CN102633374B - 适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一类新的防腐阻垢剂，广泛适用于天然气加热炉及其它相关锅炉，其主剂为羟基亚乙基二膦酸(HEDP)，助剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)、苯并三氮唑(BTA)和柠檬酸钠，另外，加入维生素C作为除氧剂可以显著提高缓蚀效果，最后，用氢氧化钠调节pH为5-6。将空白水样对20#钢和A3钢的腐蚀速率分别从0.07455和0.06752mm/a降低到0.04142和0.04340mm/a，缓蚀率可达38.66％和41.79％，比市场同类产品的30.29％和35.15％均有所提高。本发明所涉及的缓蚀阻垢剂成本低廉，配方稳定，配制简单，可以通过调节各组分比例适用不同锅炉。

Description

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂

技术领域

本发明涉及用于天然气加热炉及其它相关锅炉的新的防腐阻垢剂，

背景技术

目前，天然气加热炉是工业生产***中重要设备之一。由于用水量大，水中溶解和携带的氧和二氧化碳均呈饱和状态，容易对锅炉造成强烈的结垢和腐蚀，产生混合积垢。加热炉表面的结垢腐蚀会使传热面导热性能下降，造成能源浪费，另外，炉体表面的腐蚀所产生的腐蚀溃疡会进一步加快内部金属的腐蚀速度，缩短设备的使用寿命。目前，针对锅炉、加热炉等工业设备的腐蚀和结垢常用的缓蚀剂有：无机除氧剂、有机除氧剂、乌洛托平(六次甲基四胺)、若丁(二邻苯甲硫脲)、粗吡啶、植酸（环己六醇六磷酸脂）等。

虽然投加缓蚀阻垢药剂可防治或减缓加热炉的腐蚀和结垢问题，但加热炉内的介质水在生产运行过程中不断蒸发浓缩，浓缩倍率增大，从而造成体系矿化度明显增大，将会影响缓蚀阻垢药剂的药效，导致结垢和腐蚀的产生。因此，在加热炉运行的过程中，应该定期排放更换炉内的介质水，减小浓缩倍率。但应注意浓缩倍率不能太低，如果太低，不利于提高水的利用率，造成经济成本的上升，同时增加了排污量，给环境带来负担。随着世界水资源的日益紧张和对环境保护的重视，合理分配用水，节约用水已成为当务之急。因此，锅炉水的浓缩倍率应该控制在一个合适的范围内（稳定指数R.S.I=6）。未来发展的趋势是，选用适合高pH，高硬度，高碱条件下的大分子有机膦PAPEMP，优良磺酸多元聚合物等组分作为缓蚀阻垢剂的主要成份，或采用缓蚀阻垢剂+硫酸联合处理方式，可有效地提高水的浓缩倍率。实际操作中，应根据具体集气站加热炉用水水质，确定更换水的周期，控制适宜的浓缩倍率。

根据现场情况及前期所掌握的资料，目前，天然气水套加热炉内侧炉壁结垢严重，锈斑表面为红褐色不均匀块状垢层，如果不能及时对结垢和炉壁腐蚀进行防护，一方面热效率降低会造成大量的热能损失，另一方面结垢和腐蚀物的形成会进一步加快腐蚀速度，影响锅炉的使用寿命，并且为生产带来一定的安全隐患。对加热炉进行定期、规范的腐蚀、防垢检测和控制，是及时发现和消除事故隐患的关键，也是适时做出设备维修和保养决策的依据。因此，开发一种化学配方，能够较好地阻止结垢、防治腐蚀，解决气田集气站加热炉的腐蚀和结垢问题是当务之急。

