CN112694385A - 防堵方法及防堵体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防堵体系及防堵方法。本发明通过将防堵物流与冷凝器气相进料充分混合后送入冷凝器，可有效解决冷凝器及下游管道的堵塞问题，实现装置连续安全生产，可用于环氧烷烃装置回收烯烃、MTO装置烯烃分离、乙烷裂解制乙烯等装置的工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种防堵方法及防堵体系。
背景技术
石油化工装置生产过程中，常涉及烯烃的分离回收，由于烯烃的沸点较低，其分离过程常涉及高压或低温过程，而在高压或低温条件下，即使ppm含量级别的水含量也会与烃类形成白色结晶的水合物，结晶水合物在设备和管道内累积，从而造成堵塞现象的发生，影响装置的正常生产。
乙烷裂解制乙烯装置中，裂解气经预分馏处理后进入裂解气压缩机，在压缩机入口裂解气中的水分为入口温度和压力条件下的饱和水含量。在裂解气压缩过程中，随着压力的升高，可在段间冷凝过程中分离出部分水分。通常，裂解气压缩机出口压力约3.5～3.7MPa，经冷却至15℃左右即送入低温分离系统，此时，裂解气中饱和水含量约600～700ppm。这些水分带入低温分离系统会造成设备和管道的堵塞，除水分在低温下结冰造成冻堵外，在加压和低温条件下，水会与烯烃、烷烃等烃类形成白色结晶水合物，如CH4·6H2O，C2H6·7H2O，C3H8·8H2O等结晶水合物，导致低温设备和管道的冻堵，影响装置的正常生产。
CHP法生产环氧烷烃的过程中，为保证CHP完全转化，反应原料烯烃必须大大过量，因此反应产物分离的第一步便是在烯烃回收塔中实现烯烃和粗环氧烷烃产物的分离，回收的烯烃重新循环回反应单元参加反应。MTO装置烯烃分离过程，反应产物首先进入高压脱丙烷塔脱除H2、N2、C1、C2及部分C3等物料，再送入脱乙烷塔分离C2和C3。由于反应产物中含有水，因此上述塔顶气相不可避免地会夹带少量的水，低温或者高压情况下，丙烯等烯烃、丙烷等烷烃等可与水形成结晶水合物，在设备和管道中累积从而造成堵塞，此时，塔顶压力快速升高，从而造成装置停车，影响正常生产。
针对结晶水合物造成设备和管道的堵塞问题，增加吸附干燥装置或者设置切换备用的冷凝设备均是可行的解决办法，但均需增加额外的设备投资，延长了工艺流程，降低了装置的经济性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是先有技术中存在的冷凝器易堵塞、冷凝器后续管道及设备易堵塞的问题，提供了一种新的冷凝体系及防堵方法及冷凝防堵方法，该系统及方法用于化工领域的冷凝时，具有冷凝器不易堵塞、冷凝器后续管道及设备不易堵塞的优点。
本发明的技术方案如下：一种防堵方法，至少包括冷凝器气相进料和防堵物流混合后进入冷凝器的步骤，其特征在于防堵物流与冷凝器气相进料中任一种组分的相对挥发度不等于1，冷凝器气相进料包含烃类和水，其中水含量范围为10～5000ppm。
本发明主要通过加入防冻液，如加入乙二醇、丙二醇、丙三醇、甲醇等溶剂，降低体系特别是含水体系的凝固点，达到防冻的目的。将防冻技术应用到石油化工生产装置中，降低脱水投资费用和能耗。
上述技术方案中，优选的，防堵物流的沸点与冷凝器气相进料中任一种组分的沸点相差大于5℃，优选大于10℃。
上述技术方案中，优选的，防堵物流至少部分为二醇和/或三醇类；优选防堵物流全部为二醇和/或三醇类。
上述技术方案中，优选的，二醇和/或三醇类选自乙二醇、丙二醇、二甘醇和丙三醇中的一种或至少一种。
上述技术方案中，优选的，以重量百分比计，防堵物流的加入量为冷凝器气相进料中水含量的2～50％，优选为3～30％，更优选为5～20％。
上述技术方案中，优选的，冷凝器出料物流进入后续分离单元；优选地，分离单元至少包括精馏塔和回流罐。
上述技术方案中，优选的，含水气相进料来自于环氧丙烷或环氧丁烷烯烃回收装置。
上述技术方案中，优选的，含水气相进料来自于MTO烯烃分离装置。
上述技术方案中，优选的，含水气相进料来自于乙烷裂解制乙烯装置。
本发明的另一个技术方案如下：一种防堵体系，包括冷凝器、管道A和管道B，其中管道A用于权利要求1～9任一项所述冷凝器气相进料的输送，管道B用于权利要求1～9任一项所述防堵物流的输送，管道A和管道B相连接后再与冷凝器入口相连。
