一种用于乙烯装置分离系统的丁二烯阻聚剂

摘要

本发明涉及化工助剂领域，具体地说是涉及一种用于乙烯装置分离系统的丁二烯阻聚剂，它由下述重量百分比的原料制作：自由基捕捉剂2%~10%，抗氧剂2%~15%，金属钝化剂2%~10%，有机溶剂60%~92%，清净分散剂2%~15%；在常温常压下，将上述重量百分比的有机溶剂先加入容器，在搅拌条件下依次加入上述重量百分比的自由基捕捉剂、抗氧剂、金属钝化剂和清净分散剂，混合均匀完全溶解成液体，制得本发明阻聚剂。本发明的阻聚剂除了高效自由基捕捉剂组分外，在组分配伍时还特别考虑具有增效作用和协同作用，从而可以提高阻聚效果，并减少阻聚剂的用量。本发明应用在乙烯装置脱丙烷塔及再沸器中，能有效防止丁二烯聚合沉积在这些设备表面上。

说明书

技术领域

本发明涉及化工助剂领域，具体地说是涉及一种用于乙烯装置分离系统的丁二烯阻聚剂。

背景技术

乙烯生产中，轻烃及石脑油等原料经过高温裂解和急冷所得到的裂解气再经过压缩、碱洗和分离，最终得到聚合级乙烯及丙烯等产品。分离系统脱丙烷塔的物料，主要是C3~C9的烃类化合物，其中丁二烯的摩尔分数约为20~40%，丁二烯经常因热、氧以及金属离子等因素产生聚合，从而造成脱丙烷塔及再沸器结垢，不仅使装置中换热器的传热能力下降，增加能耗，而且使得设备运转周期大为缩短，甚至导致装置非计划停工检修，给安全生产带来很大隐患。

中石化石科院曾对一些乙烯装置脱丙烷塔及再沸器的垢样进行过详细分析，结果证明结垢物的主要成分是聚丁二烯，其中含有少量的烃类氧化物。20世纪末全世界普遍采用丁二烯阻聚剂来解决这一问题。国外乙烯装置阻聚剂的发展都大致经历了三个阶段：（1）单独使用抗氧剂：20世纪70年代以前，主要用了具有抑制烯烃自聚的化合物，通常是一些经典的抗氧剂，如2,6-二叔丁基对甲基苯酚等酚类抗氧剂及二烷基苯二胺等胺类抗氧剂。（2）多功能复合剂：这类阻聚剂使用了多组分的配方，如HK-18是含有酚类和胺类的复合阻聚剂。20世纪80年代以后，这类阻聚剂逐渐取代了以往使用的单剂。（3）高效阻聚剂：这是近年国外生产的一种新型阻聚剂，采用完全新配方，其中的组分除具备高效特征外，因各组分间的配伍性、综合性能更好，使用量大大降低。但进口产品的价格较高。国内石油化工科学研究院、北京化工大学、大庆石化公司研究院先后对丁二烯阻聚剂都曾有过一定研究，但都没有形成规模应用。大庆石油学院曾对丁二烯抽提阻聚剂进行了研制，合成了对丁二烯具有良好阻聚性能的4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基，并加入与哌啶氮氧自由基有协同作用的缓聚剂，再适当添加少量的清净分散剂，得到阻聚性能优异的阻聚剂配方。但其应用在丁二烯抽提工艺过程中，由于没有考虑到金属离子对丁二烯聚合反应的催化作用等因素，不能充分发挥理想的阻聚作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种价格合理、阻聚效果好、能有效防止乙烯装置分离系统结垢的用于乙烯装置分离系统的丁二烯阻聚剂。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：

一种用于乙烯装置分离系统的丁二烯阻聚剂，由下述重量百分比的原料制作：自由基捕捉剂 2%~10%，抗氧剂2%~15% ，金属钝化剂2%~10%，有机溶剂60%~92% ，清净分散剂2%~15%。

在常温常压下，将上述重量百分比的有机溶剂先加入容器，在搅拌条件下依次加入上述重量百分比的自由基捕捉剂、抗氧剂、金属钝化剂和清净分散剂，混合均匀完全溶解成液体，制得用于乙烯装置分离系统的丁二烯阻聚剂。其中：

自由基捕捉剂为1,1-二苯基-2-三硝基苯肼或4-羟基2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基；

抗氧剂为2，6二叔丁基对苯二酚、N-苯基-N-仲丁基对苯二胺及N-苯基-α萘胺中的一种或两种或三种；

金属钝化剂为N，N’-二亚水杨丙二胺；

清净分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酰亚胺及聚异丁烯胺的一种或两种或三种；

有机溶剂为200号溶剂油、石油混合二甲苯、煤油及重芳烃的一种或两种或三种。

本发明提供的用于乙烯装置分离系统的丁二烯阻聚剂组方合理，具有下述特点：

1、它含有自由基捕捉剂，自由基捕捉剂会与系统中存在的活泼自由基反应，生成没有引发丁二烯聚合反应作用的化合物，迅速终止不期望发生的聚合反应。

2、它含有与自由基捕捉剂具有协同作用的抗氧剂。

3、它含有金属钝化剂，可与系统中的金属离子螯合，使金属离子不能催化丁二烯的聚合反应。

4、它含有清净分散剂，可在物料中已经存在的结垢前生物，包括由物料从上游携带过来的和在脱丙烷系统中形成的微小聚合物和机械杂质表面形成吸附膜，阻止小颗粒聚集成大颗粒，不使其沉积在金属设备表面上。清净分散剂还能使结垢物松软，容易清除。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明的阻聚剂除了高效自由基捕捉剂组分外，在组分配伍时还特别考虑具有增效作用和协同作用，从而可以提高阻聚效果，并减少阻聚剂的用量。