发明内容

本发明的目的是：提供一种适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，降低在天然气加热炉中结垢。

本发明采用的技术方案是：适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，各组分重量百分比为：

十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227），13～18%；

羟基乙叉二膦酸（HEDP），16～25%；（别称：羟基亚乙基二膦酸）

柠檬酸钠，2～4.5%；

苯并三氮唑（BTA），0.1～0.35%；

氢氧化钠，3～6%；

维生素C，0.5～1.5%；

其余为水，各组分百分比之和为百分之百。

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂的制备方法：

A、把固体组分配制成水溶液，没有浓度限制。

a、称取工业级十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）加入部分现场水，配成十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）水溶液；

b、称取化学纯的柠檬酸钠加入部分现场水，配成柠檬酸钠水溶液；

c、称取苯并三氮唑（BTA）加入部分现场水，配成苯并三氮唑（BTA）水溶液；

d、称取氢氧化钠加入部分现场水，配制成的氢氧化钠水溶液。

B.制备B溶液

将上述各水溶液按下列顺序混合：

a、将十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）水溶液加入柠檬酸钠水溶液，搅拌均匀；

b、在上述溶液中再加入苯并三氮唑（BTA）水溶液搅拌均匀，

c、然后加入工业级的羟基乙叉二膦酸（HEDP）液体混合均匀；

d、最后缓慢加入氢氧化钠水溶液，调节pH为5～5.5，得到B溶液。

C:加除氧剂

称取维生素C加入部分现场水，配成维生素C水溶液；将维生素C水溶液缓慢加入B溶液中，加入剩余的现场水后搅拌均匀，得到适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，为浅黄色的透明的溶液。

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂在天然气加热炉中的应用：

为了使药液在炉水中达到均匀分散，采用间歇式加药。即先向炉中加入部分水，加入1/3左右药剂，再加部分水，加入1/3左右药剂，这样分几次加药可以使药剂在炉水中均匀分散。

本发明的有益效果：本发明适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，挂片实验证明，将空白水样对20#钢和A3钢的腐蚀速率分别从0.07455和0.06752mm/a降低到0.04142和0.04340mm/a，缓蚀率可达38.66%和41.79%，比市场同类产品的30.29%和35.15%均有所提高。本发明所涉及的缓蚀阻垢剂成本低廉，配方稳定，配制简单，可以通过调节各组分比例适用不同锅炉。

A.本发明提供的缓蚀阻垢剂原料易得，成本低廉，配方稳定，配制简单，对环境基本没有副作用。

B.本发明提供的缓蚀阻垢剂对天然气加热炉及其它相关锅炉有显著效果天然气水套加热炉在加注缓释阻垢剂后腐蚀速率小于0.076mm/a。

C.本发明提供的缓蚀阻垢体系中加入除氧剂，可极大提高缓蚀效果。

具体实施方式

实施例1：以一个容积15m³的天然气加热炉为例，对本发明适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂作进一步详细说明。通过挂片实验确定药液在炉水中的最佳加量是1.1g/L，由天然气加热炉的容积15m³，可知每个加热炉需要16.5kg缓蚀阻垢药剂。

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂的制备方法：

A、把固体组分配制成水溶液

a、称取1.1616kg的工业级十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）加入1.4784kg现场水，配成2.64kg的十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）水溶液；

b、称取0.495kg化学纯的柠檬酸钠加入0.99kg现场水，配成1.485kg的柠檬酸钠水溶液；

c、称取0.0495kg苯并三氮唑（BTA）加入0.0495kg现场水，配成0.099kg的苯并三氮唑（BTA）水溶液；

d、称取0.75kg氢氧化钠加入0.75kg水，配制成1.5kg的氢氧化钠水溶液。

B.制备B溶液

按上述各水溶液按下列顺序混合：

a、将2.64kg的十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）水溶液加入1.485kg的柠檬酸钠水溶液，搅拌均匀；

b、在上述溶液中再加入0.099kg的苯并三氮唑（BTA）水溶液搅拌均匀，

c、然后加入3.3kg工业级的羟基乙叉二膦酸（HEDP）液体混合均匀；

d、最后缓慢加入1.5kg的氢氧化钠水溶液，调节pH为5.23，得到B溶液。

C:加除氧剂

称取0.165kg维生素C加入0.495kg现场水，配成0.66kg的维生素C水溶液；

将维生素C水溶液缓慢加入B溶液中，补加6.82kg现场水搅拌均匀，得到16.5kg适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，为浅黄色的透明的溶液。

