CN109722673A

CN109722673A - 清洗剂、清洗剂组合物及其应用和处理存在泄漏油品的循环水系统的方法

Info

Publication number: CN109722673A
Application number: CN201711046824.2A
Authority: CN
Inventors: 傅晓萍; 侯研博; 李本高
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2037-10-31
Also published as: CN109722673B

Abstract

本发明涉及循环水处理领域，公开了一种清洗剂、清洗剂组合物及其应用和处理存在泄漏油品的循环水系统的方法，该清洗剂含有烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱。本发明的清洗剂为一种清洗效果好、用药量少、操作简便的适用于循环水系统泄漏油品情况的清洗剂，能够解决泄漏油品造成的黏泥、腐蚀和结垢问题，既具有剥离附着在金属表面的油品的效果，又具有剥离附着在金属表面的油泥的作用。

Description

清洗剂、清洗剂组合物及其应用和处理存在泄漏油品的循环水系统的方法

技术领域

本发明涉及循环水处理领域，具体涉及一种清洗剂、清洗剂组合物及其应用和处理存在泄漏油品的循环水系统的方法。

背景技术

水资源短缺是制约炼化企业可持续发展的重要因素，节水减排已成为炼化企业解决发展瓶颈的重要工作，其中，循环水系统是企业实现节水减排的重要装置，提高循环水浓缩倍数、污水回用循环水系统是企业常用的节水措施。随着加工原油劣质化和循环水水质的恶化，物料泄漏到循环水系统成为常态。其中，炼化装置的泄漏物料以油品居多。油品泄漏在循环水中引起的危害体现在：一是泄漏油品为细菌生长提供营养，使细菌大量生长，生长的细菌和循环水中的悬浮物和物料形成生物粘泥，沉积在换热设备中，影响换热效果，引起腐蚀；二是泄漏油品有些可直接和杀生剂反应影响杀菌剂的效果，从而使细菌大量生长；三是有些油品物料，如重油，易粘附于管壁、冷却塔或换热设备上，影响传热和冷却。可见油品泄漏对循环水长周期运行造成很大危害。目前解决泄漏油品的问题多采用大量的水进行置换、降低浓缩倍数运行、同时投加剥离清洗剂降低油品泄漏给循环水系统以及换热器表面带来的各种不利影响。低浓缩倍数运行会浪费大量新鲜水，循环水系统中残留的油类物质，同样能给循环水系统以及换热器表面带来不利影响，循环水系统处理效果得不到保障。

现场采用的剥离清洗剂，文献《炼油厂水冷器泄漏检测与循环水清洗》,石油化工腐蚀与防护，2004，21(5)：42～43,47-48采用的是日常采用的非氧化性杀生剂-季铵盐表面活性剂1227，实际使用过程中仅对生物黏泥起到良好的剥离效果，但是对于附着在金属表面的油品和油泥效果不佳；文献《诺维信生物清洗剂ABR IC在炼油厂的应用研究》，清洗世界，2011，26(11)，提到的生物清洗剂，实际使用浓度较高，更适用于小体积容器的清洗，对于循环水这样水量巨大的系统，用量大，价格高。CN104629927A和CN104629958A均提到采用D-柠檬烯、聚乙二醇等可用于泄漏油品清洗，其中D-柠檬烯的成本非常高，用于循环水这样的大系统价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术在处理有泄漏油品的循环水系统时采用现用非氧化性杀生剂清洗效果较差、采用生物清洗剂和某些产品处理成本较高的缺点，提供一种清洗效果好、用药量少、操作简便的适用于循环水系统泄漏油品情况的清洗剂，从而解决泄漏油品造成的黏泥、腐蚀和结垢问题，同时可将附着在金属表面的油泥剥离。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种清洗剂，该清洗剂含有烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱。

本发明第二方面提供了一种清洗剂组合物，该清洗剂组合物含有清洗剂和水，所述清洗剂为本发明所述的清洗剂。

本发明第三方面提供了本发明所述的清洗剂和/或本发明所述的清洗剂组合物在处理存在泄漏油品的循环水系统中的应用。

本发明第四方面提供了一种处理存在泄漏油品的循环水系统的方法，该方法包括：将本发明所述的清洗剂组合物加入存在泄漏油品的循环水系统中循环1-72小时后排污，并补以新鲜水直至该循环水系统的浊度值恢复至该循环水系统的正常运行范围。

