CN101838058B

CN101838058B - 一种乙烯装置工艺水系统阻垢剂及其使用方法

Info

Publication number: CN101838058B
Application number: CN2009102480040A
Authority: CN
Inventors: 黎益观; 程珠龙; 史美红; 黎益明; 刘殿凤; 吴斌
Original assignee: LIANGTIAN CHEMICAL CO Ltd SHANGHAI
Current assignee: LIANGTIAN CHEMICAL CO Ltd SHANGHAI
Priority date: 2009-12-31
Filing date: 2009-12-31
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2029-12-31
Also published as: CN101838058A

Abstract

本发明公开了一种乙烯装置工艺水系统阻垢剂及其使用方法。该乙烯装置工艺水系统阻垢剂含有10％-90％阻聚剂和10％-90％分散剂，百分比为各成分占阻垢剂总量的质量百分比。该使用方法为将所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔的水系统，其中，所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的5-1000ppm。该阻垢剂具有良好阻聚和分散双重作用，尤其适用于乙烯装置工艺水系统，能够满足工艺水系统长周期稳定运行要求。

Description

一种乙烯装置工艺水系统阻垢剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种阻垢剂及其使用方法，尤其涉及一种乙烯装置工艺水系统阻垢剂及其使用方法。

背景技术

乙烯装置当中来自急冷水塔塔釜的急冷水经过滤器、聚结器，除去固体颗粒及游离的烃类液滴后，进入工艺水汽提塔汽提出烃类和酸性气体，得到的工艺水经加热后送入稀释蒸汽发生器中发生稀释蒸汽。急冷水虽经过滤器、聚结器处理，但含油量仍可能高达0.5％～2％，特别是急冷水发生乳化时，含油量则更高，这些油份当中含有较多的苯乙烯、二烯烃等不饱和化合物，在工艺水系统内高温环境下，容易发生聚合结垢，造成工艺水汽提塔、稀释蒸汽发生器、排污管线和工艺水输送泵等堵塞，影响工艺水系统正常运行。

国内外提出了很多阻止苯乙烯、二烯烃等不饱和化合物聚合的办法。例如，US2965685公开了使用二烷基羟胺作为苯乙烯等不饱和芳烃化合物的阻聚剂；US3733326提到了使用4-羟基-2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基等作为不饱和化合物的阻聚剂；CN1706780A提供一种阻止烯烃热聚合的阻聚剂，其实例为4-烷氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基、乙二胺、二甲基甲酰胺和水的混合物。

上述专利所提及的阻聚剂都不是针对工艺水汽提塔的，且无法将设备表面已经生成的垢物清除掉。由于阻聚剂不能彻底阻止不饱和化合物的聚合，若将现有的这些阻聚剂用于乙烯装置工艺水系统，随着工艺水系统运行时间的延长，系统当中难免会有聚合物生成，继而在设备表面形成垢物，从而影响工艺水系统的正常运行，难以满足企业对工艺水系统长周期稳定运行的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有的阻聚剂用于乙烯装置工艺水系统阻垢效果不佳，适应性不强的缺陷，提供了一种具有良好阻聚和分散双重作用，尤其适用于乙烯装置工艺水系统，能够满足工艺水系统长周期稳定运行要求的阻垢剂。

本发明的乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其含有10％-90％阻聚剂和10％-90％分散剂，百分比为各成分占阻垢剂总量的质量百分比。

本发明的乙烯装置工艺水系统阻垢剂中的阻聚剂能捕捉乙烯装置工艺水系统当中已产生的自由基，迅速终止其链增长，防止聚合物的生成；所述的分散剂能够将工艺水系统当中已经生成的聚合物分散在工艺水当中，不致于粘附在设备表面，或者能够将工艺水系统设备表面已经生成的垢物分散到工艺水当中，使其随着工艺水排污系统排出界外，从而延长工艺水系统的运行周期。本发明人针对乙烯装置工艺水系统筛选出阻聚剂和分散剂之间的最佳质量配比，从而使这两种物质之间产生协同效果，实现对乙烯装置工艺水系统产生良好的阻垢效果。

其中，所述的阻聚剂较佳的为羟胺类阻聚剂，更佳的为乙基羟胺、N，N’-二乙基羟胺、异丙基羟胺和N，N’-二羟丙基羟胺中的一种或多种。所述的阻聚剂在乙烯装置工艺水系统阻垢剂中的含量较佳的为质量百分比40％-60％。

