CN108690622A - 乙烯装置急冷油塔减粘剂的制备及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及乙烯装置急冷油塔减粘剂的制备及其使用方法。采用胺类化合物与酚类化合物组分的高效减粘剂，从而有效地延长乙烯装置急冷油塔的运行时间，提高乙烯产品的产量和质量，同时对后续产品加工没有任何不良影响，使乙烯装置的生产过程获得更好的经济效益。本发明的高效减粘剂减粘效果好、成本低、粘度小、安全环保、使用方便。

Description

乙烯装置急冷油塔减粘剂的制备及其使用方法
技术领域
本发明涉及乙烯装置急冷油塔减粘剂的制备及其使用方法。
背景技术
急冷油系统是乙烯装置的一个重要组成部分，它直接连接裂解和压缩两大单元，因此其运行状态直接关系到装置的运行周期和企业的经济效益，所以急冷油系统的平稳运行显得至关重要。
在乙烯裂解生产过程中，石脑油、轻烃等在750~850℃之间发生热裂解，裂解产物在裂解炉出口被迅速冷却至350~450℃。然后与循环急冷油混合冷却至220℃左右送入急冷油塔。从急冷油塔顶分离出碳9以下的轻组分，塔底为碳9以上的重组分。急冷油塔底的一部分物料循环至急冷油塔的进料中。由于在急冷油塔的进料中含有苯乙烯、茚等不饱和芳烃，它们在高温下会发生聚合，生成大分子物质导致急冷油在循环使用中粘度不断升高，降低了急冷油的换热效率和整个装置的生产能力。因此，必须维持急冷油的粘度稳定。
随着乙烯工业的发展，急冷油的粘度控制技术得到国内外学者的高度重视。由于国外采用的裂解原料要比国内轻，造成的急冷油粘度没有国内的严重。虽然如此，但国外仍然十分重视，并较早的采取了一些减粘措施，通过加入减粘剂来抑制急冷油粘度，虽然取得了一定的效果，但属于单剂，性能单一，无法彻底解决急冷油粘度问题。国内对乙烯装置急冷油粘度增长的研究相对较少，目前国内乙烯装置一直采用在急冷油塔补充大量低粘度的调质油或加大裂解燃料返塔量来降低急冷油粘度。
上述方法，不仅会造成急冷油循环量大，急冷油余热回收效率偏低，还导致大量中压蒸汽补入以及排污增加等，使装置能耗增大。因此研究向急冷油中加注高效减粘剂来控制急冷油粘度的措施是十分必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减粘效果好，成本低、用量小、环保无污染的乙烯装置急冷油塔减粘剂及其使用方法，研制了胺类化合物与酚类化合物为主组分，不再使用传统的方法，从而有效地控制急冷油的粘度，延长乙烯装置的运行时间，提高乙烯产品的产量，使乙烯装置的生产过程获得更好的经济效益。
发明要点：
本发明为乙烯装置急冷油塔高效减粘剂，由主组分A组分、B组分及有机溶剂组成，其特征是A组分与B组分的质量比为0.1~10：1，最好为0.8~2：1，其中A组分为胺类化合物，可选自四亚乙基五胺和N-羟乙基乙二胺中的一种；B组分为酚类化合物，可以选自2，4，6-三叔丁基苯酚和2-叔丁基-5-甲苯酚中的一种。有机溶剂为C5~C10的烃类，其用量没有严格要求，使A、B两组分完全溶解并具有合适的粘度，最好使上述减粘剂的运动粘度在40℃时保持在≤5mm2/s的范围为好。
本发明还提供了一种用于乙烯装置急冷油塔高效减粘剂的使用方法，将本发明的高效减粘剂以不低于5ppm的质量浓度添加到急冷油塔下部进料入口管线中，减粘剂注入质量浓度最好为5-500ppm。
本发明是在对引发乙烯装置急冷油塔粘度增大原因和机理的研究基础上得到的，研究表明在急冷油塔的进料中含有苯乙烯、茚等不饱和芳烃，它们在高温下发生聚合，生成大分子物质导致急冷油在循环使用中粘度不断升高。
由于急冷油在系统内的循环需经过急冷器与来自裂解炉的高温裂解气直接接触，虽然接触时间仅1~2s，但温度可达400℃左右，如此高的温度极易诱发双烯烃的聚合，急冷油在循环使用过程中，由于高温，可能发生芳烃脱氧生成烷基自由基（链引发过程），烷基自由基可与系统中的氧发生反应，生成烷氧自由基和过氧化物自由基，2个烷基自由基结合生成大分子物质，导致急冷油粘度迅速增加。本发明的减粘剂具有阻聚、清净分散和金属钝化的多重功能，阻聚功能能阻止自由基链反应的进行，使聚合反应停止，从而遏制粘度的增大，清净分散功能能有效屏障积碳和胶状物相互聚积，通过电荷斥力胶溶更大粒子，使之分散于油中。由于急冷油塔物料带有H2S、CO2、有机硫等酸性气体，增加了对设备的腐蚀作用，这种腐蚀的金属盐极易与高分子聚合物粘连在一起，附着在塔壁、塔盘和塔釜上，因此一种优良的减粘剂还应考虑有金属钝化和抑制脱氢作用，钝化剂吸附在金属表面，形成保护膜，可以防止金属进一步腐蚀。本发明的高效减粘剂多重组分间协同效应明显，与介质相容性好，对后续产品没有任何不良影响，而且本发明的减粘剂还具有成本低的优势。