本发明的清洗剂为一种清洗效果好、用药量少、操作简便的适用于循环水系统泄漏油品情况的清洗剂，能够解决泄漏油品造成的黏泥、腐蚀和结垢问题，既具有剥离附着在金属表面的油品的效果，又具有剥离附着在金属表面的油泥的作用。具体地，本发明的发明人在研究中发现，一方面，本发明的清洗剂通过增溶作用于循环水系统换热器表面的泄漏油品，从而解决换热器表面油品的附着而带来的腐蚀和传热不利等问题；另一方面，清洗剂通过渗透作用以疏松换热器表面的油泥并导致其剥离，使其被水流带走，解决油泥给循环水系统带来的腐蚀结垢以及微生物滋生等问题。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

第一方面，本发明提供了一种清洗剂，该清洗剂含有烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱。

本发明的清洗剂中，为了提高清洗剂的剥离清洗效果，优选情况下，烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱的重量比为(0.5-3)：1：(0.1-3)，优选为(1-3)：1：(0.15-1.5)，进一步优选为(1.2-2.5)：1：(0.35-1)。

优选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚的结构式如式(1)所示：

其中，R为C6-C15的烷基，优选为C8-C12的烷基，m为3-30的整数。其中，前述C6-C15的烷基和C8-C12的烷基为直链或支链的烷基。

为了提高清洗剂的剥离清洗效果，进一步优选地，R为C8、C9或C12的烷基，优选为正辛基、正壬基或正十二烷基。

为了提高清洗剂的剥离清洗效果，进一步优选地，m为9-12的整数。

优选地，所述长链脂肪酸聚氧乙烯醚的分子式为R₁COO(CH₂CH₂O)_nCH₃，其中，R₁为C8-C15的烷基，优选为C8-C12的烷基；n为3-30的整数。

为了提高清洗剂的剥离清洗效果，进一步优选地，R₁为C8、C9或C12的烷基，优选为正辛基、正壬基或正十二烷基。

为了提高清洗剂的剥离清洗效果，进一步优选地，n为9-12的整数。

其中，本领域技术人员应该理解的是，甜菜碱为两性表面活性剂，且烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱均可通过商购获得。

第二方面，本发明提供了一种清洗剂组合物，该清洗剂组合物含有清洗剂和水，其中，所述清洗剂为本发明所述的清洗剂。

优选地，以该清洗剂组合物的重量为基准，所述清洗剂的浓度为25-75重量％，进一步优选为30-55重量％。本领域技术人员应该理解的是，清洗剂的浓度可以根据泄漏油品的含量和剥离难易程度进行选择和调整。

如上所述，清洗剂组合物为水溶液的形式，且该水溶液中所述烷基酚聚氧乙烯醚、所述长链脂肪酸聚氧乙烯醚和所述甜菜碱的总浓度为25-75重量％，优选为30-55重量％。

第三方面，本发明提供了本发明所述的清洗剂和/或所述的清洗剂组合物在处理存在泄漏油品的循环水系统中的应用。

第四方面，本发明提供了一种处理存在泄漏油品的循环水系统的方法，该方法包括：将本发明所述的清洗剂组合物加入存在泄漏油品的循环水系统中循环1-72小时后排污，并补以新鲜水直至该循环水系统的浊度值恢复至该循环水系统的正常运行范围。

其中，对于不同的循环水系统有各自相应的正常运行范围，此为本领域技术人员所熟知，例如，炼油装置的循环水系统的正常运行范围的浊度值不高于25NTU，化工、乙烯、化肥和发电等生产装置的循环水系统的正常运行范围的浊度值不高于15NTU。

优选地，将清洗剂组合物加入存在泄漏油品的循环水系统中循环12-48小时后排污。本领域技术人员应该理解的是，循环的具体时间可以根据泄漏油品的含量和剥离难易程度进行选择和调整。

优选地，以1L存在泄漏油品的循环水计，所述清洗剂组合物的用量为80-800mg，进一步优选为120-500mg。本领域技术人员应该理解的是，清洗剂组合物的用量可以根据泄漏油品的含量和剥离难易程度进行选择和调整。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但并不用于限制本发明。

