CN101348410A - 一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂及其使用方法 - Google Patents

一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂及其使用方法。由醇胺类化合物、酰肼类化合物和烷基胺类化合物组成。本发明黄油抑制剂不仅克服了现有抑制剂生产成本高、毒性大、抑制效果不稳定等缺点,还有效地控制了碱洗塔中黄油的产量,降低了废碱液的排放量和新鲜碱液的消耗量,减轻了废碱液的处理压力和黄油带来的环境污染。

Description

一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂及其使用方法
技术领域:
本发明涉及一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂及其使用方法。
背景技术:
乙烯装置碱洗塔是乙烯生产过程中必不可少的关键设备。在裂解气进入碱洗塔前含有较多的酸性物质,如CO2、H2S等。这些酸性物质如果不清除,就会在乙烯聚合过程中造成催化剂中毒并污染乙烯。因此必须将裂解气进行碱洗。乙烯生产装置一般设有胺洗和碱洗系统,为了节省碱的消耗及减少废碱液排出量,先通过胺将H2S及CO2等酸性气体降至30ppm左右,再经过碱洗将剩余的酸性气体洗清至后续工段所要求的含量。工业生产实践表明,裂解气在碱洗过程中会产生液态聚合物,与空气接触后易形成黄色粘稠态,通常被称为黄油,并影响碱洗塔的正常运行和碱洗效果及消耗大量的碱液,同时大量黄油易聚合结垢堵塞塔内分布器及填料,造成堵塔现象,使碱洗塔的运行周期缩短。另外含大量黄油的废碱外排,不仅浪费碱液还给下游处理设施的操作带来困难并产生严重的环境污染。
碱洗过程中产生的大量黄油一直是困绕石化企业的难题,目前已开发出多种技术来抑制黄油的生成,但只有添加黄油抑制剂才是最行之有效的方法。因为添加黄油抑制剂不用改装设备,使用方便,且黄油抑制剂可以有效抑制碱洗塔中的聚合反应,所以使用黄油抑制剂是今后抑制碱洗塔中黄油生成的主要发展趋势。
专利US4673489提出了一种使用羟胺类化合物和硫酸盐来控制碱洗塔中的醛缩合和酮缩合反应,从而抑制黄油生成的方法,但是此种方法的使用效果不明显,无法真正抑制碱洗塔中黄油的产生。专利US4952301中提出了一种使用乙二胺类化合物和水溶性的盐一起来抑制碱洗塔中黄油的生成。但乙二胺不仅抑制效果一般,而且其本身具有较高的毒性,容易发生爆炸,使用非常不安全并会污染环境,因此目前装置上未见此类物质的使用。专利US5160425提出了一种使用名为卡巴肼的物质来抑制碱洗塔中黄油的产生,虽然这种物质毒性小、价格低廉、使用安全,但其组分单一,只能延缓碱洗塔中醛酮缩合反应,并不能从根本上抑制住这些反应,因此目前这种物质也未见在装置上使用的报道。专利US6372121提出使用α-氨基酸盐和酯的氨基酸类化合物作为碱洗塔中的黄油抑制剂,该种物质为水溶性,可有效抑制水相中缩醛和缩酮反应,但是对于油相中的该类反应却无法起到效果。
国内尚无黄油抑制剂相关专利的报道。有文献(见《乙烯工业》2001,13(4):51-53.)曾报道过国产黄油抑制剂HK-1312的工业试用情况,但文献(见《光谱实验室》2003,20(2):287-290)报道此种黄油抑制剂的效果并不明显,不能从根本上抑制碱洗塔中黄油的生成。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂及其使用方法。采用醇胺类化合物、酰肼类化合物和烷基胺类化合物进行组配制备乙烯装置碱洗塔用黄油抑制剂。该黄油抑制剂可以同时抑制碱洗塔中油相和水相中的缩醛和缩酮的反应,并能具有抗氧作用,捕捉物料中的过氧自由基,从而全方位的抑制黄油产生的各种因素,从根本上抑制黄油的生成,消除因大量黄油造成的装置堵塞现象,延长装置的运行时间,减少废碱液的排放量以及新鲜碱的补充量,减少因大量含黄油的废碱液对环境的污染。另外该黄油抑制剂无毒,对环境无任何污染,且对下游产品没有任何影响,使用安全环保。
发明要点:
乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂的有效成分包括A组分、B组分和C组分,A组分为醇胺类化合物,选自二甘醇胺、异丙醇胺或N,N-二乙基乙醇胺;B组分为酰肼类化合物,选自碳酰肼、N,N′-二甲酰肼或N-甲基二甲酰肼;C组分为烷基胺类化合物,选自N,N′-二苯基乙二胺或N,N′-2-β萘基对苯二胺。
A、B、C组分优选为A组分为异丙醇胺,B组分为碳酰肼,C组分为N,N′-2-β萘基对苯二胺。
其中A组分、B组分、C组分的质量比为:1~8∶1~8∶1~8;优选为:5~6∶3~4∶1~3。
本发明还提供了一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂的使用方法,将上述黄油抑制剂在碱洗塔的强、弱碱循环线上在线连续注入,以裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总含量为基准,添加的质量浓度为10~500ppm,最好为30~150ppm。
本发明是在对乙烯装置碱洗塔产生黄油的原理研究基础上得到的。一般认为,碱洗系统黄油生成具有两个原因:一是裂解气在碱洗过程中冷凝或溶解在碱液中的双烯烃或其他不饱和烃在痕量氧气、金属离子的作用下,形成自由基,为交联聚合物的形成提供引发条件。另一个原因是裂解气中的醛或酮在碱的作用下,易引起Aldol缩合反应,即两分子α位碳原子上有活泼氢原子的醛或酮在NaOH作用下,加成反应生成β-羟基醛,然后进一步加成至一定分子量的聚合物。碱洗塔中物料存在气相、水相和油相三种相态,本发明中含有的醇胺类化合物和烷基胺类化合物可以分别抑制水相和油相中的Aldol缩合反应,另一方面本发明中的酰肼类化合物可以有效抑制因为痕量氧的存在而引起的二烯烃的聚合交联反应。所以,本发明可以从根本上抑制黄油的产生。
本发明的黄油抑制剂因其物性特点可以均匀分散在碱洗塔的物料当中,使黄油的抑制效果达到最佳。多组分的配方体系可有效控制生成黄油的各种聚合反应,有效抑制碱洗塔中黄油的生成,延长碱洗塔的运行周期,减少废碱液的排放和新鲜碱液的消耗,降低因黄油排放造成的环境污染。本发明的黄油抑制剂不含有毒组分,对环境和下游产品没有污染,且使用简便,不需要对现有的设备进行改造。因此本发明可以为乙烯装置带来显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式:
实施例1~18为黄油抑制剂各组份、配比及制备实例,实施例19~36为结焦抑制剂使用方法的实例。
在不断搅拌下,以质量记,加入表1、表2和表3所给出的各化合物组分,使其混和均匀,即制得本发明的乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂。
表1:实施例1~6结焦抑制剂组分及配比(表中数据均为质量份数)
Figure A20081011991100061
表2:实施例7~12结焦抑制剂组分及配比(表中数据均为质量份数)
Figure A20081011991100062
表3:实施例13~18结焦抑制剂组分及配比(表中数据均为质量份数)
Figure A20081011991100063
实施例19
将例1之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为500ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为12459mg/L。
实施例20
将例2之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为450ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为13001mg/L。
实施例21
将例3之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为400ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为13577mg/L。
实施例22
将例4之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为350ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为14153mg/L。
实施例23
将例5之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为300ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为14613mg/L。
实施例24
将例6之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为250ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为15079。
实施例25
将例7之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为200ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为15572mg/L。
实施例26
将例8之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为150ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为15993mg/L。
实施例27
将例9之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为125ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为16207mg/L。
实施例28
将例10之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为100ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为16539mg/L。
实施例29
将例11之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为80ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为17036mg/L。
实施例30
将例12之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为70ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为17592mg/L。
实施例31
将例13之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为60ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为18163mg/L。
实施例32
将例14之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为50ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为18772mg/L。
实施例33
将例15之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为40ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为19276mg/L。
实施例34
将例16之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为30ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为19775mg/L。
实施例35
将例17之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为20ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为20431mg/L。
实施例36
将例18之碱洗塔黄油抑制剂应用于乙烯装置碱洗塔模拟装置,其中裂解原料为石脑油,裂解气中乙烯、丙烯和丁二烯总收率为51.4%,模拟碱洗塔弱碱段碱液(NaOH溶液)浓度为2%,强碱段碱液(NaOH溶液)浓度为5%,使用电磁泵将黄油抑制剂在强、弱碱循环线中连续注入,注入浓度为10ppm,装置运行24h后采用GB8978-1996的测试方法测试弱碱段碱液的COD值为22743mg/L。

