(fā)明所述復合緩蝕劑加入待處理的乙酸溶液中,能夠很好地抑制與乙酸溶液 接觸的碳鋼的腐蝕,尤其能夠抑制在甲醇制烯烴過程的工藝水對碳鋼設(shè)備的腐蝕,緩蝕效 果好,且不會對工藝過程產(chǎn)生不良影響。本發(fā)明所述的乙酸溶液的溫度可以在很寬范圍內(nèi) 變化,如可以為10-90°C、pH值可以在3. 0 6. 0范圍內(nèi)變化,對于在甲醇制烯烴過程的工 藝水,其溫度一般在70 90°C范圍內(nèi)變化,pH值在3. 0 6. 0范圍內(nèi)變化。
具體實施例方式下面的實施例和對比例將有助于說明本發(fā)明,但不局限其范圍。實施例1稱取1. 5g 二水合鉬酸鈉、1. 5g亞硝酸鈉和5. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水 中,攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為10mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為10mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為50mg/L。實施例2稱取1. 5g鉬酸鉀、1. 5g亞硝酸鈉和5. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水中,攪拌 使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為10mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為10mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為50mg/L。實施例3稱取1. 5g 二水合鉬酸鈉、2. 3g亞硝酸鈉和3. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水 中,攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為10mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為15mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為30mg/L。
4
實施例4稱取1. 5g 二水合鉬酸鈉、2. 8g亞硝酸鉀和3. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水 中,攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為10mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為15mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為30mg/L。實施例5稱取2. 3g 二水合鉬酸鈉、2. 3g亞硝酸鈉和2. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水 中,攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為15mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為15mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為20mg/L。實施例6稱取2. 3g鉬酸鉀、2. 3g亞硝酸鈉和2. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水中,攪拌 使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為15mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為15mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為20mg/L。實施例7稱取2. 3g鉬酸鉀、2. 8g亞硝酸鉀和2. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水中,攪拌 使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為15mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為15mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為20mg/L。實施例8稱取3. Og 二水合鉬酸鈉、1. 5g亞硝酸鈉和4. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水 中,攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為20mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為10mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為40mg/L。實施例9稱取3. Og鉬酸鉀、3. Og亞硝酸鈉和2. 2g甲基苯并三氮唑,加入80g去離子水中, 攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕 劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為20mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為20mg/L,甲基
5苯并三氮唑的有效濃度為20mg/L。實施例10稱取3. Og 二水合鉬酸鈉、1. Og亞硝酸鉀和7. Og巰基苯并噻唑,加入80g去離子水 中,攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩 蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為20mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為5mg/L,巰基苯 并噻唑的有效濃度為50mg/L。實施例11稱取3. Og 二水合鉬酸鈉、1. 5g亞硝酸鈉、2. Og苯并三氮唑和2. 8g巰基苯并噻唑, 加入80g去離子水中,攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為100g,即得到所需配 制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為20mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為10mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為20mg/L,巰基苯并噻唑的有效濃度為20mg/L。