CN108384570B - 一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺及设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺及设计方法，采用去除剂对易结焦和沉积部位进行疏通，去除剂由加氢工艺中生成的250℃～520℃馏分油和添加剂组成，添加剂为占去除剂的总质量0.1～0.7wt％的苯磺酸盐或环烷酸盐中的一种或多种和0.1‑0.5wt％的氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或多种。在易结焦和沉积部位设置粘度和压差检测仪表实时监测粘度和压差变化，当粘度＞750cSt或压差≥100KPa时，疏通速度为10‑15m/s，疏通温度≥200℃；当250cSt<粘度≤750cSt或40KPa<压差＜100KPa时，疏通速度5‑10m/s。

Description

一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺及设计方法

技术领域

本发明涉及一种工艺和设计方法，特别是涉及一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺和设计方法，属于油煤混炼以及煤化工领域。

背景技术

近年来，世界石油资源日益短缺，而且石油资源的重质化和劣质化问题越来越明显，但是随着经济的快速增长，社会对石油产品的需求与日俱增。同时，我国是一个煤炭资源丰富的国家，如何将储量丰富而且价格低廉的煤炭资源转化成液体产品成为煤炭资源清洁利用的一个重要发展方向。针对石油以及煤炭资源的现状，加氢采用的工艺有重油深加工技术和油煤混炼技术。

上述工艺中的原料—重油和油煤浆在加氢过程中会因为高温、加氢不及时、流动速度过慢等因素发生结焦，固体物质例如原料煤等容易沉积，严重时会堵塞管道和设备，导致装置停工，造成工厂不必要的损失。结焦和沉积现象成为困扰重油以及油煤加氢工艺的普遍难题，如何解决这一问题成为了研究热点。

发明内容

为了解决加氢工艺中的结焦和沉积现象问题，本发明提供一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺和设计方法。

本发明的技术方案：

一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺，其特征在于在易结焦和沉积部位采用去除剂进行疏通，所述去除剂由加氢工艺中生成的250℃～520℃馏分油和占去除剂总质量0.2wt％-1.2wt％的添加剂组成，所述添加剂包括占去除剂总质量0.1～0.7wt％的苯磺酸盐或环烷酸盐中的一种或几种和0.1-0.5wt％的氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或几种。

所述添加剂还包括pH＝7.5-9的疏通改性剂，所述疏通改性剂为C6-C12的脂肪酸盐。

在易结焦和沉积部位设置粘度和压差检测仪实时监测粘度和压差变化，当粘度＞750cSt或压差≥100KPa时，启动疏通，所述去除剂的疏通速度为10-15m/s，疏通温度≥200℃；当250cSt<粘度≤750cSt或40KPa<压差＜100KPa时，疏通速度5-10m/s。

所述易结焦和沉积部位包括反应器内构件、分离器、加热炉管、间歇性流动管道、温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、因结焦或间断使用而产生死区的管道、采样口及仪表接口和/或调节阀、泵的副线。

疏通方向与管道或设备内的介质正常流动方向成60-180°角。

所述易结焦和沉积部位为反应器顶部，去除剂为370-430℃馏分油以及0.1～0.7wt％的苯磺酸盐、0.1-0.5wt％的二乙烯三氨五亚甲基膦酸和0.1-0.3wt％的C9脂肪酸盐，疏通方向为水平，疏通温度为400-500℃。

所述易结焦和沉积部位为分离器出口调节阀跨线，去除剂为300-350℃馏分以及0.1～0.7wt％的环烷酸盐和0.1-0.5wt％的乙二胺四乙酸和羟基亚乙基二膦酸，疏通温度为250℃-350℃。

所述易结焦和沉积部位为反应器底部，疏通方向为沿内壁切线方向，所述去除剂为400-500℃馏分油、0.1wt％的环烷酸盐和0.1wt％的氨基三亚甲基膦酸，疏通温度为430-470℃。

在易结焦和沉积部位设置移动式清扫机器人，所述移动清扫机器人首先将结焦物强力清扫掉后，再用去除剂进行疏通。

一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺的设计方法，其特征在于设计在易结焦和沉积部位采用去除剂进行疏通，所述去除剂由加氢工艺中生成的250℃～520℃馏分油和占去除剂总质量0.2wt％-1.2wt％的添加剂组成，所述添加剂包括占去除剂总质量0.1～0.7wt％的苯磺酸盐或环烷酸盐中的一种或几种和0.1-0.5wt％的氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或几种。