本发明提供的用于乙烯装置分离系统的丁二烯阻聚剂，充分考虑到各种因素，包括金属离子对丁二烯聚合反应的催化作用，应用在乙烯装置脱丙烷塔及再沸器中，能有效防止丁二烯聚合沉积在这些设备表面上。本发明阻聚效果优于同类进口产品，阻聚剂的用量是同类进口产品的85%，价格是同类进口产品的三分之二左右。

本发明阻聚剂的阻聚效果经过加速污垢试验法测定，本发明阻聚剂阻聚率高于同类进口阻聚剂，阻聚效果更好。

具体实施方式    

实施例1   在常温常压下将300g 石油混合二甲苯、570g200号溶剂油、30g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、60g N-苯基-α萘胺、20g 聚异丁烯双丁二酰亚胺、20g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例2   在常温常压下将750g石油混合二甲苯、50g 4-羟基- 2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、100g N-苯基-α萘胺、60g聚异丁烯双丁二酰亚胺、40g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例3   在常温常压下将760g石油混合二甲苯、40g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、90g N-苯基-α萘胺、80g聚异丁烯双丁二酰亚胺、30g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例4   在常温常压下将250g石油混合二甲苯、630g 煤油、20g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、60g N-苯基-α萘胺、20g聚异丁烯双丁二酰亚胺、20g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例5   在常温常压下将300g石油混合二甲苯、500g煤油、40g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、80g N-苯基-α萘胺、50g聚异丁烯双丁二酰亚胺、30g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例6   在常温常压下将780g重芳烃、40g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、100g N-苯基-N-仲丁基对苯二胺、50g聚异丁烯丁二酰亚胺、30g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例7   在常温常压下将300g石油混合二甲苯、470g 200号溶剂油、30g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、100g N-苯基-N-仲丁基对苯二胺、80g聚异丁烯丁二酰亚胺、20g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例8   在常温常压下将400g石油混合二甲苯、360g 200号溶剂油、40g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、100g N-苯基-N-仲丁基对苯二胺、50g聚异丁烯丁二酰亚胺、30g聚异丁烯胺、20g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例9   在常温常压下将780g 煤油、50g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、60g N-苯基-α萘胺、50g 聚异丁烯双丁二酰亚胺、20g聚异丁烯胺、40g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例10   在常温常压下将740g重芳烃、50g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、100g N-苯基-N-仲丁基对苯二胺、50g聚异丁烯丁二酰亚胺、30g聚异丁烯胺、30g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例11   在常温常压下将720g 重芳烃、60g 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、100g N-苯基-α萘胺、50g 聚异丁烯双丁二酰亚胺、20g聚异丁烯胺、50g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例12   在常温常压下将650g 重芳烃、100g 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、80g N-苯基-α萘胺、50g 聚异丁烯双丁二酰亚胺、50g聚异丁烯胺、70g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例13   在常温常压下将600g 重芳烃、80g1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、90g 2，6二叔丁基对苯二酚、60g N-苯基-N-仲丁基对苯二胺、50g 聚异丁烯双丁二酰亚胺、20g聚异丁烯胺、100g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例14   在常温常压下将450g 200号溶剂油、200g石油混合二甲苯、30g羟基2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、70g的2，6二叔丁基对苯二酚、80g N-苯基-α萘胺 、50g聚异丁烯丁二酰亚胺、50g聚异丁烯胺和70g N，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例15    在常温常压下将650g 200号溶剂油、250g重芳烃、30g 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、30g N-苯基-N-仲丁基对苯二胺和40gN，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例16    在常温常压下将250g石油混合二甲苯、330g煤油、120g重芳烃、  80g1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、30g2，6二叔丁基对苯二酚、60gN-苯基-N-仲丁基对苯二胺、50gN-苯基-α萘胺和80gN，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例17   在常温常压下将300g200号溶剂油、200g石油混合二甲苯、250g重芳烃、70g 4-羟基2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、60g2，6二叔丁基对苯二酚、60g聚异丁烯双丁二酰亚胺和60gN，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例18   在常温常压下将250g200号溶剂油、250g煤油、310g重芳烃、50g4-羟基2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基、30g2，6二叔丁基对苯二酚、30gN-苯基-N-仲丁基对苯二胺、40g聚异丁烯胺、40gN，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实施例19  在常温常压下将300g200号溶剂油、400g重芳烃、60g1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、60g2，6二叔丁基对苯二酚、40gN-苯基-α萘胺、50 g聚异丁烯丁二酰亚胺、40g聚异丁烯胺和50gN，N’-二亚水杨丙二胺，在搅拌条件下依次加入容器中，混合均匀即得丁二烯阻聚剂。

实验例  用加速污垢试验法对本发明的阻聚效果进行测定。在一个模拟生产条件的实验装置中装入含有39.8%丁二烯、30.6%C₄H₈、29.6%C₄H₁₀的原料，并悬挂金属挂片，在80℃聚合8h后，测量挂片上沉积的污垢量。当评定物料中加入阻聚剂，结垢量就会有不同程度的减少，结垢量减少的程度称为阻聚率。本发明实施例2阻聚剂在与同类进口阻聚剂加入量同为100mg/kg时进行对比试验测定，本发明实施例2阻聚剂阻聚率为95.2%，同类进口阻聚剂为92.6%，说明本发明阻聚剂阻聚效果优于同类进口阻聚剂。按照同样的方式对其它的十个实施例的阻聚剂进行试验测定，本发明最高阻聚率为95.6%，平均阻聚率为93.9%。