對比例1稱取3. Og 二水合鉬酸鈉和3. Og亞硝酸鈉,加入80g去離子水中,攪拌使其充分溶 解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為20mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為20mg/L。對比例2稱取3. Og鉬酸鉀和3. Og亞硝酸鈉,加入80g去離子水中,攪拌使其充分溶解;補 加去離子水至溶液重量為100g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為20mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為20mg/L。對比例3稱取3. Og亞硝酸鈉和5. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水中,攪拌使其充分溶 解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中亞硝酸 鹽的有效濃度(以N02_計)為20mg/L,苯并三氮唑的有效濃度為50mg/L。對比例4稱取3. 7g亞硝酸鉀和5. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水中,攪拌使其充分溶 解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中亞硝酸 鹽的有效濃度(以N02_計)為20mg/L,苯并三氮唑的有效濃度為50mg/L。對比例5稱取3. Og 二水合鉬酸鈉和5. Og苯并三氮唑,加入80g去離子水中,攪拌使其充分 溶解;補加去離子水至溶液重量為100g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽的有效濃度(以MoO42-計)為20mg/L,苯并三氮唑的有效濃度為50mg/L。對比例6稱取3. Og鉬酸鉀和7. Og巰基苯并噻唑,加入80g去離子水中,攪拌使其充分溶 解;補加去離子水至溶液重量為I00g,即得到所需配制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為20mg/L,巰基苯并噻唑的有效濃度為50mg/L。對比例7稱取1. 5g 二水合鉬酸鈉、1. 5g亞硝酸鈉、5. Og苯并三氮唑和6. 6g七水合硫酸鋅, 加入80g去離子水中,攪拌使其充分溶解;補加去離子水至溶液重量為100g,即得到所需配 制的IOOg復合緩蝕劑。以配制好的緩蝕劑按1000mg/L的濃度向乙酸溶液中投加時,乙酸溶液中鉬酸鹽 的有效濃度(以Mo042_計)為10mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為10mg/L,苯并 三氮唑的有效濃度為50mg/L,硫酸鋅的有效濃度(以Si2+計)為15mg/L。按照中華人民共和國國家標準GB/T 18175-2000 “水處理劑緩蝕性能的測定-旋 轉(zhuǎn)掛片法”,對以上實施例和對比例所述的緩蝕劑進行旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗。試驗對象為乙酸 的去離子水溶液或MTO裝置工藝水,pH值和溫度如表1所示。試片轉(zhuǎn)速為75轉(zhuǎn)/分鐘,試 驗時間為48小時,掛片材質(zhì)為20#碳鋼。試驗結(jié)果見表1。表1復合緩蝕劑的效果
權(quán)利要求
1.一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的復合緩蝕劑,其是由鉬酸鹽、亞硝酸鹽和含氮 有機物組成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合緩蝕劑,其特征在于所述鉬酸鹽為可溶性鉬酸鹽,優(yōu)選 為鉬酸鈉和/或鉬酸鉀,更優(yōu)選為鉬酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復合緩蝕劑,其特征在于所述亞硝酸鹽為可溶性亞硝酸 鹽,優(yōu)選為亞硝酸鈉和/或亞硝酸鉀,更優(yōu)選為亞硝酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述復合緩蝕劑,其特征在于含氮有機物為苯并三氮類化 合物及苯并噻唑類化合物中的一種或幾種,優(yōu)選為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巰基苯并 噻唑中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的復合緩蝕劑,相對于待的處理乙酸溶液,鉬酸鹽的 有效濃度(以MoO42-計)為10 20mg/L,亞硝酸鹽的有效濃度(以N02_計)為5 20mg/ L,含氮有機物的有效濃度為10 50mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的復合緩蝕劑,其特征在于所述乙酸溶液的溫度為 10 90°C,pH 值為 3. 0 6. 0。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述復合緩蝕劑的用途,其特征在于將權(quán)利要求1-6所述 復合緩蝕劑加入待處理的乙酸溶液中,以抑制與乙酸溶液接觸的碳鋼的腐蝕。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用途,其特征在于乙酸溶液為甲醇制烯烴過程中的工藝水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的用途,其特征在于所述乙酸溶液的溫度為10 90°C,pH 值為3. 0 6. 0,優(yōu)選所述甲醇制烯烴過程中的工藝水的溫度為70 90°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于抑制乙酸溶液中碳鋼腐蝕的緩蝕劑及應用,特別是用于抑制甲醇制烯烴(MTO)過程工藝水中碳鋼設(shè)備腐蝕的緩蝕劑及應用。甲醇制烯烴過程的工藝水中含有乙酸,通常pH值在3.0~6.0之間;且溫度較高,一般在70℃~90℃。與工藝水接觸的碳鋼設(shè)備腐蝕嚴重,影響裝置的安全、穩(wěn)定運行。本發(fā)明的緩蝕劑是由鉬酸鹽、亞硝酸鹽和含氮有機物組成的。將本發(fā)明所述復合緩蝕劑加入待處理的乙酸溶液中,可以抑制乙酸溶液、特別是對減小甲醇制烯烴過程工藝水中碳鋼設(shè)備的腐蝕,緩蝕效果好,且不會對工藝過程產(chǎn)生不良影響。
文檔編號C23F11/14GK102127768SQ20101000118
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者宋以常, 李博偉, 王崠, 趙西明, 酈和生 申請人:中國石油化工股份有限公司