本发明的有益技术效果：

本发明的一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺，采用去除剂进行疏通，其中去除剂中的少量的苯磺酸盐或环烷酸盐以及有机膦酸或有机乙酸作为添加剂，能够极大改善去除剂的性能。一方面，苯磺酸盐或环烷酸盐能够与结焦物的母体缩合物或初步的结焦物发生化学反应，改变加氢工艺的副产物—缩合物的结构，降低其缩合度，使其分子量减小而无法成焦；另一方面，苯磺酸盐或环烷酸盐的极性基团以及有机膦酸或有机乙酸共同作用，能够驱散加氢反应过程中的自由基，使自由基溶入油相中，减少副产物的生成。另外，添加剂会在反应中被加氢分解，而且含量较少，不会给加氢工艺系统带来杂质。因此，本发明的一种去除剂通过加入适量添加剂以分解或驱散结焦物，并通过主要成分—通过研究精选的具有针对性的馏分油的流动和溶解作用将结焦物或缩合物以及沉积物带走而完成疏通，二者相互促进，可有效控制和预防结焦物和沉积物的产生和进一步加速，疏通效果显著。

优选的，加入pH＝7.5-9的疏通改性剂使去除剂的pH控制在中性或弱碱性，快速结焦物扩散，所述疏通改性剂剂可以为C6-C12的脂肪酸盐。

优选的疏通流程为，当检测到易结焦或沉积部位的粘度＞750cSt或压差≥100KPa时，表示该部位开始结焦，已经产生了大量粘稠物，选择合适的去除剂，控制疏通速度和温度启动疏通。降低和稀释未结焦的粘稠的液体缩合物，防止结焦恶化，同时冲刷和带动已经结焦的结焦物或沉积物，共同作用快速疏通和化解结焦物和沉积物。当检测到250cSt<粘度≤750cSt或40KPa<压差＜100KPa时，表明结焦程度和缩合物浓度已经被有效控制，则降低疏通速度继续上述疏通流程直到要求的程度则疏通完毕。综上，本发明的一种去除结焦物和沉积物的工艺，根据检测到的粘度和压差数据，及时发现可能的结焦点并采取对应的疏通方式，并结合疏通部位的物料性质选择有效的去除剂，依靠化学反应和物理冲刷共同作用，更加快速的疏通结焦部位，去除结焦物的同时去除沉积物，从而控制和预防结焦物和沉积物堵塞设备或管道，避免对加氢工艺造成影响。

所述易结焦和沉积部位包括反应器内构件、分离器、加热炉管、间歇性流动管道、温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、因结焦或间断使用而产生死区的管道、采样口及仪表接口和/或调节阀、泵的副线。

优选的，疏通方向与原流动方向具有一定角度或逆向，疏通效果更好。

附图说明

图1为本发明的去除加氢反应器底部的结焦物和沉积物的实施例的简图；

图2为本发明的去除加氢反应器顶部结焦物的实施例的简图；

图3为本发明的去除低压分离器出口调节阀的结焦物和沉积物的实施例的简图。

附图标记：1，2-反应器底部疏通管，3-反应器底部，4,5-反应器顶部疏通管，6-反应器顶部，7-阀门疏通管，8-阀门所在管道。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的具体特征，将结合图1-3和具体实施例加以说明。

实施例1

本实施例为油煤浆态床加氢工艺中疏通反应器底部的沉积物和少量结焦物的实施例。

如图1所示，在反应器底部3具有粘度检和压差检测仪(未示出)，测得的粘度为980cSt，压差为120KPa，则启动疏通，疏通方向为沿内壁切线方向，疏通管道为反应器底部疏通管1,2，去除剂为400-500℃馏分油以及0.1wt％的环烷酸盐和0.1wt％的氨基三亚甲基膦酸，初始疏通速度为15m/s，疏通温度为450℃，当介质粘度降至500cSt后，疏通速度降至9m/s。上述疏通过程所述去除剂中的400-500℃馏分油的分子量适中，在反应器的高温高压环境下不会短时间内裂解为气体，同时也不会缩合形成结焦物，充分发挥馏分油的冲刷、带动作用。另一方面环烷酸盐和氨基三亚甲基膦酸能够与结焦物发生化学反应，与馏分油协同作用，加快和增强疏通效果，在较短时间内就能将反应器底部3的堵塞物基本清除，从而有效避免堵塞问题。