以下实施例和对比例中，如无特别说明，所用的方法均为本领域的常规方法，所用的材料均可商购获得。

以下实施例和对比例均采用动态模拟循环水系统，试验材质为不锈钢，浊度分析参照《锅炉用水和冷却水水质分析方法国家标准》GB/T12151-1989分光光度法。

循环水系统工况：

保有水量40L，循环水量180L/h，温差10℃，浓缩倍数4-5，排污水量0.6L/h。为模拟油品泄漏情况，向该系统中预先倒入0.5L原油，运行时的水质为：pH8.5-9.0，钙硬度800-900mg/L，总碱度200-300mg/L，总磷6-7mg/L，COD180-250mg/L，浊度40NTU；同时在监测挂片器内挂有预先附着蜡油的不锈钢试片，置于循环水系统塔池内流速为0.8-1.0m/s的位置，监测清洗效果。

按照失重法计算清洗率，其中，

清洗率＝(W_{附着油的不锈钢试片}-W_{清洗后不锈钢试片})/W_{附着油的不锈钢试片}×100％。

浊度采用GB/T12151-1989方法进行测定。

实施例1

配制清洗剂组合物，其中，该清洗剂组合物含有20重量％的壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)、10重量％的长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)、5重量％的甜菜碱和65重量％的去离子水。

将上述配制的清洗剂组合物以400mg/L的用量加入循环水系统中，循环至36h后排污，并补充新鲜水置换直至该循环水系统的浊度值为25NTU。测试该清洗剂组合物清洗循环水系统中的油品前后的浊度。清洗结束时，取出监测不锈钢试片，用去离子水轻轻冲洗，室温冷风吹干后称重。结果见表1。

实施例2

配制清洗剂组合物，其中，该清洗剂组合物含有12重量％的辛基酚聚氧乙烯醚(m＝10)、10重量％的长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正辛基，n＝10)、10重量％的甜菜碱和68重量％的去离子水。

将上述配制的清洗剂组合物以500mg/L的用量加入循环水系统中，循环至36h后排污，并补充新鲜水置换直至该循环水系统的浊度值为25NTU。测试该清洗剂组合物清洗循环水系统中的油品前后的浊度。清洗结束时，取出监测不锈钢试片，用去离子水轻轻冲洗，室温冷风吹干后称重。结果见表1。

实施例3

配制清洗剂组合物，其中，该清洗剂组合物含有35重量％的十二烷基酚聚氧乙烯醚(m＝12)、14重量％的长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正十二烷基，n＝12)、5重量％的甜菜碱和46重量％的去离子水。

将上述配制的清洗剂组合物以120mg/L的用量加入循环水系统中，循环至48h后排污，并补充新鲜水置换直至该循环水系统的浊度值为25NTU。测试该清洗剂组合物清洗循环水系统中的油品前后的浊度。清洗结束时，取出监测不锈钢试片，用去离子水轻轻冲洗，室温冷风吹干后称重。结果见表1。

实施例4

按照实施例1的方法，不同的是，该清洗剂组合物含有16.2重量％的壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)、16.2重量％的长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)、2.6重量％的甜菜碱和65重量％的去离子水。结果见表1。

实施例5

按照实施例1的方法，不同的是，该清洗剂组合物含有19.1重量％的壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)、6.4重量％的长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)、9.5重量％的甜菜碱和65重量％的去离子水。结果见表1。

实施例6

按照实施例1的方法，不同的是，该清洗剂组合物含有4.4重量％的壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)、8.8重量％的长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)、21.8重量％的甜菜碱和65重量％的去离子水。结果见表1。

实施例7

按照实施例1的方法，不同的是，用己基酚聚氧乙烯醚(m＝9)代替壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)。结果见表1。

实施例8

按照实施例1的方法，不同的是，用壬基酚聚氧乙烯醚(m＝3)代替壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)。结果见表1。

实施例9

按照实施例1的方法，不同的是，用壬基酚聚氧乙烯醚(m＝30)代替壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)。结果见表1。

实施例10

按照实施例1的方法，不同的是，用长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正十五烷基，n＝9)代替长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)。结果见表1。

实施例11

按照实施例1的方法，不同的是，用长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝3)代替长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)。结果见表1。

实施例12

按照实施例1的方法，不同的是，用长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝30)代替长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)。结果见表1。

对比例1

按照实施例1的方法，不同的是，清洗剂组合物含有20重量％的壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)、10重量％的长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)和70重量％的去离子水。结果见表1。

