ES2590802T3 - Procedimiento de reducción de espuma en un fraccionador primario - Google Patents

Procedimiento de reducción de espuma en un fraccionador primario Download PDF

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ES2590802T3 ES02783511.5T ES02783511T ES2590802T3 ES 2590802 T3 ES2590802 T3 ES 2590802T3 ES 02783511 T ES02783511 T ES 02783511T ES 2590802 T3 ES2590802 T3 ES 2590802T3
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Abstract

Un procedimiento de operación de un fraccionador primario con deposición de suciedad en una planta de etileno que experimenta formación de espuma o burbujas por reducción de deposición de suciedad y formación de espuma/burbujas y reduciendo su disminución de presión en columna, que comprende las etapas de: (a) alimentar gas craqueado al fraccionador primario, en el que (i) el fraccionador primario experimenta una deposición de suciedad severa en su sección de rectificación; (ii) en el que la deposición de suciedad severa es el resultado de una deposición muy rápida de uno o más compuestos de suciedad seleccionados del grupo que consiste en polímeros de estireno, indeno, divinilbenceno, alfa-metilestireno, indenos, naftaleno, compuestos cíclicos superiores y sus combinaciones; (iii) en el que la deposición de suciedad severa ha sido provocada no solo en las superficies de bandeja superiores, sino también en las superficies de bandeja inferiores, lo cual da como resultado una mayor disminución de presión en la columna junto con sus eficacias operacionales menores; y (iv) en el que la deposición de suciedad severa debida a la deposición muy rápida de las especies de suciedad también da como resultado una mayor y excesiva formación de espuma/burbujas que, a su vez, da como resultado un aumento adicional y muy rápido de la disminución de presión en columna y, de este modo, menores eficacias de separación de la columna, como viene indicado por al menos una relación de contacto líquido-gas, velocidad de alimentación, velocidad de reflujo, temperatura superior del producto, gasolina destilada a temperatura final o diferencial de presión; en el que, el procedimiento se caracteriza por (b) añadir una composición de reducción de espuma al reflujo del fraccionador primario en una cantidad eficaz para reducir los depósitos de los compuestos de suciedad y para reducir la formación de espuma/burbujas de la composición de reducción de espuma en la sección de rectificación del fraccionador primario mediante inyección de la composición de reducción de espuma junto con la corriente de reflujo, en el que: (i) dicha composición de reducción de espuma está seleccionada del grupo que consiste en un polisiloxano, un copolímero de óxido de etileno-óxido de propileno, un etoxilato de ácido graso, un poli-isobutileno, un éster de ácido graso; y (ii) la adición de una composición de reducción de espuma de la manera anterior da como resultado una reducción de la deposición de suciedad mediante la reducción de los depósitos de los compuestos de suciedad y una reducción de la formación de espuma/burbuja, y una reducción de la disminución de presión en columna tal y como se observa mediante un cambio de color de la gasolina de color amarronado a su color verde amarillento normal y mediante eficacias operacionales mejoradas como viene indicado por al menos una relación de contacto líquido-gas, velocidad de alimentación, velocidad de reflujo, temperatura superior de producto, gasolina destilada a temperatura final o diferencial de presión; y de este modo, da como resultado una prolongación del tiempo transcurrido entre dos paradas del proceso del fraccionador primario.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de reduccion de espuma en un fraccionador primario Antecedentes y sumario de la invencion
La presente invencion se refiere a un procedimiento de operacion de un fraccionador primario, tambien denominado torre de inactivacion, en una planta de etileno con agentes anti-suciedad, en particular desespumantes.
En la fabricacion de productos de hidrocarburos ligeros tales como etileno, se craquean los hidrocarburos pesados tales como nafta o diesel en dispositivos de calentamiento de pirolisis a temperaturas de aproximadamente 850 °C para formar mezclas de moleculas mas pequenas que incluyen, pero no de forma limitativa, etileno, propileno y butadieno. Dichas mezclas, denominadas comunmente gases craqueados, se enfnan en diversas etapas de una planta de etileno hasta que se separan en la seccion de fraccionamiento de la planta de etileno.
Durante la recuperacion de calor primario, los gases craqueados pasan a traves de, y se enfnan, una serie de intercambiadores de calor, tambien denominados intercambiadores de lmea de transferencia, antes de la inactivacion con aceite pesado. Este aceite pesado, que se conoce como aceite de inactivacion o aceite de inactivacion de parte inferior, se acumula en la parte inferior del fraccionador primario. El fraccionador primario contiene componentes variables de especies de aceite combustible que vanan desde la parte inferior de la columna hasta el comienzo de lo que se denomina seccion de rectificacion de la columna. La seccion de rectificacion de la columna es susceptible de problemas graves de deposicion de suciedad con respecto a especies tales como estireno, indeno, di-vinil benceno, alfa-metil estireno, derivados de indeno, naftaleno y otros derivados de compuestos dclicos superiores.