Claims (7)

1.一种乙烯装置碱洗塔黄油抑制剂,由A组份、B组份和C组份组成,其特征是:A组份、B组份、C组份的质量比为1~8∶1~8∶1~8;
其中:A组份为醇胺类化合物;B组分为酰肼类化合物;C组分为烷基胺类化合物。
2.根据权利要求1的黄油抑制剂,其特征是:A组份、B组份、C组份的质量比为5~6∶3~4∶1~3。
3.根据权利要求1或2的黄油抑制剂,其特征是:A组分为二甘醇胺、异丙醇胺或N,N-二乙基乙醇胺,B组分为碳酰肼、N,N′-二甲酰肼或N-甲基二甲酰肼,C组分为N,N′-二苯基乙二胺或N,N′-2-β萘基对苯二胺。
4.根据权利要求1或2的黄油抑制剂,其特征是:A组分为异丙醇胺,B组分为碳酰肼,C组分为N,N′-2-β萘基对苯二胺。
5.一种权利要求1至4的任何一种黄油抑制剂的使用方法,将黄油抑制剂在线连续注入,以乙烯、丙烯和丁二烯总含量为基准,注入后的浓度为10~500ppm。
6.根据权利要求5的使用方法,其特征是:黄油抑制剂注入后的浓度为30~150ppm。
7.根据权利要求5的使用方法,其特征是:黄油抑制剂在乙烯装置碱洗塔强、弱碱循环线处注入。
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