上述技术方案中，优选的，防堵体系还包括精馏塔和回流罐；任选地，防堵体系还包括反应器。
上述技术方案中，优选的，防堵体系还包括MTO烯烃分离装置。
上述技术方案中，优选的，防堵体系还包括乙烷裂解制乙烯装置。
上述技术方案中，优选的，防堵体系还包括环氧丙烷或环氧丁烷烯烃回收装置。
为保证冷凝器气相进料与防堵物流充分混合，可以采用包括但不限于管道混合器、静态混合器等设备来完成。
对于环氧丙烷、环氧丁烷烯烃回收装置，含环氧烷烃的烯烃环氧化反应产物以重量百分比计，α,α-二甲基苄醇或α-甲基苄醇的含量为15～40％，异丙苯或乙苯的含量为10～30％，环氧烷烃的含量为5～20％，烯烃的含量为5～60％，烷烃的含量为0～5％，水的含量为0～1％。由于α,α-二甲基苄醇、环氧烷烃及其少量同分异构体均为热敏性物质，因此控制烯烃回收塔塔釜操作温度低于130℃，烯烃回收塔顶操作压力为0.005～0.50MPaG。
对于乙烷裂解制乙烯装置，裂解气压缩机出口压力为3.5～3.7MPa，裂解气中水含量为500～2000ppm。
对于MTO烯烃分离装置，进入塔顶冷凝器的气体中水含量为500～5000ppm。
本发明的工艺可有效解决冷凝器和回流罐中结晶堵塞问题，保证装置连续生产，取得了良好的效果。
附图说明
图1为本发明应用于环氧丙烷、环氧丁烷装置的工艺流程图，图2为本发明应用于乙烷裂解制乙烯装置、MTO装置烯烃分离的工艺流程图。
A为烯烃分离塔，B为冷凝器，C为回流罐。
1为反应产物，2为冷凝器气相进料，3为冷凝液，4为塔顶回流，5为塔顶采出，6为塔釜液，7为防冻液，8为水相采出，9为烯烃物流，10为外排物流。
反应产物1进入回收塔A，分离塔塔顶冷凝器气相进料2与防冻液7混合后，送入冷凝器B，冷凝液3送入回流罐C发生油水分离，油相一部分作为塔顶回流4回流至塔顶，一部分作为塔顶采出5，塔顶采出一部分即为烯烃物流9，一部分为外排物流10，分离塔塔釜采出塔釜液6。
图2中，冷凝器气相进料2与防冻液7混合后，送入冷凝器B，冷凝后得到冷凝液3。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但是这些实施例无论如何都不对本发明的范围构成限制。
具体实施方式
【实施例1】
如图1所示，原料中，以重量百分比计，含环氧丁烷的丁烯环氧化反应产物以重量百分比计，苯甲醇(苄醇)的含量为20％，异丙苯的含量为22％，环氧丁烷的含量为12％，丁烯的含量为45.4％，丁烷的含量为0.5％，水的含量为0.1％，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为水量的40％，后处理或排弃丁烯比例为0.15％。
丁烯回收塔操作压力为0.06MPaG，塔顶操作温度为6℃，塔釜操作温度为115℃。
装置运行期间丁烯回收塔塔顶压力保持稳定，未出现冷凝器或其管道堵塞情况，产品质量稳定，丁烯的收率为99.7％，循环丁烯纯度为98.6％，BO产品的收率为99.9％。
【实施例2】
如图1所示，原料中，以重量百分比计，含环氧丙烷的丙烯环氧化反应产物以重量百分比计，苯甲醇(苄醇)的含量为21％，异丙苯的含量为21％，环氧丙烷的含量为12％，丙烯的含量为45.4％，丙烷的含量为0.5％，水的含量为0.1％，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为水量的45％，后处理或排弃丙烯比例为0.18％。
丙烯回收塔操作压力为0.45MPaG，塔顶操作温度为-2℃，塔釜操作温度为127℃。
装置运行期间丙烯回收塔塔顶压力保持稳定，未出现冷凝器或其管道堵塞情况，产品质量稳定，丙烯的收率为99.65％，循环丙烯纯度为99.1％，PO产品的收率为99.9％。
【实施例3】
如图2所示，乙烷裂解制乙烯装置中，冷凝器气相进料中水含量为100ppm，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为水量的50％。
装置运行期间冷凝器运行稳定，未出现冷凝器或其管道堵塞情况。
【实施例4】
如图2所示，乙烷裂解制乙烯装置中，冷凝器气相进料中水含量为500ppm，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为水量的5％。
装置运行期间冷凝器运行稳定，未出现冷凝器或其管道堵塞情况。