Los productos de polimerizacion de estas especies se depositan a una velocidad muy rapida no solo sobre las superficies de bandeja superiores, sino tambien en las superficies de bandeja inferiores. Debido a este problema de deposicion de suciedad, se ha experimentado un aumento de la disminucion de presion de la columna junto con una reduccion de las eficacias de fraccionamiento.
Por consiguiente, la calidad de la gasolina que condensa en la torre de agua de inactivacion y tambien la calidad del aceite de combustible preparado a partir del sistema se ven afectadas de forma negativa. Normalmente, el problema de deposicion de suciedad en la seccion de rectificacion tambien viene acompanado de un pobre control de la viscosidad en la parte inferior de la torre de inactivacion, debido a las operaciones inapropiadas del fraccionador primario. La deposicion de las especies de suciedad, comunmente polfmeros, obstruye el flujo de lfquido y vapor al interior del fraccionador y debido al area superficial reducida disponible, el entorno es conductor con respecto a una mayor generacion de espuma/burbujas en la columna. La presencia de espuma ademas aumenta la disminucion de presion y tiene como resultado un atrapamiento de los productos de punto de ebullicion elevado para dar lugar a productos mas ligeros y viceversa. Debido a la excesiva formacion de espuma, la disminucion de presion de la columna aumenta muy rapidamente y es el motivo principal para las menores eficacias de la unidad.
El documento US 5 800 738 describio un procedimiento de inhibicion de espuma en petroleos crudos que quedan tras las etapas normales de procesado de refinena mediante adicion de polisobutileno en un punto que experimenta formacion de espuma. El documento US 5 985 940 describe un procedimiento para inhibir la deposicion de suciedad en fraccionadores primarios mediante la adicion de una resina de fenol-formaldetudo a una corriente de hidrocarburos.
A medida que continua la deposicion de suciedad, la velocidad de formacion de espuma tambien aumenta en la columna, dando como resultado que los operadores de planta tienen que reducir las velocidades de alimentacion de la unidad de manera significativa y, finalmente, detener el funcionamiento de la planta para limpieza del fraccionador primario.
Los presentes inventores proporcionan un procedimiento para operar fraccionadores primarios que se obstruyen debido a la deposicion de polfmero, mediante la proporcion de un agente qrnmico para ampliar la longitud del fraccionador primario.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 ilustra los datos del Ejemplo 1 en los que la velocidad de alimentacion, la velocidad de reflujo y la presion de columna de una columna de fraccionamiento primario se representan graficamente frente a tiempo.
La Figura 2 ilustra los datos del Ejemplo 2 recogidos en los que se representa una presion de columna para una torre de inactivacion frente a tiempo.
Descripcion detallada de la invencion
La presente invencion incluye procedimientos para reducir la espuma en fraccionadores primarios que estan experimentando eficacias de operacion menores debido a los depositos de especies de hidrocarburos polimerizadas. La invencion comprende la etapa de anadir una cantidad reductora de espuma de una composicion de reduccion de
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espuma en el fraccionador primario. La reduccion de espuma se logra de modo que se mejora la eficacia de operacion del procedimiento en base a los parametros de operacion que incluyen, pero no de forma limitativa, relacion de contacto lfquido-gas, temperaturas superior de producto, diferenciales de presion, gasolina destilada a temperature final o sus combinaciones.
La composicion de reduccion de espuma preferida es un polisiloxano. Un polisiloxano representativo util en la presente invencion es dimetilpolisiloxano. Esto es una sustancia qmmica disponible comercialmente que se puede adquirir, por ejemplo, en Dorf Ketal Chemicals India Pvt. Ltd. Otras composiciones de reduccion de espuma apropiadas incluyen, no de forma limitativa, copolfmeros de oxido de etileno-oxido de propileno, etoxilatos de acido graso, poli-iso-butilenos y esteres de acido graso. Los ejemplos apropiados de estos compuestos tambien se encuentran disponibles en Dorf Ketal Chemicals India Pvt. Ltd.