实施例2

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，各组分重量百分比为：

十二烷基二甲基苄基氯化铵，13.5%；

羟基乙叉二膦酸，18%；

柠檬酸钠，3.5%；

苯并三氮唑，0.1%；

氢氧化钠，3.4%；

维生素C，0.5%；

水为61%。

制备方法如下：

A、把固体组分配制成水溶液

a、称取工业级十二烷基二甲基苄基氯化铵加入部分现场水，配成十二烷基二甲基苄基氯化铵水溶液；

b、称取化学纯的柠檬酸钠加入部分现场水，配成柠檬酸钠水溶液；

c、称取苯并三氮唑加入部分现场水，配成苯并三氮唑水溶液；

d、称取氢氧化钠加入部分现场水，配制成的氢氧化钠水溶液；

B.制备B溶液

将上述各水溶液按下列顺序混合：

a、将十二烷基二甲基苄基氯化铵水溶液加入柠檬酸钠水溶液，搅拌均匀；

b、在上述溶液中再加入苯并三氮唑水溶液搅拌均匀，

c、然后加入工业级的羟基乙叉二膦酸液体混合均匀；

d、最后缓慢加入氢氧化钠水溶液，调节pH为5.23，得到B溶液；

C:加除氧剂

称取维生素C加入部分现场水，配成维生素C水溶液；将维生素C水溶液缓慢加入B溶液中，加入剩余的现场水后搅拌均匀，得到适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂。

所述的部分现场水的数量是：能溶解所要加入的物质，没有严格的数量限制。本领域技术人员能理解并完成。

实施例3

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，各组分重量百分比为：

十二烷基二甲基苄基氯化铵，14%；

羟基乙叉二膦酸，22%；

柠檬酸钠，4%；

苯并三氮唑，0.15%；

氢氧化钠，5%；

维生素C，0.5%；

为水54.35。

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂的制备方法与实施例2相同。

实施例4

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，各组分重量百分比为：

十二烷基二甲基苄基氯化铵，15%；

羟基乙叉二膦酸，24%；

柠檬酸钠，4.5%；

苯并三氮唑，0.25%；

氢氧化钠，6%；

维生素C，1%；

为水49.25。

制备方法与实施例2相同。

实施例5

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，各组分重量百分比为：

十二烷基二甲基苄基氯化铵，17%；

羟基乙叉二膦酸，16%；

柠檬酸钠，3%；

苯并三氮唑，0.3%；

氢氧化钠，3%；

维生素C，1%；

为水59.7。

制备方法与实施例2相同。

实施例6

适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，各组分重量百分比为：

十二烷基二甲基苄基氯化铵，18%；

羟基乙叉二膦酸，20%；

柠檬酸钠，2.5%；

苯并三氮唑，0.35%；

氢氧化钠，4.4%；

维生素C，1.5%；

为水53.25。

制备方法与实施例2相同。

Claims (2)

1.一种适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂，其特征在于：各组分重量百分比为：

十二烷基二甲基苄基氯化铵，13～18%；

羟基乙叉二膦酸，16～25%；

柠檬酸钠，2～4.5%；

苯并三氮唑，0.1～0.35%；

氢氧化钠，3～6%；

维生素C，0.5～1.5%；

其余为水，各组分百分比之和为百分之百。

2.一种适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于：

A、把固体组分配制成水溶液

a、称取工业级十二烷基二甲基苄基氯化铵加入部分现场水，配成十二烷基二甲基苄基氯化铵水溶液；

b、称取化学纯的柠檬酸钠加入部分现场水，配成柠檬酸钠水溶液；

c、称取苯并三氮唑加入部分现场水，配成苯并三氮唑水溶液；

d、称取氢氧化钠加入部分现场水，配制成氢氧化钠水溶液；

B.制备B溶液

将上述各水溶液按下列顺序混合：

a、将十二烷基二甲基苄基氯化铵水溶液加入柠檬酸钠水溶液，搅拌均匀；

b、在上述溶液中再加入苯并三氮唑水溶液搅拌均匀，

c、然后加入工业级的羟基乙叉二膦酸液体混合均匀；

d、最后缓慢加入氢氧化钠水溶液，调节pH为5～5.5，得到B溶液；

C:加除氧剂

称取维生素C加入部分现场水，配成维生素C水溶液；将维生素C水溶液缓慢加入B溶液中，加入剩余的现场水后搅拌均匀，得到适用于天然气加热炉的缓蚀阻垢剂。