对比例2

按照实施例1的方法，不同的是，清洗剂组合物含有20重量％的壬基酚聚氧乙烯醚(m＝9)、5重量％的甜菜碱和75重量％的去离子水。结果见表1。

对比例3

按照实施例1的方法，不同的是，清洗剂组合物含有10重量％的长链脂肪酸聚氧乙烯醚(R₁为正壬基，n＝9)、5重量％的甜菜碱和85重量％的去离子水。结果见表1。

对比例4

按照实施例1的方法，不同的是，在循环水系统中加入1000mg/L的十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)。结果见表1。

表1

从表1的数据可以看出，将本发明的清洗剂应用于存在油品泄漏的循环水系统中，浊度值增加且具有高的清洗率，表明采用本发明的清洗剂对循环水系统中的油品清洗效果明显。而且，将本发明的清洗剂应用于存在油品泄漏的循环水系统中，其油品清洗性能明显优于对比例1-3中的清洗剂(缺少某种组分)和对比例4中使用的清洗剂1227。进一步地，实施例1-12制备的清洗剂组合物的最高浓度为500mg/L，而对比例4中的清洗剂1227的浓度为1000mg/L，即对比例4中使用的清洗剂1227的量明显大于实施例1-12中清洗剂的量，这种情况下，采用本发明的清洗剂应用于存在油品泄漏的循环水系统中，浊度值仍然明显较高，表明本发明的清洗剂对循环水系统中的油品和油泥的剥离清洗效果优异。

进一步地，将表1中实施例1与实施例4-6的结果比较可知，当烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱的重量比为1-3：1：0.15-1.5时，能够进一步提高清洗剂的剥离清洗效果，而当烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱的重量比为1.2-2.5：1：0.35-1时，能够更进一步提高清洗剂的剥离清洗效果。

进一步地，将表1中实施例1与实施例7的结果比较可知，烷基酚聚氧乙烯醚中，R为C8-C12的烷基时，能够更进一步提高清洗剂的剥离清洗效果。

进一步地，将表1中实施例1与实施例8-9的结果比较可知，烷基酚聚氧乙烯醚中，m为9-12的整数时，能够更进一步提高清洗剂的剥离清洗效果。

进一步地，将表1中实施例1与实施例10的结果比较可知，长链脂肪酸聚氧乙烯醚中，R₁为C8-C12的烷基时，能够更进一步提高清洗剂的剥离清洗效果。

进一步地，将表1中实施例1与实施例11-12的结果比较可知，长链脂肪酸聚氧乙烯醚中，n为9-12的整数时，能够更进一步提高清洗剂的剥离清洗效果。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种清洗剂，其特征在于，该清洗剂含有烷基酚聚氧乙烯醚、长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱。

2.根据权利要求1所述的清洗剂，其中，所述烷基酚聚氧乙烯醚、所述长链脂肪酸聚氧乙烯醚和甜菜碱的重量比为0.5-3：1：0.1-3，优选为1-3：1：0.15-1.5，更优选为1.2-2.5：1：0.35-1。

3.根据权利要求1或2所述的清洗剂，其中，所述烷基酚聚氧乙烯醚的结构式如式(1)所示：

其中，R为C6-C15的烷基，优选为C8-C12的烷基；m为3-30的整数，优选为9-12的整数。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的清洗剂，其中，所述长链脂肪酸聚氧乙烯醚的分子式为R₁COO(CH₂CH₂O)_nCH₃，其中，R₁为C8-C15的烷基，优选为C8-C12的烷基；n为3-30的整数，优选为9-12的整数。

5.一种清洗剂组合物，其特征在于，该清洗剂组合物含有清洗剂和水，其中，所述清洗剂为权利要求1-4中任意一项所述的清洗剂。

6.根据权利要求5所述的清洗剂组合物，其中，以该清洗剂组合物的重量为基准，所述清洗剂的浓度为25-75重量％，优选为30-55重量％。

7.权利要求1-4中任意一项所述的清洗剂和/或权利要求5或6所述的清洗剂组合物在处理存在泄漏油品的循环水系统中的应用。

8.一种处理存在泄漏油品的循环水系统的方法，其特征在于，该方法包括：将权利要求5或6所述的清洗剂组合物加入存在泄漏油品的循环水系统中循环1-72小时后排污，并补以新鲜水直至该循环水系统的浊度值恢复至该循环水系统的正常运行范围。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，将清洗剂组合物加入存在泄漏油品的循环水系统中循环12-48小时后排污。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，以1L存在泄漏油品的循环水计，所述清洗剂组合物的用量为80-800mg，优选为120-500mg。