其中，所述的分散剂较佳的为聚羧酸类分散剂和/或有机膦酸盐类分散剂。所述的聚羧酸类分散剂较佳的为数均分子量2000-4000的聚丙烯酸、数均分子量1000-3000的丙烯酸共聚物、数均分子量1000-4000的聚马来酸、以及数均分子量1000-4000的马来酸共聚物中的一种或多种。所述的有机膦酸盐类分散剂较佳的为羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和二乙烯三胺五亚甲基膦酸中的一种或多种。所述的分散剂在乙烯装置工艺水系统阻垢剂中的含量较佳的为质量百分比40％-60％。

本发明所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂中还可含有本领域阻垢剂中常规添加的各种其他添加剂，只要其不显著影响本发明阻垢剂的阻垢效果即可。

本发明中，较佳地，所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂由10％-90％阻聚剂和10％-90％分散剂组成，百分比为各成分占阻垢剂总量的质量百分比。所述的阻聚剂和分散剂的种类和优选含量均如前所述。

本发明的乙烯装置工艺水系统阻垢剂可采用将阻聚剂和分散剂按所述的质量比均匀混合，冷却至室温后，过滤的制备方法制得。

本发明还提供了一种所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的使用方法，其将所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔进料中即可，其中所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度较佳的为工艺水汽提塔进料量的5-1000ppm，更佳的为10-50ppm。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的原料和试剂均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供了一种乙烯装置工艺水系统阻垢剂及其使用方法。该阻垢剂针对乙烯装置工艺水系统结垢问题，具有阻聚和分散双重作用，能够有效抑制垢物的生成，稳定乙烯装置工艺水运行，使用效果良好。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明阻垢剂的阻垢性能评价方法是根据传热学原理进行的：采用一根热管，让介质在热管内连续流动，起始时，由于介质尚未在热管结垢，此时总传热热阻只是热管管壁传热热阻；随着运行时间的加长，不断有垢物在热管表面上沉积，形成了垢物层，阻止了热量的传递，此时传热总热阻为管壁热阻和垢物热阻之和。

如果保持介质组成、流速和入口温度恒定，随着垢物在热管内壁上形成，介质出口温度就下降，添加阻垢剂后就会减少垢物的生成，从而使介质出口温度下降幅度减少。不同的阻垢剂的阻垢效果不同，因而介质出口温度也各不相同，显然阻垢剂效果好的介质出口温度高；反之，则介质出口温度就低，从而达到了评价阻垢剂性能优劣的目的。

本发明的评价装置的工作方法为：试验时用计量泵将介质输入热管，用加电热丝加热热管，并控制加热温度，保持热管外壁温度恒定。介质入口温度由热电偶测定。介质流出热管后不回用。

阻垢剂阻垢效果可以用阻垢率A来表示：

式中：T_0t为空白试验(不加阻垢剂)时运行t时间的介质出口温度；T_t为加阻垢剂时运行t时间的介质出口温度；T_外为热管外壁温度。

下述实施例中除另有说明的以外，所述的百分比皆为质量百分比。

实施例1～4

按表1中的配方制备实施例1～4的乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其制备方法为：将阻聚剂和分散剂按表1中的配方均匀混合后，冷却至室温，过滤即可。

阻垢剂的使用方法：将乙烯装置工艺水系统阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔进料中，所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的100ppm。

阻垢性能评价时的具体条件：评价介质为采集到的添加阻垢剂前后的工艺水汽提塔中的水样，介质入口温度为70℃，热管外壁温度85℃，介质流量100ml/min，试验时间120小时。

对比例1～4

按表1中的配方制备对比例1～4的阻垢剂，其制备方法为：将阻聚剂和分散剂按表1中的配方均匀混合后，冷却至室温，过滤即可。

阻垢剂的使用方法：将阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔进料中，所述阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的100ppm。

阻垢性能评价时的具体条件：评价介质为采集到的添加阻垢剂前后的工艺水汽提塔中的水样，。介质入口温度为70℃，热管外壁温度85℃，介质流量100ml/min，试验时间120小时

