[发明专利]一种多功能油溶性镁盐钒蚀抑制剂

说明书

本发明属于精细化工范畴，涉及一种多功能油溶性镁盐钒蚀抑制剂。它不但具有抑制钒对燃气轮机叶片腐蚀的作用，而且具有清净作用和酸中和作用，使燃烧后所留灰分更易除去，并能抑制燃烧时硫、氮等元素引起的酸性腐蚀。

目前，在中国用石油作燃料的火力发电厂占有相当大的比例。在这些厂中，一些厂采用重油(或原油、渣油)作燃料。这些油不可避免地含有相当量的碱土金属和硫、氮元素，也含有一定的重金属，尤其是钒元素。多数燃油中钒含量可达50～200ppm，占燃烧后所留总灰分的50％；而硫含量甚至高达3％；氮含量也可达1％。重油(或原油、渣油)燃烧过程中，钒生成低熔点的五氧化二钒(熔点670℃)，并同燃料中所含钠形成熔点更低的钒、钠化合物。在650℃以上高温下，它们对燃气轮机叶片有强烈的腐蚀作用，这就是钒蚀。同时，钒蚀后又产生灰分，附着在叶片上难以除去。并且，硫、氮元素燃烧后所引起的酸性物质也强烈腐蚀燃机叶片。降低钒的腐蚀，一般采用添加抑制剂的方法；对于灰分的处理则采用定期检修和清洗设备；对于硫、氮元素腐蚀，目前还无很好的防腐蚀方法。

发展到现在，只有包括以下几种单一镁化合物钒蚀抑制剂：1、胶状悬浮体，其中有超精细镁粉(如：O.F.Dacbeler,ASME PaperNo.63WA-352,November 1963)、镁氧化物混和Al氧化物(如：G.K.Lee.Fuel SOC.J.Univ.of Shffield 20.8-17 1969)；2、水溶性镁盐，如：氯化镁溶液、硫酸镁溶液；3、油溶性镁盐，例如磺酸镁，可直接加入燃油中达到一定效果。但胶状悬浮体由于分散性差已基本不用，而水溶性镁盐使用时所造成的设备稳定性问题也难以解决，所以绝大部分电厂使用的是油溶性镁盐抑制剂，但其燃烧后所留灰分清洗比较麻烦，并且对硫、氮所引起的腐蚀无法抑制。

本发明的目的是制备一种多功能油溶性镁盐钒蚀抑制剂，它不但能明显地抑制燃气轮机叶片的钒腐蚀，同对还具有清净作用和酸中和作用。

其抑钒机理是油溶性镁盐燃烧生成氧化镁与燃油中的钒形成高熔点钒酸盐，从而提高了含钒灰分的熔点，抑制其严重的腐蚀性，方程式如下：

    (熔点724℃)

    (熔点1074℃)

    (熔点1159℃)

如此，便能有效地对钒蚀进行抑制。

其清净作用机理是因为本发明产品之中含有大量的表面活性物质，能将已经生成的胶质和碳灰等固体小颗粒加以吸附而分散在油中，防止它们之间凝聚起来形成大颗粒。而其中的磺酸盐，可形成两类屏障，对0-20nm直径的粒子，它将形成延迟凝聚的吸附膜，而对500-1000nm粒子，它将导致离子表面获得同类电荷，它们相互排斥而分散在油中，一般称这种现象为双电子效应。所以在燃烧之后所产生的灰分，由于颗粒细小，结构特别疏松，十分容易从叶片上清理下来，甚至轻易就被气流带走。

酸中和原理，是因为本发明所制备的多功能镁盐钒蚀抑制剂具有高碱性，可以中和燃料油氧化生成的含氧酸，阻止它们的进一步氧化缩合，从而减少漆膜的生成；同时也可以中和燃烧后生成的氧化硫，阻止它磺化燃料油；还可以中和燃烧后产生的硝酸等，阻止它们对油中烃类进一步作用。由于中和了这些无机酸和有机酸，防上了对燃气轮机叶片的腐蚀。

制备方法：把几种原料按重量比含表面活性剂1％-20％、有机酸5％-40％、镁无机化合物10％-40％、溶剂油20％-60％投入反应器中，混合均匀，加热，保持升温速率在0.5-7℃/分，加热至150℃-500℃，蒸出约40％-50％(蒸出油占总溶剂油的重量百分比)的溶剂油，保温2-4小时，粗滤，精滤，得到产品。

实施例：

下面说明整个工艺过程：

1、精制高活性MgO19％、丁酸8％、溶剂油(150SN润滑油基础油)50％、甲醇(促进剂)15％、乙醇胺(助促进剂)3％充分混合，在加入烷基磺酸5％，用泵回流，至完全均匀、稳定。