La composicion de reduccion de espuma se puede anadir al procedimiento en forma pura, o en cualquier disolvente apropiado. Los disolventes representativos pueden ser de naturaleza aromatica e incluyen, no de forma limitativa, tolueno, xileno, nafta. Es preferible que la composicion de reduccion de espuma se aplique bien aguas arriba del punto particular que experimenta los problemas de obstruccion o bien directamente sobre el punto del problema de formacion de espuma. Espedficamente, la composicion de reduccion de depositos se puede anadir de forma continua o periodicamente al reflujo del fraccionador primario. Los fraccionadores primarios pueden incluir por sf mismos componentes internos que incluyen bandejas rizadas, bandejas de tamiz, bandejas de recubrimiento de burbujas, bandejas de valvulas.
El polisiloxano preferido descrito anteriormente se puede aplicar al procedimiento en concentraciones de uso final que vanan de un 0,0001 % a un 0,1 %, siendo de un 0,0005 % a un 0,0025 % el intervalo preferido (todos los porcentajes de la presente memoria estan expresados en base de peso/peso). Estos porcentajes se convierten en tasas de dosificacion de trabajo de 1 parte por millon con respecto a 1000 partes por millon de hidrocarburos. Las dosificaciones espedficas se pueden determinar por medio de las condiciones existentes en el procedimiento particular. Aunque se proporciona el intervalo mas preferido para un polisiloxano, se comprende que la presente invencion no se encuentra limitada por el compuesto espedfico o la concentracion explicada en la presente memoria. Ademas, se preve que la presente invencion se pueda aplicar al procedimiento junto con otros agentes de tratamiento de hidrocarburos tales como composiciones inhibidoras de corrosion.
Los siguientes ejemplos se proporcionan con el fin de ilustrar mas claramente la presente invencion, y aunque son ilustrativos, no se pretende su interpretacion en modo alguno como limitantes del alcance de la presente invencion.
Ejemplo 1
Una planta de produccion de etileno que utiliza nafta en la produccion de hidrocarburos ligeros que incluyen etileno, propileno y butadieno, experimento deposicion de suciedad del fraccionador primario, lo cual tuvo como resultado la reduccion de las eficacias de columna incluso cuando se opero a unas velocidades de alimentacion menores de lo normal. Considerando la perdida de eficacias de columna indicada por la mayor disminucion de presion en la columna y mayor temperatura final de destilacion de gasolina, incluso a velocidades de alimentacion de planta reducidas un 20 %, los operadores de la planta contemplaron la parada de la unidad para la limpieza de la columna.
No obstante, la presente invencion se llevo a la practica en el procedimiento respectivo con el fin de lograr parametros operaciones aceptables y que la utilidad de la presente invencion quedara demostrada. Se inyecto un agente anti-formacion de espuma que comprendfa un polisiloxano junto con el reflujo en la columna. El agente particular fue dimetilpolisiloxano disponible en Dorf Ketal Chemicals India Pvt. Ltd. y se alimento en la columna para lograr una concentracion de trabajo de aproximadamente 100 partes por millon.
En pocas horas de uso del agente anti-formacion de espuma, se redujo la disminucion de presion de la columna como se muestra en la Figura 1. Se observo que durante la condicion de obstruccion, la temperatura final de destilacion de gasolina habfa aumentado 20 °C, lo cual se vio reflejado en el color de la respectiva gasolina. La condicion obstruida tuvo como resultado una gasolina de color amarronado, al contrario que la gasolina que normalmente tiene una coloracion verde amarillenta. Tras inyectar el compuesto de polisiloxano en el reflujo, los operadores de la planta posteriormente observaron que el color de la gasolina se restablecio hasta su color verde amarillento normal, junto con la reduccion de gasolina destilada a temperatura final que indica la mejora de las operaciones de columna.
La Figura 1 ilustra los datos asociados a este experimento en el que se proporciona el tiempo en el eje X y los kilogramos por hora de velocidad de alimentacion y masa de reflujo en el eje Y a mano izquierda. Ademas, la disminucion de presion en kilogramos por centimetre2 se proporciona en el eje Y a mano derecha. Se midio la presion de la columna como se indica en el eje X. Una reduccion drastica de la presion de la columna resulta evidente a partir de los datos presentados en forma grafica.
Ejemplo 2 (no de acuerdo con la invencion)
Una planta experimento problemas de deposicion de suciedad debido a una mayor disminucion de presion de la columna. La disminucion de presion en esta planta opero a valores normales de 0,07 a 0,08 kilogramos por
centimetre2. No obstante, los problemas de deposicion de suciedad tuvieron como resultado valores muy elevados que variaron de 0,135 a 0,15 kilogramos por centimetre2 Con el problema de la deposicion de suciedad, se observaron tasas de reflujo y tasas de alimentacion reducidas aunque la disminucion de presion en la columna permanecio elevada.
