JP4227099B2 - 一次分留器中の気泡減少方法 - Google Patents

Description

本発明は、防汚剤、特に脱泡剤を用いたエチレンプラントにおけるクエンチ塔とも称される一次分留器を操作する方法に関するものである。

エチレンのような軽質炭化水素製品の製造業において、ナフサ又はディーゼルオイルのような重質炭化水素類が、熱分解加熱装置中において約８５０℃の温度で分解されて、エチレン、プロピレン及びブタジエンを含むがそれらに限定されないより小さい分子の混合物を形成する。通常分解ガスと称されるそのような混合物は、それらがエチレンプラントの分溜セクションにおいて分離されるまでに、そのエチレンプラントの種々の段階において冷却される。

重油を用いてクエンチされる前に、その分解ガスは、一次熱回収の間、移送ライン交換器（transfer line exchanger）とも称される一連の熱交換器に通されて冷却される。クエンチオイル又はボトムクエンチオイルとして知られているこの重油は、一次分留器の底に蓄積する。その一次分留器は、そのカラムの底部から、そのカラムの所謂精留セクションの開始部の範囲内で変動する燃料油の種々の成分を含む。そのカラムの精留セクションは、スチレン、インデン、ジ‐ビニルベンゼン、アルファ‐メチルスチレン、インデン誘導体類、ナフタレン及び他のより高次の環化合物誘導体類のような種（species）に関する厳しい付着物問題になりがちである。

これらの種の重合生成物は、上方のトレイ表面上のみならず、下方のトレイ表面上にも非常に早い速度で堆積する。この付着物問題のために、分留効率の低下を伴うカラム圧力損失の増加が遭遇される。結果的に、冷却水塔中に凝縮するガソリンの品質、及びその系から得られる燃料油の品質も、負にもたらされる。通常、精留セクションにおける付着物問題は、その一次分留器の不適当な操作によるクエンチオイル塔の底部における乏しい粘度制御をも伴う。通常ポリマーとして付着する種の堆積は、その分留器内部の気体及び液体の流れを妨害し、そして利用可能な表面積の低下によって、その環境がカラム中で増加されるあわ／気泡を助長する。気泡の存在が圧力損失を更に増加させ、そしてより高い沸点の生成物のより軽質の生成物中への飛沫同伴、及びより軽質の生成物のより高い沸点の生成物中への飛沫同伴をもたらす。過剰の気泡によって、カラムの圧力損失が非常に急速に増加し、そしてそれがユニット効率低下の主要な原因である。

付着物が生じ続けるために、発泡速度もカラム内で増加し、そしてユニット供給速度を大きく低減し、最後に一次分留器を清掃するためにそのプラントを停止することをプラント操作者に余儀なくさせることをもたらす。

本発明は、適当な化学薬剤を供給することによってポリマー堆積によって汚れる一次分留器を運転して、一次分留器の運転期間を長く伸ばす、一次分留器の運転方法を提供する。

本発明は、重合された炭化水素種の堆積による稼動率低下に遭遇する一次分留器における気泡を減少させるための方法を含んでいる。本発明は、その一次分留器において気泡を減少させる量の気泡減少組成物を添加する工程を含む。発泡の減少が達成されて、それによってそのプロセスの稼動率が、液‐ガス接触比、生成物トップ温度、圧力差、ガソリン終点又はそれらの組合せを含むがそれらに限定されない運転パラメータに基づいて改良される。

好ましい気泡減少組成物がポリシロキサンである。本発明に有用な代表的なポリシロキサンは、ジメチルポリシロキサンである。これは、例えばDorf Ketal Chemicals India Pvt.社から購入され得る、商業的に入手可能な化学品である。他の好適な気泡減少組成物には、酸化エチレン‐酸化プロピレンコポリマー類、脂肪酸エトキシレート類、ポリ‐イソ‐ブチレン類及び脂肪酸エステル類が含まれるが、それらに限定されない。これらの化合物の好適な見本もまたDorf Ketal Chemicals India Pvt.社から入手可能である。

