[发明专利]用于石油工艺流的聚合物分散剂

说明书

本文公开了用于减少天然和合成污垢结垢的方法和组合物，所述污垢倾向于在石油采集、加工、运输和储存期间沉淀。所述方法包括将一种或多种防垢聚合物施加至石油产品以形成经处理的石油产品，其中所述经处理的石油产品结垢减少，并且在宽范围的加工条件下形成稳定的分散体。所述一种或多种防垢聚合物包括一种或多种α烯烃和马来酸酐的聚合残基，进一步地其中所述马来酸酐残基与伯胺反应。在0℃至‑40℃的温度下，所述防垢聚合物在溶剂中的浓缩物是稳定且可倾倒的。

技术领域

本发明涉及用于石油产品的聚合物分散剂及其用途。

背景技术

烃加工工厂，从炼油厂到石油化工厂，由于沉积在热交换器、熔炉、水循环回路、蒸馏塔、容器、管线、塔顶和其他加工设备中的烃副产物的沉积而遭受结垢。这些副产物包括可存在于原油中的各种烃以及烃精制工艺的副产物。加工设备内表面结垢在一段时间内发生，根据所考虑的单位，时间可从几个月到几年不等。

沥青质沉积是炼油厂热交换器网络中常见的结垢机理。沥青质天然存在于原油中，其中在运输、炼油厂分离和其他加工操作中的油和石油馏分常常含有沥青质。通常将沥青质定义为在非极性溶剂中不可溶的一类可溶多分散性、高分子量烃。它们可溶于表面张力高于25达因/cm的液体，如吡啶、二硫化碳、四氯化碳和苯；不溶于表面张力较低的非极性液体，如低沸点石脑油、石油醚、液化石油气(例如甲烷、乙烷、丙烷)、戊烷、异戊烷、己烷等。关于沥青质的进一步信息可以在Speight,The Chemistry and Technology ofPetroleum，第2版，New York:Marcel Dekker,Inc.，第96-97和404-451页中找到，其据此通过引用并入本文。

据信沥青质颗粒呈受原油的其他组分稳定的胶体分散体的形式存在。这些天然存在的分散体可通过油生产和加工中涉及的各种机械、热和化学条件而去稳定化。掺混不相容的原油也可导致沥青质去稳定化。这种去稳定化可导致沥青质聚集、沉淀，并最终导致焦油残渣在加工设备上沉积。其他高分子量烃类污垢包括重油、焦油、多核芳烃和焦炭；由聚合苯乙烯、丁二烯、环戊二烯等石油加工的乙烯基副产物形成的聚合物；密度小于水的脂族和芳族烃，通常称为轻油；氧化烃；和由较大分子(如上面列出污垢之一)降解产生的热分解产物，其是单独的或与石油混合物中存在的一种或多种其他化合物组合。所有这些污垢都是烃加工工厂的操作人员所关注的。

沥青质和相关污垢是石油加工中公认的问题，并且已知在各种类型的设备中当这些化合物与其内表面接触时会引起与结垢有关的问题。除非溶解和/或有效地分散，否则沥青质和其他污垢可在加工设备或储存容器内的任何一个或多个接触表面上积聚和沉淀，导致结垢。结垢在一系列石油加工操作中引起很多问题。

在前述问题的一个说明性实例中，在热解过程(如乙烯生产过程)中使用的稀释蒸汽系统常常由于多核芳族化合物(PNA)和相关污垢而经历结垢。如果不加以检查，这些污垢可沉积在稀释蒸汽系统的内表面上，降低系统内的流动或甚至堵塞流动管线和路径；干扰用于监测工艺流程的内部测量设备，如热电偶等；并降低了加工途径的效率。定期清洁以从稀释蒸汽系统的内表面去除污垢是热解装置停机的主要原因。

另一个说明性实例是加氢处理期间的结垢。加氢处理是催化加氢过程，其导致含氮和硫的污染物转化为硫化氢和氨。它还用于将芳族化合物和烯烃转化为饱和物。加氢处理期间加工反应性烃流导致在烯烃化合物的各种热和氧化聚合条件下形成合成污垢。在此类工艺中形成或合成的污垢粘附到加工设备表面，如预热交换器，导致经过热交换器管的单位吞吐量减小和压力降低。

如上所述积聚并沉淀到此类石油加工表面上的污垢-以及许多其他实例-众所周知难以除去。因此，一直需要新的方法和组合物以有效地将沥青质和相关的天然和合成污垢分散在石油加工系统中，以防止因清洁而中断，保护下游设备，并提高石油加工的总效率。