表1 实施例1～4及对比例1～4的配方及性能评价结果

从表1中经性能评价测得的阻垢率数据可知，本发明实施例1～4制得的乙烯装置工艺水系统阻垢剂与对比1～4相比，阻垢效果较好，其中含有的阻聚剂和分散剂产生了协同作用。

实施例5～6

按表2中的配方制备实施例5～6的乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其制备方法为：将阻聚剂和分散剂按表2中的配方均匀混合后，冷却至室温，过滤即可。

阻垢剂的使用方法：将乙烯装置工艺水系统阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔进料中，所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的1000ppm。

阻垢性能评价时的具体条件：评价介质为采集到的添加阻垢剂前后的工艺水汽提塔中的水样。介质入口温度为70℃，热管外壁温度85℃，介质流量100ml/min，试验时间120小时。

经检测，实施例5～6配方制备得到的阻垢剂阻垢率均在75％以上。

实施例7～8

按表2中的配方制备实施例7～8的乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其制备方法为：将阻聚剂和分散剂按表2中的配方均匀混合后，冷却至室温，过滤即可。

阻垢剂的使用方法：将乙烯装置工艺水系统阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔进料中，所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的5ppm。

经检测，实施例7～8配方制备得到的阻垢剂阻垢率均在75％以上。

实施例9～10

按表2中的配方制备实施例9～10的乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其制备方法为：将阻聚剂和分散剂按表2中的配方均匀混合后，冷却至室温，过滤即可。

阻垢剂的使用方法：将乙烯装置工艺水系统阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔进料中，所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的10ppm。

经检测，实施例9～10配方制备得到的阻垢剂阻垢率均在75％以上。

实施例11～12

按表2中的配方制备实施例11～12的乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其制备方法为：将阻聚剂和分散剂按表2中的配方均匀混合后，冷却至室温，过滤即可。

阻垢剂的使用方法：将乙烯装置工艺水系统阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔进料中，所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的50ppm。

经检测，实施例11～12配方制备得到的阻垢剂阻垢率均在75％以上。

表2 实施例5～12的配方

			子量4000马来酸共聚物质量比1∶1
					7	N，N‘-二羟丙基羟胺	20	羟基亚乙基二膦酸和氨基三亚甲基膦酸质量比1∶1	80
8	乙基羟胺与异丙基羟胺质量比1∶1	50	二乙烯三胺五亚甲基膦酸	50
					9	乙基羟胺	80	数均分子量3000的丙烯酸共聚物和数均分子量1000马来酸共聚物质量比1∶1	20
10	异丙基羟胺	70	羟基亚乙基二膦酸、数均分子量4000的聚马来酸与数均分子量2000的聚丙烯酸的质量比为1∶1∶1	30
					11	N，N‘-二羟丙基羟胺	60	数均分子量1000的聚马来酸与数均分子量4000的聚丙烯酸的质量比为1∶1	40
12	异丙基羟胺	30	二乙烯三胺五亚甲基膦酸与数均分子量4000的聚丙烯酸的质量比为1∶1	70

Claims

1.一种乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其特征在于：其由10％-90％阻聚剂和10％-90％分散剂组成，百分比为各成分占阻垢剂总量的质量百分比；所述的阻聚剂为羟胺类阻聚剂；所述的分散剂为聚羧酸类分散剂和/或有机膦酸盐类分散剂；所述的聚羧酸类分散剂为数均分子量2000-4000的聚丙烯酸、数均分子量1000-3000的丙烯酸共聚物、数均分子量1000-4000的聚马来酸、以及数均分子量1000-4000的马来酸共聚物中的一种或多种；所述的有机膦酸盐类分散剂为羟基亚乙基二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和二乙烯三胺五亚甲基膦酸中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其特征在于：所述的羟胺类阻聚剂为乙基羟胺、N，N’-二乙基羟胺、异丙基羟胺和N，N’-二羟丙基羟胺中的一种或多种。

3.如权利要求1或2所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂，其特征在于：所述的阻聚剂在乙烯装置工艺水系统阻垢剂中含量为质量百分比40％-60％；所述的分散剂在乙烯装置工艺水系统阻垢剂中含量为质量百分比40％-60％。

4.如权利要求1～3任一项所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂的使用方法，其特征在于：将所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂加入乙烯装置工艺水汽提塔的水系统，其中，所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的5-1000ppm。

5.如权利要求4所述的乙烯装置工艺水系统阻垢剂的使用方法，其特征在于：所述乙烯装置工艺水系统阻垢剂的添加浓度为工艺水汽提塔进料量的10-50ppm。