5 Con el fin de evitar una parada costosa de la instalacion de fabricacion, los operadores de la planta utilizaron la presente invencion, en la que se inyecto polisiloxano en la torre de aceite de inactivacion a una velocidad de inyeccion de 10 a 20 partes por millon, basado en las velocidades de reflujo de la columna. El polisiloxano espedfico utilizado fue identico al del Ejemplo 1.
En horas despues de la inyeccion inicial del agente anti-formacion de espuma, los operadores observaron la presion 10 de columna reducida hasta un valor de aproximadamente 0,109 kilogramos por centimetre2, al tiempo que las velocidades de alimentacion mejoraron desde 175 toneladas por hora de nafta hasta 184 toneladas por hora de nafta. Durante el mismo penodo, las velocidades de reflujo aumentaron desde 20 toneladas por hora hasta 30 toneladas por hora. La mejora en las operaciones de columna se muestran en la Figura 2, en la que se indican los tiempos de toma de muestra a lo largo del eje X y las presiones de columna en kilogramos por centimetre2 en el eje 15 Y.
Aunque a invencion se ha descrito con referencia a las realizaciones preferidas, los expertos en la tecnica apreciaran que se pueden llevar a cabo determinadas sustituciones, alteraciones y omisiones sin apartarse del esptiitu de la invencion. Por consiguiente, se entiende que la descripcion anterior es unicamente a modo de ejemplo y no debena limitar el alcance de la invencion explicado en las siguientes reivindicaciones.
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Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de operacion de un fraccionador primario con deposicion de suciedad en una planta de etileno que experimenta formacion de espuma o burbujas por reduccion de deposicion de suciedad y formacion de espuma/burbujas y reduciendo su disminucion de presion en columna, que comprende las etapas de:
    (a) alimentar gas craqueado al fraccionador primario, en el que
    (i) el fraccionador primario experimenta una deposicion de suciedad severa en su seccion de rectificacion;
    (ii) en el que la deposicion de suciedad severa es el resultado de una deposicion muy rapida de uno o mas compuestos de suciedad seleccionados del grupo que consiste en polfmeros de estireno, indeno, di- vinilbenceno, alfa-metilestireno, indenos, naftaleno, compuestos dclicos superiores y sus combinaciones;
    (iii) en el que la deposicion de suciedad severa ha sido provocada no solo en las superficies de bandeja superiores, sino tambien en las superficies de bandeja inferiores, lo cual da como resultado una mayor disminucion de presion en la columna junto con sus eficacias operacionales menores; y
    (iv) en el que la deposicion de suciedad severa debida a la deposicion muy rapida de las especies de suciedad tambien da como resultado una mayor y excesiva formacion de espuma/burbujas que, a su vez, da como resultado un aumento adicional y muy rapido de la disminucion de presion en columna y, de este modo, menores eficacias de separacion de la columna, como viene indicado por al menos una relacion de contacto lfquido-gas, velocidad de alimentacion, velocidad de reflujo, temperatura superior del producto, gasolina destilada a temperatura final o diferencial de presion;
    en el que, el procedimiento se caracteriza por
    (b) anadir una composicion de reduccion de espuma al reflujo del fraccionador primario en una cantidad eficaz para reducir los depositos de los compuestos de suciedad y para reducir
    la formacion de espuma/burbujas de la composicion de reduccion de espuma en la seccion de rectificacion del fraccionador primario mediante inyeccion de la composicion de reduccion de espuma junto con la corriente de reflujo, en el que:
    (i) dicha composicion de reduccion de espuma esta seleccionada del grupo que consiste en un polisiloxano, un copolfmero de oxido de etileno-oxido de propileno, un etoxilato de acido graso, un poli-isobutileno, un ester de acido graso; y
    (ii) la adicion de una composicion de reduccion de espuma de la manera anterior da como resultado una reduccion de la deposicion de suciedad mediante la reduccion de los depositos de los compuestos de suciedad y una reduccion de la formacion de espuma/burbuja, y una reduccion de la disminucion de presion en columna tal y como se observa mediante un cambio de color de la gasolina de color amarronado a su color verde amarillento normal y mediante eficacias operacionales mejoradas como viene indicado por al menos una relacion de contacto lfquido-gas, velocidad de alimentacion, velocidad de reflujo, temperatura superior de producto, gasolina destilada a temperatura final o diferencial de presion; y de este modo, da como resultado una prolongacion del tiempo transcurrido entre dos paradas del proceso del fraccionador primario.
  2. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que dicha composicion de reduccion de espuma se introduce en el fraccionador primario para lograr una dosificacion dentro del intervalo de 0,01 partes por millon a 5.000 partes por millon.