实施例2

本实施例为油煤浆态床加氢工艺中疏通反应器顶部，去除由于介质在反应器顶部出口流动不畅而导致的结焦堆积。

如图2所示，在反应器顶部6具有粘度检和压差检测仪(未示出)，所述粘度检测仪测得的粘度为780cSt，压差为105KPa，疏通方向为水平，疏通管道为反应器顶部疏通管4,5，去除剂为370-430℃馏分油以及0.7wt％的苯磺酸盐、0.3wt％的二乙烯三氨五亚甲基膦酸、0.1wt％的pH＝7.5-9的C9脂肪酸盐，初始疏通速度为13m/s，疏通温度为450℃，介质粘度降至350cSt后，疏通速度降至9m/s。370-430℃的馏分油的密度适中，不会因为过重而影响对反应器出口轻质产物的品质，也不会因为过轻而易于气化、增加损失，疏通效果理想。另一方面添加的苯磺酸盐和二乙烯三氨五亚甲基膦酸能够与结焦物发生化学反应，与馏分油协同作用，增强疏通效果，在较短时间内就能将反应器顶部6的堵塞物基本清除，从而有效避免堵塞问题。

实施例3

本实施例在低压分离器出口调节阀跨线设置疏通，疏通跨线正常情况下介质流量小或无流量、容易在调节阀处形成堵塞而影响大流量介质通过的需要。

如图3所示，在阀门所在管道8上设置粘度和和压差检测仪(未示出)，所述粘度检测仪测得的粘度为800cSt，压差为100KPa，去除剂为300-350℃馏分油以及0.5wt％的环烷酸盐和0.5wt％的乙二胺四乙酸和羟基亚乙基二膦酸，疏通方向为正常流动的反方向，为阀门疏通管7，初始疏通速度为13m/s，疏通温度为280℃，当压差降为45KPa后，疏通速度降至8m/s以下。300-350℃馏分油与此处正常通过的介质的性质相近，因此不会对柴油馏分性质造成影响。另一方面环烷酸盐和乙二胺四乙酸和羟基亚乙基二膦酸能够与结焦物发生化学反应，与馏分油协同作用，增强疏通效果，在较短时间内就能将反应器顶部6的堵塞物基本清除，从而有效避免堵塞问题。

结论：

从上述实施例可以看出，采用本发明的一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺和设计方法，疏通效果好且操作简便，便于自动化控制。其中本发明的去除剂中的馏分油成分以及添加剂的选择非常重要。添加剂能够加快和促进疏通效果；馏分油既能够有效起到疏通作用，还不会对工艺介质造成污染，不影响工艺装置的正常运行。本发明的工艺能够增强装置运行的稳定性，提高了装置的检修周期、意义重大。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种去除加氢工艺结焦物和沉积物的工艺，其特征在于在易结焦和沉积部位采用去除剂进行疏通，所述去除剂由加氢工艺中生成的250℃～520℃馏分油和占去除剂总质量0.2wt％-1.2wt％的添加剂组成，所述添加剂包括占去除剂总质量0.1～0.7wt％的苯磺酸盐或环烷酸盐中的一种或几种和0.1-0.5wt％的氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三氨五亚甲基膦酸、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基二膦酸中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述添加剂还包括pH＝7.5-9的疏通改性剂，所述疏通改性剂为C6-C12的脂肪酸盐。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于在易结焦和沉积部位设置粘度和压差检测仪实时监测粘度和压差变化，当粘度＞750cSt或压差≥100KPa时，启动疏通，所述去除剂的疏通速度为10-15m/s，疏通温度≥200℃；当250cSt<粘度≤750cSt或40KPa<压差＜100KPa时，疏通速度5-10m/s。

4.根据权利要求1或3所述的工艺，其特征在于所述易结焦和沉积部位包括反应器内构件、分离器、加热炉管、间歇性流动管道、温度测量仪表、压力测量仪表、流量测量仪表、因结焦或间断使用而产生死区的管道、采样口及仪表接口和/或调节阀、泵的副线。

5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于疏通方向与管道或设备内的介质正常流动方向成60-180°角。

6.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于所述易结焦和沉积部位为反应器顶部，去除剂为370-430℃馏分油以及0.1～0.7wt％的苯磺酸盐、0.1-0.5wt％的二乙烯三氨五亚甲基膦酸和0.1-0.3wt％的C9脂肪酸盐，疏通方向为水平，疏通温度为400-500℃。

7.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于所述易结焦和沉积部位为分离器出口调节阀跨线，去除剂为300-350℃馏分以及0.1～0.7wt％的环烷酸盐和0.1-0.5wt％的乙二胺四乙酸和羟基亚乙基二膦酸，疏通温度为250℃-350℃。

8.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于所述易结焦和沉积部位为反应器底部，疏通方向为沿内壁切线方向，所述去除剂为400-500℃馏分油、0.1wt％的环烷酸盐和0.1wt％的氨基三亚甲基膦酸，疏通温度为430-470℃。

9.根据权利要求1或3所述的工艺，其特征在于在易结焦和沉积部位设置移动式清扫机器人，所述移动清扫机器人首先将结焦物强力清扫掉后，再用去除剂进行疏通。

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