具体实施方式：
实施例1-10：
在不断搅拌下，以质量计，在主要成份为C5~C10的烃类溶剂中（市售2#溶剂）分别加入表1中所示的A组分、B组分，使其混合均匀，即制得本发明的乙烯装置急冷油塔减粘剂。
表1：实施例1~10减粘剂的组分及配比（表中数据均为质量份数）
实施例11：
把例1之高效减粘剂按500ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为216.4 mm2/s。
实施例12：
把例2之高效减粘剂按250ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为228.5 mm2/s。
实施例13：
把例3之高效减粘剂按150ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为232.6 mm2/s。
实施例14：
把例4之高效减粘剂按100ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为242.4 mm2/s。
实施例15：
把例5之高效减粘剂按50ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为245.8 mm2/s。
实施例16：
把例6之高效减粘剂按40ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为246.5 mm2/s。
实施例17：
把例7之高效减粘剂按30ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为248.4 mm2/s。
实施例18：
把例8之高效减粘剂按5ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为249.6 mm2/s。
实施例19：
把例9之高效减粘剂按10ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为248.2 mm2/s。
实施例20：
把例10之高效减粘剂按20ppm加入到急冷油塔下部进料入口管线中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质），在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为242.5 mm2/s。
空白对比试验
不往评价原料中（评价原料是工业上乙烯裂解装置急冷油，其质量组成为：3.05%的烷烃、12.62%的单环芳烃、45.23%的双环芳烃、13.11%的三环芳烃、17.95%的沥青质、8.04%的胶质）添加任何高效减粘剂，在温度为320℃、压力为2.5Mpa条件下。经过24小时后，按照GB/T265标准测定急冷油粘度为378.2 mm2/s。
从以上的应用评价实验、空白对比实验的结果可以看出，使用本发明的高效减粘剂后，急冷油粘度得到有效的控制，表明本发明的高效减粘剂减粘效果明显。另外上述本发明得到高效减粘剂按GB/T 509-88标准进行测定，运动粘度均在40℃时为≤5mm2/s。另外本发明的高效减粘剂价格比进口减粘剂约低20%左右。

Claims (5)

1.乙烯装置急冷油塔减粘剂，由A组分和B组分及有机溶剂组成，其特征是： A组分与B组分的质量比为0.1~10：1；
其中： A组分为四亚乙基五胺和N-羟乙基乙二胺中的一种；B组分为2，4，6-三叔丁基苯酚和2-叔丁基-5-甲苯酚中的一种；有机溶剂为C5~C10的烃类。
2.根据权利要求1的乙烯装置急冷油塔减粘剂，其特征是： A组分与B组分的质量比为0.8~2：1。
3.根据权利要求1或2的乙烯装置急冷油塔减粘剂，其特征是：所说的有机溶剂，其用量为减粘剂在40℃时的运动粘度保持在≤5mm2/s的范围。
4.乙烯装置急冷油塔减粘剂的使用方法，将权利要求1或2或3的减粘剂剂以不低于5ppm的质量浓度添加到急冷油塔下部进料入口管线中。
5.根据权利要求4的使用方法，其特征是：乙烯装置急冷油塔减粘剂以5～500ppm的质量浓度添加到急冷油塔下部进料入口管线中。
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