気泡減少組成物は、そのままの形で、又はいかなる適した溶剤中で、そのプロセスに添加されても良い。代表的な溶剤類は、特性において芳香族であっても良く、トルエン、キシレン及びナフサが含まれるが、それらに限定されない。気泡減少組成物が、気泡問題に遭遇する特定位置の上流への適用、又は気泡問題のサイトへの直接的な適用のいずれかで適用されることが好ましい。特に、堆積減少組成物が、一次分留器の還流へ連続的に又は定期的に添加されても良い。一次分留器類そのものが、リップルトレイ、シーブトレイ、泡鐘トレイ、バルブトレイを含む内部部材を備えても良い。

上記の好ましいポリシロキサンは、０．０００１％〜０．１％、好ましくは０．０００５％〜０．００２５％の範囲の最終用途濃度でそのプロセスに適用されても良い（ここでの全ての百分率は重量／重量基準で表されている）。これらの百分率は、１ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍ炭化水素の稼動投与速度に変換する。特定のプロセスに存在する条件によって、特定の投与量が決定されても良い。ポリシロキサンの最も好ましい範囲が提供されるけれども、本発明がここで言う特定の化合物又は濃度によって限定されるべきではないことが理解される。更に、本発明が、腐食抑制組成物のような他の炭化水素処理剤と共にプロセスへ適用されても良いことが考えられる。

本発明をさらに明確に示すために、次の実施例が提供される。それらは一方では実例であるが、本発明の範囲を限定するものと解されるように意図されてはいない。

実施例１
エチレン、プロピレン及びブタジエンを含む軽質炭化水素の生成においてナフサを使用するエチレン生成プラントが、通常の供給速度より低い速度で運転された時でさえも、カラム効率の低下をもたらす一次分留器の付着物に遭遇した。２０％低減させたプラント供給速度でさえも、より高いカラム圧力損失及び増加したガソリン終点によって示されたカラム効率の低下を考慮して、そのプラント作業者はそのカラムを洗浄するためにそのユニットを停止しようと考えた。

しかしながら、受け入れ可能な運転パラメータを達成するために、各プロセスにおいて本発明が実施され、かくして本発明の有用性が実証された。ポリシロキサンを含む消泡剤が、還流と共にそのカラムに注入された。その特定の薬剤は、Dorf Ketal Chemicals India Pvt.社から入手可能なジメチルポリシロキサンであって、約１００ｐｐｍの運転濃度を達成するようにカラム中に供給された。

その消泡剤を使用する２〜３時間以内に、カラム圧力損失が図１に示すように低減された。付着される条件の間に、ガソリン終点が２０℃まで上昇してしまい、それが各ガソリンの色にも反映されるのが観察された。ガソリンは通常黄色がかった緑色を有するのに対して、その付着される条件は褐色がかった色のガソリンをもたらした。ポリシロキサン化合物がその還流中に導入された後に、プラント作業者は、カラム運転の改良を示すガソリン終点の低下と共に、ガソリンの色が通常の黄色がかった緑色に回復されたことを引き続き観察した。

図１は、この実験に伴うデータを示しており、そこでは、X軸上に時間が規定され、Y軸の左側に供給速度と還流質量の時間当りのｋｇ数が規定されている。加えて、Y軸の右側に、ｋｇ／ｃｍ^２での圧力損失が規定されている。X軸上に示されるように、カラム圧力が測定された。グラフの形に示されるデータから、カラム圧力における劇的な低下が明白である。

実施例２
プラントが、増加したカラム圧力損失による付着物の問題に遭遇した。このプラントにおける圧力損失は、０．０７〜０．０８ｋｇ／ｃｍ^２の通常の値で作動していた。しかしながら、付着物の問題が、０．１３５〜０．１５ｋｇ／ｃｍ^２の範囲の非常に高い値をもたらした。その付着物の問題と共に、カラム中の圧力損失が高いままで、供給速度と還流速度の減少が観測された。

費用のかかる製造設備の運転停止を避けるために、プラント作業者が本発明を活用して、カラム還流速度を基準にして１０〜２０ｐｐｍの注入速度で、ポリシロキサンがそのクエンチオイル塔内に導入された。使用された特定のポリシロキサンは、実施例１のものと同一であった。

その消泡剤の最初の注入後２〜３時間以内に、カラム圧力が約０．１０９ｋｇ／ｃｍ^２の値に低下し、一方ではカラム供給速度が１７５ｔ／ｈのナフサから１８４ｔ／ｈのナフサに改良したことを作業者が観察した。同様の期間の間に、還流速度が２０ｔ／ｈから３０ｔ／ｈに増加した。カラムの運転におけるその改良が図２に示されており、そこではX軸に沿ってサンプリング時間が示されて、Y軸上にカラム圧力がｋｇ／ｃｍ^２で示されている。

