用于高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的腐蝕抑制劑及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的腐蝕抑制劑，包括按重量份計(jì)的下述組分：環(huán)烷酸咪唑啉酰胺20~50份，2-甲基吡啶2~20份，季銨鹽表面活性劑2~15份，苯并三氮唑2~15份，有機(jī)胺10~30份，溶劑20~50份。本發(fā)明的腐蝕抑制劑組分簡單，制備方便，穩(wěn)定性強(qiáng)，在生產(chǎn)過程中用量少、抑制腐蝕性能好、能夠解決裂解反應(yīng)釜和管線等設(shè)備的高低溫腐蝕問題。
【專利說明】用于高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的腐蝕抑制劑及應(yīng)用
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于涉及一種有效抑制生物質(zhì)油高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的設(shè)備腐蝕的腐蝕抑制劑、其制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003]生物柴油包括所有以生物質(zhì)油為原料生產(chǎn)的替代燃料，其原料來源廣泛，各種廢棄食用油及餐余廢油、動(dòng)物脂肪以及一些植物的油籽，都含有較多的脂肪酸酯，都可以作為生物柴油的原料。
[0004]現(xiàn)有的采用油脂裂解反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油的方法，一般采用廉價(jià)植物油或動(dòng)物油脂為原料，采用過渡金屬催化劑、分子篩催化劑、活性氧化鋁和碳酸鈉等作為催化劑，進(jìn)行一次或多次裂解，反應(yīng)條件一般為常壓，300-5000C。轉(zhuǎn)化率在50%-90%之間，產(chǎn)物主要組分各種烴類(烯烴、烷烴、芳烴、環(huán)烷烴)及少量含氧化合物(如:酸、酮、醇等)和水等，另外還有一部分焦炭和殘?jiān)?br> [0005]脂肪酸甘油酯的分解過程包括甘三酯分解、脂肪酸分解、烯酮和丙烯醛分解、烷烴脫氫、烷烴分解等。此外還包括烷基化反應(yīng)、烷烴異構(gòu)化、烷烴的芳構(gòu)環(huán)構(gòu)化、烯烴聚合及分解、烯烴加氫及異構(gòu)化等多種反應(yīng)過程，中間產(chǎn)物種類多，導(dǎo)致產(chǎn)物成分復(fù)雜。在反應(yīng)過程中由于溫度較高且原料和中間產(chǎn)物中含有大量脂肪酸，容易對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，特別是加熱爐的向火面由于溫度較高，腐蝕更加嚴(yán)重，往往使用2000小時(shí)后就會(huì)出現(xiàn)減薄和腐蝕穿孔的情況，有可能引起安全事故。
[0006]由于現(xiàn)在油脂熱裂解裝置很少工業(yè)化，對于生產(chǎn)過程中抑制設(shè)備腐蝕的方法和添加劑尚無人進(jìn)行研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種用于生物質(zhì)油高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的腐蝕抑制劑、其制備方法及應(yīng)用。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的用于高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的腐蝕抑制劑，包括按重量份計(jì)的下述組分:環(huán)烷酸咪唑啉酰胺20-50份，2-甲基吡啶疒20份，季銨鹽表面活性劑2~15份，苯并三氮唑2~15份，有機(jī)胺10-30份，溶劑20-50份。作為優(yōu)選，環(huán)烷酸咪唑啉酰胺30-40份，2-甲基吡啶5~10份，季銨鹽表面活性劑5~10份，苯并三氮唑5~10份，有機(jī)胺15~25份，溶劑油30~40份。
