CN101700991B

CN101700991B - 一种苯乙烯装置尾气压缩机高效阻垢剂及其使用方法

Info

Publication number: CN101700991B
Application number: CN2009102375913A
Authority: CN
Inventors: 刘宽胜; 张丽欣; 裴浩; 侯金顺; 何宏晓; 刘志清; 曹阳; 文源; 陈洁
Original assignee: BEIJING SBL SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING SBL SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-11-19
Also published as: CN101700991A

Abstract

本发明涉及一种苯乙烯装置尾气压缩机高效阻垢剂及其使用方法。由羟胺类化合物、醇胺类化合物和酚类化合物组成。本发明克服了使用乙苯物理喷淋方法不能有效抑制尾气压缩机内聚合物污垢的生成的缺点，能够彻底阻止和抑制苯乙烯尾气压缩机内苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯等活泼烯烃发生自由基聚合反应，而且具有抑制金属催化生焦和清净分散的功能。本发明安全环保、节能降耗、使用简便，对下游工艺无任何影响，可有效提升苯乙烯尾气压缩机的运行周期和生产负荷，降低苯乙烯装置的能耗和物耗，提高整个苯乙烯装置经济和社会效益。

Description

一种苯乙烯装置尾气压缩机高效阻垢剂及其使用方法

技术领域：

本发明涉及一种苯乙烯装置尾气压缩机高效阻垢剂及其使用方法。

背景技术：

苯乙烯是重要的有机化工原料，国际上大多采用乙苯脱氢工艺制备苯乙烯。苯乙烯是一种非常活泼的化合物，在生产过程中非常容易因自身发生聚合而导致管线及设备的堵塞，尤其以苯乙烯尾气压缩机最为严重。苯乙烯尾气压缩机是苯乙烯装置乙苯脱氢单元中最为重要的关键设备之一，其主要作用是一方面将乙苯脱氢后的不凝液进行压缩，从而分离回收尾气中的苯乙烯，提高目标产物的收率，另一方面尾气压缩机为乙苯脱氢反应器提供负压，使乙苯脱氢反应向生成苯乙烯的方面进行，从而保证苯乙烯装置的生产负荷以及装置的长周期稳定运行。所以苯乙烯尾气压缩机的平稳运行非常重要，但因尾气压缩机在运转过程中操作温度较高，水、氧等易导致尾气中苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯等烯烃类发生聚合的杂质含量较多，非常容易因这些易聚合活泼烯烃的自聚在压缩机叶片等部位产生大量焦垢，从而严重影响压缩机的平稳运行以及压缩能力，因此苯乙烯聚合物堵塞成为了困扰苯乙烯装置尾气压缩机高负荷长周期运行的瓶颈。

尾气中的苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯等活泼烯烃的自聚是通过自由基连锁反应历程进行的。除引发剂外，热、光、辐射都能引发聚合。此外，金属离子、微量氧和水也都能诱发聚合反应。温度是引发聚合的重要因素，聚合速率与温度有密切关系，温度每上升10℃，聚合速率提高约一个数量级。如果温度急剧升高，既使在含氧量很低的情况下，也会增加结垢量和结垢物的不溶解性。

为了消除苯乙烯类聚合物对尾气压缩机的影响，常采用乙苯喷淋冲洗的方法来清除聚合物焦垢，但此种方法属于物理清洁，不能从根本上减缓苯乙烯类烯烃的聚合结垢，而且一旦因原料、催化剂等因素导致生产负荷发生变化时，乙苯喷淋的效果就会受到很大影响，导致大量聚合物在压缩机内部生成，造成尾气压缩机能力下降，严重影响整套苯乙烯装置生产负荷及稳定运行。

在尾气压缩机中注入具有高效阻聚防垢效果的阻垢剂可有效解决压缩机内生成焦垢的问题。采用注入高效阻垢剂的方法无需对现有设备进行大规模改造，而且可根据压缩机的运行情况和装置负荷灵活调整用量，从而使压缩机保持在最佳运行状态下。

