TW201710226A - 用於烯烴或苯乙烯生產之重胺中和劑 - Google Patents

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Abstract

本發明大體上係關於用於中和烯烴或苯乙烯生產工廠中之酸性流的組成物及方法。更具體而言，本發明係關於用於蒸汽裂解器過程中之稀釋蒸汽系統之中和劑及其在此類系統中減少酸腐蝕及積垢之用途。

Description

用於烯烴或苯乙烯生產之重胺中和劑
本發明大體上係關於用於中和烯烴或苯乙烯生產工廠中之酸性流的組成物及方法。更具體而言，本發明係關於用於蒸汽裂解器過程中之稀釋蒸汽系統之中和劑及其減少酸腐蝕、使積垢降至最低及防止產物污染之用途。
稀釋蒸汽為經由烴原料之熱解生產乙烯、丙烯及其他副產物之過程中的整合組分。稀釋蒸汽藉由降低熱解熔爐中之烴分壓來促進形成所需烯烴且其藉由減緩焦炭沉積速率來延長熔爐之運轉週期。
在裂解爐中熱解烴原料之後，廢氣必須快速冷卻，亦即驟冷，以防止反應性烯烴再組合成為不合需要的寡聚物、聚合物及稠合芳族結構之混合物。在此驟冷過程期間，冷凝蒸汽且所得熱水用於熱量回收，進一步冷卻水冷凝液以用於驟冷過程中，且處理一部分冷凝液以重新用作稀釋蒸汽。
此「蒸汽裂解」過程(在稀釋蒸汽存在下烴原料之熱解)亦產生少量不太合乎需要之副產物，諸如一氧化碳、二氧化碳、乙醛及乙酸。有機酸、乙酸、丙酸、甲酸及在較小程度上之高級C4-C6有機酸促進驟冷水 系統、驟冷水清潔容器(例如，油/水分離器、聚結器、製程水汽提器)及稀釋蒸汽產生器之水性環境中之腐蝕。「稀釋蒸汽系統」(例如，包括驟冷水系統、油/水分離器、製程水汽提器、稀釋蒸汽產生器及稀釋蒸汽管道之系統)中之酸性條件之另一促成者為基於硫之酸，其由與烴原料一起供給或添加至烴原料中之硫化合物之裂解形成。此等酸性副產物經鹼中和。
在多個系統中，用於稀釋蒸汽系統之所選中和劑為苛性鹼、NaOH且此鹼化劑具有成本效益，其限制條件為稀釋蒸汽產生器具有可防止稀釋蒸汽伴隨有鈉離子殘留的足夠尺寸或設計特徵。伴隨稀釋蒸汽之較低程度之鈉殘留可導致較大程度之熔爐焦化及較短之熔爐運轉週期，而較高程度之鈉殘留可破壞熔爐輻射管之機械特性(例如鈉脆化)。
為了避開與鈉殘留相關之危害，大量乙烯生產者選擇使用中和胺來控制稀釋蒸汽系統中之pH值。儘管單乙醇胺(monoethanolamine；MEA)為有成本效益之胺，但其會與稀釋蒸汽冷凝液中之乙酸反應形成MEA-乙酸鹽。在水溶液中，此鹽產生緩衝pH條件，其中添加少量酸不會極大地降低pH值且添加少量鹼不會極大地提高pH值。即使此緩衝條件保護pH值免於偏移至較具腐蝕性之酸性範圍內，其亦需要使用大量MEA以將pH值提高至可避免氧化鐵溶解之保護性pH值範圍內且因此防止腐蝕。
即使MEA在蒸汽鍋爐中具有相對較低之揮發率，在鍋爐中伴隨蒸汽相仍將殘留一些胺。當諸如MEA之胺進入熱解熔爐中時，胺裂解形成氨及烴副產物。氨為乙烯產物之污染物，因為其會毒化用於產生聚乙烯及乙烯共聚物之催化劑。當乙烯產物歸因於氨而不合格時，將乙烯產物直接傳送至燃燒系統直至產物恢復合格。由於氨為鹼，因此其可提高稀釋 蒸汽系統之驟冷水中之pH值。若不控制氨之添加，則隨後驟冷水可能變得鹼性過高且可促進驟冷油/水分離器中之經穩定之乳液，致使稀釋蒸汽產生器過早積垢。
因此，需要更有效的中和劑。
本發明之一個態樣為一種用於抑制乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕的方法。該方法包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，該中和劑實質上不含鈉，且選自N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP)或其組合。