好ましい実施態様に関して本発明が記載されたが、当業者は、本発明の精神から外れることなく、ある置換、変更及び省略が成されても良いことを理解するであろう。従って、先の記載は、好適な例のみを意図されたものであり、それが請求の範囲に言う発明の範囲を限定するものではない。

実施例１におけるデータを示すものであり、一次分留器の供給速度、還流速度及びカラム圧力が時間に対してプロットされている。

実施例２におけるデータを示すものであり、クエンチ塔についてのカラム圧力が時間に対してプロットされている。

Claims (18)

1. エチレン生成プラントにおいて一次熱回収のために使用される、汚染されたクエンチ塔を稼動するための方法であって、
   ａ）分解ガスから熱を回収するために該クエンチ塔中に該分解ガスを導入する工程、但しそこでは該分解ガスが該クエンチ塔の塔頂を通って出て行く；及び
   ｂ）該クエンチ塔における還流流れに、ポリシロキサンから成る群から選ばれる添加剤を添加する工程、但しそれによって該稼働中のクエンチ塔における圧力損失が低減される、
   を含む方法。
2. 該添加剤が該クエンチ塔に導入されて、０．０１ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍの範囲における投与量を達成する、請求項１に記載の方法。
3. 該添加剤が、該クエンチ塔における還流流れに連続的に導入される、請求項１に記載の方法。
4. 該添加剤が、該クエンチ塔における還流流れに定期的に導入される、請求項１に記載の方法。
5. 該添加剤が、トルエン、キシレン及びナフサから成る群から選ばれる溶剤を更に含むものである、請求項１に記載の方法。
6. 該ポリシロキサンがジメチルポリシロキサンである、請求項１に記載の方法。
7. エチレン生成プラントにおいて一次熱回収のために使用される、汚染された稼動中のクエンチ塔における温度プロフィルを正常化するための方法であって、
   ａ）分解ガスから熱を回収するために該クエンチ塔中に該分解ガスを導入する工程、但しそこでは該分解ガスが該クエンチ塔の塔頂を通って出て行く；及び
   ｂ）該クエンチ塔における還流流れに、ポリシロキサンから成る群から選ばれる添加剤を添加する工程、但しそれによって該稼働中のクエンチ塔における温度プロフィルが正常化される、
   を含む方法。
8. 該添加剤が該クエンチ塔に導入されて、０．０１ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍの範囲における投与量を達成する、請求項７に記載の方法。
9. 該添加剤が、該クエンチ塔における還流流れに連続的に導入される、請求項７に記載の方法。
10. 該添加剤が、該クエンチ塔における還流流れに定期的に導入される、請求項７に記載の方法。
11. 該添加剤が、トルエン、キシレン及びナフサから成る群から選ばれる溶剤を更に含むものである、請求項７に記載の方法。
12. 該ポリシロキサンがジメチルポリシロキサンである、請求項７に記載の方法。
13. 分解ガス生成プラントにおいて熱回収を改良するための方法であって、
    ａ）分解ガスから熱を回収するためにクエンチ塔中に該分解ガスを導入する工程、但しそこでは該分解ガスが該クエンチ塔の塔頂を通って出て行く；及び
    ｂ）該クエンチ塔における還流流れに、ポリシロキサンから成る群から選ばれる添加剤を添加する工程、但しそれによって該稼働中のクエンチ塔のその後の稼働中に一次熱回収が改良される、
    を含む方法。
14. 該添加剤が該クエンチ塔に導入されて、０．０１ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍの範囲における投与量を達成する、請求項１３に記載の方法。
15. 該添加剤が、該クエンチ塔における還流流れに連続的に導入される、請求項１３に記載の方法。
16. 該添加剤が、該クエンチ塔における還流流れに定期的に導入される、請求項１３に記載の方法。
17. 該添加剤が、トルエン、キシレン及びナフサから成る群から選ばれる溶剤を更に含むものである、請求項１３に記載の方法。
18. 該ポリシロキサンがジメチルポリシロキサンである、請求項１３に記載の方法。

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