[0009]所述的溶劑優(yōu)選200#溶劑油或航空煤油。
[0010]所述的季銨鹽表面活性劑優(yōu)選十八烷基二甲基芐基溴化銨或十六烷基二甲基芐
基溴化銨。
[0011] 所述的有機(jī)胺優(yōu)選單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和環(huán)己胺中的一種。[0012]上述腐蝕抑制劑的制備方法，將溶劑加入升溫至4(T50°C，加入環(huán)烷酸咪唑啉酰胺、苯并三氮唑、2-甲基吡啶和有機(jī)胺，攪拌廣2小時(shí)，最后加入季銨鹽表面活性劑，攪拌I小時(shí)以上。
[0013]上述的腐蝕抑制劑在由生物質(zhì)油高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的應(yīng)用，腐蝕抑制劑用量是生物質(zhì)油質(zhì)量的0.01%~0.02%。
[0014]采用環(huán)烷酸咪唑啉酰胺，其咪唑啉上的N原子和酰胺上的N原子能與設(shè)備表面金屬原子形成較強(qiáng)的金屬-氮配位鍵，從而吸附在整個(gè)系統(tǒng)的金屬表面，形成覆蓋的保護(hù)膜，阻止了與金屬腐蝕有關(guān)的電荷或物質(zhì)的移動(dòng)，以達(dá)到抑制、減緩金屬腐蝕的作用。以有機(jī)胺作為中和劑，可以中和脂肪酸，抑制脂肪酸對設(shè)備的腐蝕。使用季銨鹽表面活性劑可以增加腐蝕抑制劑與生物質(zhì)油的溶解分散性，使添加劑與原料分散的更加均勻，同時(shí)可以使環(huán)烷酸咪唑啉酰胺在金屬表面形成的膜更加穩(wěn)定。2-甲基吡啶本身是一種很好的腐蝕抑制劑，苯并三氮唑能吸附在金屬表面，抑制介質(zhì)對金屬的腐蝕。上述幾種原料在一起共同作用，發(fā)揮出更好的協(xié)同效果，達(dá)到抑制腐蝕的效果。溶劑油的作用主要是為了溶解各組分，降低添加劑的熔點(diǎn)，方便使用。
[0015]實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果表明，加入本發(fā)明的腐蝕抑制劑后，腐蝕率明顯下降。空白為25.68mm/年，加入0.015%及以上濃度腐蝕抑制劑后腐蝕率均小于Imm/年，緩蝕率大于97%?，F(xiàn)場應(yīng)用后測定掛片腐蝕率0.45mm/年，3個(gè)月后反應(yīng)釜、管線等設(shè)備經(jīng)過測厚未發(fā)現(xiàn)明顯減薄，能有效保護(hù)設(shè)備。
[0016]本發(fā)明的腐蝕抑制劑組分簡單，制備方便，穩(wěn)定性強(qiáng)，在生產(chǎn)過程中用量少、抑制腐蝕性能好、能夠解 決裂解反應(yīng)釜和管線等設(shè)備的高低溫腐蝕問題。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明對環(huán)烷酸咪唑啉酰胺沒有特殊要求，可市購。下述實(shí)施例的環(huán)烷酸咪唑啉酰胺購自岳陽宇翔科技有限公司，有效含量大于90%。
[0018]實(shí)施例1稱取200#溶劑油335 kg加入攪拌釜中升溫至40°C，加入350 kg環(huán)烷酸咪唑啉酰胺，苯并三氮唑60 kg, 2-甲基吡啶50 kg，單乙醇胺150 kg攪拌Ih后加入十六烷基二甲基芐基溴化銨55 kg，攪拌反應(yīng)2h，靜置10分鐘，取樣為清亮黃色液體即制得所要求的腐蝕抑制劑1000 kg，所得產(chǎn)品為清亮的黃色透明油狀粘稠液體。如果樣品渾濁則需要保溫繼續(xù)攪拌至取樣得到清亮的黃色透明液體即可制得腐蝕抑制劑。
[0019]實(shí)施例2稱取200#溶劑油330 kg加入攪拌釜中升溫至40°C，加入350 kg環(huán)烷酸咪唑啉酰胺，苯并三氮唑50 kg,2-甲基吡啶50 kg，二乙醇胺170 kg攪拌Ih后加入十八烷基二甲基芐基溴化銨50 kg，攪拌反應(yīng)2h，靜置10分鐘，取樣為清亮黃色液體即制得所要求的腐蝕抑制劑1000 kg，所得產(chǎn)品為清亮的黃色透明油狀粘稠液體。