本發明之另一態樣為一種用於抑制苯乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕的方法。該方法包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，該中和劑實質上不含鈉，且選自N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP)或其組合。
又一態樣為一種用於抑制乙烯或苯乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕的方法。該方法包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中。中和劑實質上不含鈉，且選自N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP) 或其組合。較佳地，中和劑包含己二胺(HMDA)之水溶液。
其他目標及特徵部分將顯而易見，且部分將在下文中加以指出。
圖1為烯烴稀釋蒸汽系統之示意圖。
圖2為苯乙烯稀釋蒸汽系統之示意圖。
圖3為針對N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)之鹼的pH值與濃度之圖。
在整個圖式中，對應元件符號指示對應部件。
已發現乙烯及苯乙烯生產工廠中之中和劑能有效地防止或減少具有不合需要之烴沉積物之設備的積垢且抑制產物污染。此類中和劑實質上不含鈉，且選自N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP)或其組合。
本發明之中和劑具有相對較高之pKa，使得中和劑有效提高稀釋蒸汽系統中之水溶液的pH值，同時將所需中和劑之量降至最低。在選擇具有較高pKa之中和劑時，當以化學計算量對酸進行中和時，僅需要少量過量之高pKa中和劑來提高鍋爐水之pH值。中和劑之高pKa有助於降低 廢水系統中所需之處理程度，因為其允許使用較少量之中和劑。
歸因於中和劑之低揮發度，中和劑將在鍋爐中伴隨蒸汽相之可能性較小。由於中和劑處於蒸汽相中之可能性較小，因此中和劑亦不大可能到達熱解熔爐。當用作中和劑之胺進入熱解熔爐中時，其裂解形成氨及烴。該氨為乙烯產物中之污染物，因為其會污染聚合反應催化劑。氨亦可提高驟冷水之pH值，但當不控制氨之添加時，驟冷水可能會達到過高pH值且可形成阻礙油與水之分離的乳液。中和劑之低揮發度避免形成此等可能導致稀釋蒸汽產生器積垢之乳液。
中和劑不含鈉或實質上不含鈉，因此不會發生熔爐中殘留鈉離子或殘留極少。此類殘留可導致熔爐焦化、較短熔爐運轉週期或熔爐輻射管之鈉脆化。鈉脆化使輻射管變得如同玻璃且顯著縮減熔爐輻射管之使用壽命。若中和劑或包含中和劑之組成物含有不會導致熔爐焦化或導致稀釋蒸汽系統之任何組件之鈉脆化的一定量鈉，則中和劑為「實質上不含鈉(substantially sodium-free)」的。中和劑較佳不含鈉。
本發明之方法抑制乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕，且包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，該中和劑之揮發度指數小於0.005且該中和劑實質上不含鈉，且選自N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP)或其組合。
本發明亦係關於一種用於抑制乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕的方法，該方法包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，該中和劑包 含HMDA之水溶液。
烴饋料之裂解過程產生所需烯烴，主要為C2-C4烯烴，諸如乙烯、丙烯、丁烯及丁二烯。裂解過程亦產生副產物，諸如一氧化碳、二氧化碳、乙醛，及有機酸，諸如乙酸、丙酸、甲酸及一些C4至C6有機酸。此外，一些基於硫之酸為烴饋料中所含有的硫化合物之裂解產物。將中和劑添加至稀釋蒸汽系統中會減少可能由如上文詳細描述之此等副產物中之一些的存在而引起的系統破壞。