目前国内外尚无苯乙烯装置尾气压缩机阻垢剂相关专利的报道。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种阻垢效果好、成本低、粘度小的复合阻垢剂及其使用方法。能够全面抑制尾气压缩机内聚合物的生成，从而保证尾气压缩机的运行时间和效率，同时对下游工艺没有任何影响，使用安全环保，降低苯乙烯的能耗和物耗，使苯乙烯装置能够获得更好的经济效益。

发明要点：

苯乙烯装置尾气压缩机阻垢剂的有效成分包括A组分、B组分和C组分，A组分为羟胺类化合物，选自N-甲基-N(2-羟乙基)-1，3-丙二胺、亚丙基羟胺或N，2-二羟基-N-(2-羟基丙烷)丙胺；B组分为醇胺类化合物，选自N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二正丙基乙醇胺或N，N-二甲基氨乙基乙二醇；C组分为酚类化合物，选自2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，6-二叔丁基苯酚或2，6-二叔丁基-4-正丁基苯酚。

A、B、C组分优选为A组分为2-二羟基-N-(2-羟基丙烷)丙胺，B组分为N，N-二甲基乙醇胺，C组分为2，6-二叔丁基-4-正丁基苯酚。

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3～4∶1～3∶5～6。

所说的有机溶剂为C₅～C₁₀的烃类，其用量没有严格要求，但以使阻垢剂的运动粘度在40℃时保持为1～5的范围为好。

本发明还提供了一种苯乙烯装置尾气压缩机高效阻垢剂的使用方法，将上述高效阻垢剂在尾气压缩机入口管线中注入，以尾气进料量为基准，添加的质量浓度为1～2000ppm，最好为1～1000ppm。

本发明是在对苯乙烯装置尾气压缩机内焦垢生成的机理研究基础上得到的，研究表明在尾气压缩机的叶轮及壳体内部形成的焦垢主要是由尾气中的苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯等苯乙烯类聚合物组成的，其聚合反应属于自由基引发。

在尾气压缩机的压缩下，由乙苯脱氢反应生成的尾气温度迅速升高，在温度、微量氧、水及金属催化作用的影响下，会产生高活性的烷基自由基和过氧自由基，这些自由基会使苯环上的乙烯基双键打开，引发链式自由基聚合反应，迅速生成高分子量的固体聚合物，这些聚合物很容易附着在叶轮及壳体内的金属表面，使得聚合物内的聚合热不易散去，温度急剧升高，从而使聚合反应产生自加速效应，导致更多的聚合物以此为核心迅速生成，并且随着时间的延长，已生成的聚合物内部会发生交联反应，从而生成难溶于溶剂的焦垢。所以只采用乙苯喷淋冲洗的办法并不能从根本上抑制苯乙烯的聚合反应。而本发明的高效阻垢剂各组分间具有很强的协同作用，不仅能够迅速捕捉尾气中产生的烷基自由基和过氧自由基，使之失去引发尾气中活泼烯烃自聚的活性，而且还可以同设备表面的金属离子发生螯合反应，生成钝化膜，阻止金属催化结焦反应，另外，该剂能够将已生成的焦垢包覆住，降低聚合物粒子间的表面能，使已聚合的焦粒不发生聚结，生成体积更大的焦垢，并降低其在金属表面上的附着力，更容易被清净分散。上述高效阻垢剂粘度低、与介质相容性好，可均匀分布在尾气压缩机内，充分发挥阻聚防垢的作用。本发明的高效阻垢剂对环境无污染，使用安全环保，能够有效降低苯乙烯装置的能耗和物耗，对下游工艺没有任何影响，且成本低，可为苯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1～27：

在不断搅拌下，以质量计，在市售2#溶剂(商品牌号，主要成分为烃类)中分别加入表1、表2和表3所给出的各化合物组分，使其混合均匀，即制得本发明的尾气压缩机阻垢剂。按照GB/T265中规定的方法进行测定，阻垢剂的运动粘度在40℃时为1～5。

表1：实施例1～9高效压缩机阻垢剂组分及配比(表中数据均为质量份数)