  3. 3. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2 anteriores, en el que dicha composicion de reduccion de espuma se introduce continuamente en dicho fraccionador primario junto con la corriente de reflujo.
  4. 4. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2 anteriores, en el que dicha composicion de reduccion de espuma se introduce periodicamente en dicho fraccionador primario junto con una corriente de reflujo.
  5. 5. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composicion de reduccion de espuma incluye ademas un disolvente seleccionado del grupo que consiste en tolueno, xileno y nafta.
  6. 6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composicion de reduccion de espuma es polisiloxano.
  7. 7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que dicho polisiloxano es dimetil polisiloxano.
  8. 8. El uso de una composicion de reduccion de espuma en la operacion de un fraccionador primario con deposicion de suciedad en una planta de etileno que experimenta formacion de espuma/burbujas reduciendo la deposicion de suciedad y la formacion de espuma/burbujas y reduciendo su disminucion de presion en columna, en el que la composicion de reduccion de espuma se anade en un procedimiento que comprende las etapas de:
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    (a) alimentar gas craqueado al fraccionador primario, en el que
    (i) el fraccionador primario experimenta una deposicion de suciedad severa en su seccion de rectificacion;
    (ii) en el que la deposicion de suciedad severa es el resultado de una deposicion muy rapida de uno o mas compuestos de suciedad seleccionados del grupo que consiste en polfmeros de estireno, indeno, di- vinilbenceno, alfa-metilestireno, indenos, naftaleno, compuestos dclicos superiores y sus combinaciones; y
    (iii) en el que la deposicion de suciedad severa ha sido provocada no solo en las superficies de bandeja superiores, sino tambien en las superficies de bandeja inferiores, lo cual da como resultado una mayor disminucion de presion en la columna junto con sus eficacias operaciones menores; y
    (iv) en el que la deposicion de suciedad severa debida a la deposicion rapida de las especies de suciedad tambien da como resultado una mayor y excesiva formacion de espuma/burbujas que, a su vez, da como resultado un aumento adicional y muy rapido de la disminucion de presion en la columna y, de este modo, eficacias de fraccionamiento de la columna mas reducidas, como viene indicado por al menos una relacion de contacto lfquido-gas, velocidad de alimentacion, velocidad de reflujo, temperatura superior del producto, gasolina destilada a temperatura final o diferencial de presion;
    caracterizado por
    (b) anadir una composicion de reduccion de espuma al reflujo del fraccionador primario en una cantidad eficaz para reducir los depositos de los compuestos de suciedad y para reducir la formacion de espuma/burbujas en la seccion de rectificacion del fraccionador primario mediante inyeccion de un agente anti-formacion de espuma y antisuciedad junto con la corriente de reflujo, en el que:
    (i) dicha composicion de reduccion de espuma esta seleccionada del grupo que consiste en un polisiloxano, un copolfmero de oxido de etileno-oxido de propileno, un etoxilato de acido graso, un poli-isobutileno, un ester de acido graso; y
    (ii) el uso de una composicion de reduccion de espuma de la manera anterior da como resultado una reduccion de la deposicion de suciedad mediante la reduccion de los depositos de los compuestos de suciedad y una reduccion de la formacion de espuma/burbujas, y una reduccion de la disminucion de presion en la columna tal y como se observa mediante un cambio de color de la gasolina de color amarronado a su color verde amarillento normal y mediante eficacias operacionales mejoradas como viene indicado por al menos una relacion de contacto lfquido-gas, velocidad de alimentacion, velocidad de reflujo, temperatura superior de producto, gasolina destilada a temperatura final o diferencial de presion; y de este modo, da como resultado una prolongacion del tiempo transcurrido entre dos paradas del proceso del fraccionador primario.
  9. 9. El uso de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que dicha composicion de reduccion de espuma se introduce en el fraccionador primario para lograr una dosificacion dentro del intervalo de 0,01 partes por millon a 5000 partes por millon.
  10. 10. El uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 8 y 9, en el que dicha composicion de reduccion de espuma se introduce continuamente en dicho fraccionador primario junto con la corriente de reflujo.
  11. 11. El uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 8 y 9, en el que dicha composicion de reduccion de espuma se introduce periodicamente en dicho fraccionador primario junto con la corriente de reflujo.
  12. 12. El uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que dicha composicion de reduccion de espuma ademas incluye un disolvente seleccionado del grupo que consiste en tolueno, xileno y nafta.
  13. 13. El uso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que dicha composicion de reduccion de espuma es polisiloxano.
  14. 14. El uso de acuerdo con la reivindicacion 13, en el que dicho polisiloxano es dimetil polisiloxano.
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