[發明專利]用于高溫裂解生產生物柴油過程中的腐蝕抑制劑及應用

有效

• 申請號: 201410127657.4
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103911618A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 左理勝;黎志軍
• 申請（專利權）人: 湖南華遠新能源有限公司
• 主分類號: C23F11/14
• 分類號: C23F11/14
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

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技術領域

本發明屬于涉及一種有效抑制生物質油高溫裂解生產生物柴油過程中的設備腐蝕的腐蝕抑制劑、其制備方法及應用。

背景技術

生物柴油包括所有以生物質油為原料生產的替代燃料，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。

現有的采用油脂裂解反應生產生物柴油的方法，一般采用廉價植物油或動物油脂為原料，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，進行一次或多次裂解，反應條件一般為常壓，300-500℃。轉化率在50%-90%之間，產物主要組分各種烴類(烯烴、烷烴、芳烴、環烷烴)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渣。

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、烷烴異構化、烷烴的芳構環構化、烯烴聚合及分解、烯烴加氫及異構化等多種反應過程，中間產物種類多，導致產物成分復雜。在反應過程中由于溫度較高且原料和中間產物中含有大量脂肪酸，容易對設備產生腐蝕，特別是加熱爐的向火面由于溫度較高，腐蝕更加嚴重，往往使用2000小時后就會出現減薄和腐蝕穿孔的情況，有可能引起安全事故。

由于現在油脂熱裂解裝置很少工業化，對于生產過程中抑制設備腐蝕的方法和添加劑尚無人進行研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于生物質油高溫裂解生產生物柴油過程中的腐蝕抑制劑、其制備方法及應用。

為達到上述目的，本發明提供的用于高溫裂解生產生物柴油過程中的腐蝕抑制劑，包括按重量份計的下述組分：環烷酸咪唑啉酰胺?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，有機胺10~30份，溶劑20~50份。作為優選，環烷酸咪唑啉酰胺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，有機胺15~25份，溶劑油30~40份。

所述的溶劑優選200#溶劑油或航空煤油。

所述的季銨鹽表面活性劑優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。

所述的有機胺優選單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和環己胺中的一種。

上述腐蝕抑制劑的制備方法，將溶劑加入升溫至40~50℃，加入環烷酸咪唑啉酰胺、苯并三氮唑、2-甲基吡啶和有機胺，攪拌1~2小時，最后加入季銨鹽表面活性劑，攪拌1小時以上。

上述的腐蝕抑制劑在由生物質油高溫裂解生產生物柴油過程中的應用，腐蝕抑制劑用量是生物質油質量的0.01%~0.02%。

采用環烷酸咪唑啉酰胺，其咪唑啉上的N原子和酰胺上的N原子能與設備表面金屬原子形成較強的金屬-氮配位鍵，從而吸附在整個系統的金屬表面，形成覆蓋的保護膜，阻止了與金屬腐蝕有關的電荷或物質的移動，以達到抑制、減緩金屬腐蝕的作用。以有機胺作為中和劑，可以中和脂肪酸，抑制脂肪酸對設備的腐蝕。使用季銨鹽表面活性劑可以增加腐蝕抑制劑與生物質油的溶解分散性，使添加劑與原料分散的更加均勻，同時可以使環烷酸咪唑啉酰胺在金屬表面形成的膜更加穩定。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，抑制介質對金屬的腐蝕。上述幾種原料在一起共同作用，發揮出更好的協同效果，達到抑制腐蝕的效果。溶劑油的作用主要是為了溶解各組分，降低添加劑的熔點，方便使用。

實驗測試結果表明，加入本發明的腐蝕抑制劑后，腐蝕率明顯下降?？瞻诪?5.68mm/年，加入0.015%及以上濃度腐蝕抑制劑后腐蝕率均小于1mm/年，緩蝕率大于97%?，F場應用后測定掛片腐蝕率0.45mm/年，3個月后反應釜、管線等設備經過測厚未發現明顯減薄，能有效保護設備。

本發明的腐蝕抑制劑組分簡單，制備方便，穩定性強，在生產過程中用量少、抑制腐蝕性能好、能夠解決裂解反應釜和管線等設備的高低溫腐蝕問題。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的說明。本發明對環烷酸咪唑啉酰胺沒有特殊要求，可市購。下述實施例的環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%。