表2：实施例10～18高效压缩机阻垢剂组分及配比(表中数据均为质量份数)

表3：实施例18～27高效压缩机阻垢剂组分及配比(表中数据均为质量份数)

实施例28

将例1之尾气压缩机高效阻垢剂按2000ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为5.891g。

实施例29

将例2之尾气压缩机高效阻垢剂按1800ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为5.973g。

实施例30

将例3之尾气压缩机高效阻垢剂按1600ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.102g。

实施例31

将例4之尾气压缩机高效阻垢剂按1450ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.214g。

实施例32

将例5之尾气压缩机高效阻垢剂按1350ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.297g。

实施例33

将例6之尾气压缩机高效阻垢剂按1200ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.339g。

实施例34

将例6之尾气压缩机高效阻垢剂按1100ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.391g。

实施例35

将例7之尾气压缩机高效阻垢剂按1000ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.451g。

实施例36

将例9之尾气压缩机高效阻垢剂按900ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.557g。

实施例37

将例10之尾气压缩机高效阻垢剂按800ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.672g。

实施例38

将例11之尾气压缩机高效阻垢剂按700ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.793g。

实施例39

将例12之尾气压缩机高效阻垢剂按600ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为6.813g。

实施例40

将例13之尾气压缩机高效阻垢剂按500ppm加入到100g由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为7.032g。

实施例41

将例14之尾气压缩机高效阻垢剂按400ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为7.213g。

实施例42

将例15之尾气压缩机高效阻垢剂按300ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为7.581g。

实施例43

将例16之尾气压缩机高效阻垢剂按200ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为8.261g。

实施例44

将例17之尾气压缩机高效阻垢剂按100ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为9.731g。

实施例45

将例18之尾气压缩机高效阻垢剂按90ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为10.058g。

实施例46

将例19之尾气压缩机高效阻垢剂按80ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为11.305g。

实施例47

将例20之尾气压缩机高效阻垢剂按70ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为12.753g。

实施例48

将例21之尾气压缩机高效阻垢剂按60ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为14.294g。

实施例49

将例22之尾气压缩机高效阻垢剂按50ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为16.759g。

实施例50

将例23之尾气压缩机高效阻垢剂按40ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为19.302g。

实施例51

将例24之尾气压缩机高效阻垢剂按30ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为22.054g。

实施例52

将例25之尾气压缩机高效阻垢剂按20ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为25.798g。

实施例53

将例26之尾气压缩机高效阻垢剂按10ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为30.915g。

实施例54

将例27之尾气压缩机高效阻垢剂按1ppm加入到由100g苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯组成的混合烃中(质量分数分别为50％、20％、30％)并置于容积为2L的密闭不锈钢容器中，在温度120℃，压力2.5MPa，停留时间48h的条件下反应，反应结束后测量生成的聚合物质量为36.927g。

Claims

1.一种苯乙烯装置尾气压缩机高效阻垢剂，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N-甲基-N(2-羟乙基)-1，3-丙二胺或N，2-二羟基-N-(2-羟基丙烷)丙胺；B组分为N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二正丙基乙醇胺或N，N-二甲基氨乙基乙二醇；C组分为2，6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2，6-二叔丁基苯酚或2，6-二叔丁基-4-正丁基苯酚。

2.根据权利要求1的尾气压缩机高效阻垢剂，其特征是：A组份、B组份、C组份的质量比为3～4∶1～3∶5～6。

3.根据权利要求1或2的尾气压缩机高效阻垢剂，其特征是：A组分为N，2-二羟基-N-(2-羟基丙烷)丙胺，B组分为N，N-二甲基乙醇胺，C组分为2，6-二叔丁基-4-正丁基苯酚。

4.一种权利要求1至3的任何一种尾气压缩机高效阻垢剂的使用方法，将尾气压缩机高效阻垢剂在尾气压缩机入口管线上在线连续注入，以尾气的进入量为基准，注入后的浓度为1～2000ppm。

5.根据权利要求4的使用方法，其特征是：尾气压缩机高效阻垢剂注入后的浓度为1～1000ppm。