[0020]實(shí)施例3 稱取航空煤油310 kg加入攪拌釜中升溫至50°C，加入345 kg環(huán)烷酸咪唑啉酰胺，苯并三氮唑60 kg,2-甲基吡啶60 kg，三乙醇胺175 kg攪拌Ih后加入十六烷基二甲基芐基溴化銨50 kg，攪拌2h，靜置10分鐘，取樣為清亮黃色液體即制得所要求的腐蝕抑制劑1000 kg，所得產(chǎn)品為清亮的黃色透明油狀粘稠液體。
[0021]實(shí)施例4 稱取航空煤油330 kg加入攪拌釜中升溫至50°C，加入340 kg環(huán)烷酸咪唑啉酰胺，苯并三氮唑60 kg,2-甲基吡啶60 kg，環(huán)己胺150 kg攪拌Ih后加入十八烷基二甲基芐基溴化銨60 kg，攪拌2h，靜置10分鐘，取樣為清亮黃色液體即制得所要求的腐蝕抑制劑1000 kg，所得產(chǎn)品為清亮的黃色透明油狀粘稠液體。
[0022]上述制備的腐蝕抑制劑，使用時(shí)用計(jì)量泵在生物質(zhì)油進(jìn)料泵前將0.01%~0.02%生物質(zhì)油重量百分比添加到生物質(zhì)油，通過生物質(zhì)油進(jìn)料泵的混合作用混合均勻即可。
[0023]將不同實(shí)施例制得的腐蝕抑制劑分別按照0.01%, 0.015%, 0.02%重量百分比添加到殘余廢油中，用裂解實(shí)驗(yàn)裝置分別測試碳鋼試片的腐蝕率。并與空白進(jìn)行對比，測試結(jié)果見表1 (實(shí)驗(yàn)條件:溫度390-410°C，時(shí)間:3天)。
[0024]表1
【權(quán)利要求】
1.一種用于高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的腐蝕抑制劑，包括按重量份計(jì)的下述組分:環(huán)烷酸咪唑啉酰胺20-50份，2-甲基吡啶2~20份，季銨鹽表面活性劑2~15份，苯并三氮唑2~15份，有機(jī)胺10-30份，溶劑20-50份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腐蝕抑制劑，其特征在于包括按重量份計(jì)的下述組分:環(huán)烷酸咪唑啉酰胺30-40份，2-甲基吡啶5~10份，季銨鹽表面活性劑5~10份，苯并三氮唑5~10份，有機(jī)胺15~25份，溶劑油30~40份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腐蝕抑制劑，其特征在于所述的溶劑是200#溶劑油或航空煤油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的腐蝕抑制劑，其特征在于所述的季銨鹽表面活性劑為十八烷基二甲基芐基溴化銨或十六烷基二甲基芐基溴化銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的腐蝕抑制劑，其特征在于所述的有機(jī)胺為單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和環(huán)己胺中的一種。
6.一種權(quán)利要求1-5之一所述腐蝕抑制劑的制備方法，將溶劑加入升溫至4(T50°C，加入環(huán)烷酸咪唑啉酰胺、苯并三氮唑、2-甲基吡啶和有機(jī)胺，攪拌廣2小時(shí)，最后加入季銨鹽表面活性劑，攪拌I小時(shí)以上。
7.權(quán)利要求1-5之一所述的腐蝕抑制劑在由生物質(zhì)油高溫裂解生產(chǎn)生物柴油過程中的應(yīng)用，其特征在于腐蝕抑制劑用量是生物質(zhì)油質(zhì)量的0.01%~0.02%。
【文檔編號】C23F11/14GK103911618SQ201410127657
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】左理勝, 黎志軍 申請人:湖南華遠(yuǎn)新能源有限公司