【实施例5】
如图2所示，乙烷裂解制乙烯装置中，冷凝器气相进料中水含量为1000ppm，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为水量的25％。
装置运行期间冷凝器运行稳定，未出现冷凝器或其管道堵塞情况。
【实施例6】
如图2所示，MTO烯烃分离装置中，冷凝器气相进料中水含量为500ppm，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为水量的40％。
装置运行期间冷凝器运行稳定，未出现冷凝器或其管道堵塞情况。
【实施例7】
如图2所示，MTO烯烃分离装置中，冷凝器气相进料中水含量为1000ppm，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为水量的20％。
装置运行期间冷凝器运行稳定，未出现冷凝器或其管道堵塞情况。
【实施例8】
如图2所示，MTO烯烃分离装置中，冷凝器气相进料中水含量为5000ppm，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为水量的10％。
装置运行期间冷凝器运行稳定，未出现冷凝器或其管道堵塞情况。
【比较例1】
和实施例1不同的是，塔顶气未加入防冻液乙二醇，塔顶操作压力为0.06MPaG，塔顶操作温度为6℃，塔釜操作温度为114℃。
丁烯的收率为99.7％，循环丁烯纯度为98.6％，BO产品的收率为99.9％。
但装置运行4000小时之后，丁烯回收塔塔顶压力急剧升高，塔顶冷凝器出口管道发生堵塞，循环丁烯流量将为零，导致装置连锁停车，因此不具备工业可行性。
【比较例2】
和实施例1不同的是，冷冻液为乙二醇，乙二醇加入量为系统水量的0.05％，塔顶操作压力为0.06MPaG，塔顶操作温度为6℃，塔釜操作温度为114℃。
丁烯的收率为99.7％，循环丁烯纯度为98.6％，BO产品的收率为99.9％。
但装置运行4500小时之后，加入乙二醇量不足以作为防冻液使用，丁烯回收塔塔顶压力急剧升高，塔顶冷凝器出口管道发生堵塞，循环丁烯流量降为零，导致装置连锁停车，因此不具备工业可行性。
Claims (14)
1.一种防堵方法，至少包括冷凝器气相进料和防堵物流混合后进入冷凝器的步骤，其特征在于防堵物流与冷凝器气相进料中任一种组分的相对挥发度不等于1，冷凝器气相进料包含烃类和水，其中水含量范围为10～5000ppm。
2.根据权利要求1所述的防堵方法，其特征在于防堵物流的沸点与冷凝器气相进料中任一种组分的沸点相差大于5℃，优选大于10℃。
3.根据权利要求1或2所述的防堵方法，其特征在于防堵物流至少部分为二醇和/或三醇类；优选防堵物流全部为二醇和/或三醇类。
4.根据权利要求3所述的防堵方法，其特征在于二醇和/或三醇类选自乙二醇、丙二醇、二甘醇和丙三醇中的一种或至少一种。
5.根据权利要求1所述的防堵方法，其特征在于以重量百分比计，防堵物流的加入量为冷凝器气相进料中水含量的2～50％，优选为3～30％，更优选为5～20％。
6.根据权利要求1所述的防堵方法，其特征在于冷凝器出料物流进入后续分离单元；优选地，分离单元至少包括精馏塔和回流罐。
7.根据权利要求1所述的防堵方法，其特征在于含水气相进料来自于环氧丙烷或环氧丁烷烯烃回收装置。
8.根据权利要求1所述的防堵方法，其特征在于含水气相进料来自于MTO烯烃分离装置。
9.根据权利要求1所述的防堵方法，其特征在于含水气相进料来自于乙烷裂解制乙烯装置。
10.一种防堵体系，包括冷凝器、管道A和管道B，其中管道A用于权利要求1～9任一项所述冷凝器气相进料的输送，管道B用于权利要求1～9任一项所述防堵物流的输送，管道A和管道B相连接后再与冷凝器入口相连。
11.根据权利要求10所述的防堵体系，其特征在于防堵体系还包括精馏塔和回流罐；任选地，防堵体系还包括反应器。
12.根据权利要求10所述的防堵体系，其特征在于防堵体系还包括MTO烯烃分离装置。
13.根据权利要求10所述的防堵体系，其特征在于防堵体系还包括乙烷裂解制乙烯装置。
14.根据权利要求10所述的防堵体系，其特征在于防堵体系还包括环氧丙烷或环氧丁烷烯烃回收装置。
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