用於本文所述之方法中的稀釋蒸汽系統可包含熔爐、驟冷水塔、驟冷水分離器、聚結器、製程水汽提器及稀釋蒸汽產生器。用於乙烯生產之代表性稀釋蒸汽系統展示於圖1中，其中將烴原料10饋入熱解熔爐12中且將流出管線14中所含有的來自熱解熔爐之流出物饋入驟冷水塔20中。該驟冷水塔20藉由噴射驟冷水塔20頂部之冷卻水來降低塔頂管線24中之氣體之溫度。此過程回收能量、減小非所需副反應且冷凝一部分熱解氣體。驟冷水塔管線22中含有驟冷水塔底部殘留物且傳送至驟冷水分離器30。驟冷水分離器30將烴與水分離且其為將水清潔排出驟冷水塔之過程中之第一步驟。輕烴管線34中含有輕烴且將其與驟冷水分離器管線32中所含有的水分離，該水傳送至包含過濾器36及聚結器40之聚結器單元。該聚結器單元使用過濾器36回收固體且使用聚結器40還原烴來移除有機及固體材料，從而進一步改良製程水之品質。首先將驟冷水分離器管線32中所含有的來自驟冷水分離器30之水傳送至聚結器單元之過濾器36，且在過濾之後將過濾器管線38中所含有的水傳送至聚結器40。聚結器40分離輕油與水。將輕油管線44中所含有的來自聚結器之輕油傳送至驟冷水分離器30，且將 聚結器管線42中所含有的來自聚結器之水傳送至製程水汽提器50。製程水汽提器50藉由移除硫化氫、二氧化碳、氨及輕烴來純化製程水。將氣體管線54中所含有的氣體典型地傳送至驟冷水塔20且將製程水汽提器管線52中所含有的來自製程水汽提器50之底部殘留物傳送至稀釋蒸汽產生器60。可視需要將稀釋蒸汽補給56添加至製程水汽提器50中。稀釋蒸汽產生器60使用驟冷油或中壓蒸汽產生稀釋蒸汽。稀釋蒸汽產生器60中之蒸汽鼓含有除霧墊以消除雜質殘留且經由洩料64吹洗雜質。將經處理之稀釋蒸汽62引導至饋料管線10中以將稀釋蒸汽再循環回至熱解熔爐12中。
可在用於乙烯生產之稀釋蒸汽系統內的一或多個位置處注入中和劑。可將一定濃度之中和劑注入製程水汽提器與稀釋蒸汽產生器之間的製程水汽提器管線中以使稀釋蒸汽產生器中之水溶液之pH值保持在約9與約12之間，較佳在約9.5與約10.5之間，從而減少稀釋蒸汽產生器之腐蝕或積垢。舉例而言，在圖1中，可將中和劑注入製程水汽提器管線52中之稀釋蒸汽產生器注入位置58中以使稀釋蒸汽產生器60中之水溶液之pH值保持在約9與約12之間，較佳在約9.5與約10.5之間。
可將一定濃度之中和劑注入驟冷水塔與驟冷水分離器之間的驟冷水塔管線中以使驟冷水分離器中之水溶液之pH值保持在約5.5與約7.5之間，從而減少驟冷水分離器之腐蝕。舉例而言，在圖1中，可將中和劑注入驟冷水塔管線22中之驟冷水分離器位置28處以為驟冷水分離器30中之水溶液提供約5.5與約7.5之間的pH值。
可將一定濃度之中和劑注入聚結器與製程水汽提器之間的聚結器管線中以使製程水汽提器中之水溶液之pH值保持在約8與9之間， 從而減少製程水汽提器之腐蝕或積垢，且藉由使用具有較低揮發度之胺以使胺保持在蒸汽流以外而減少排出製程水汽提器之蒸汽的氨污染。舉例而言，在圖1中，可在製程水汽提器注入位置48處將中和劑注入聚結器管線42中以使製程水汽提器50中之水溶液之pH值保持在約8與約9之間。
本發明之另一態樣為一種用於抑制乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕的方法。該方法包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，該中和劑包含N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP)或其組合之溶液。較佳地，中和劑包含HMDA之水溶液。
該稀釋蒸汽系統包含熔爐、驟冷水塔、驟冷水分離器、聚結器、製程水汽提器及稀釋蒸汽產生器，且將該中和劑(i)以一定濃度注入製程水汽提器與稀釋蒸汽產生器之間的製程水汽提器中以使稀釋蒸汽產生器洩料中之水溶液之pH值保持在約9與約12之間，從而減少稀釋蒸汽產生器之腐蝕或積垢；(ii)以一定濃度注入驟冷水塔與驟冷水分離器之間的驟冷水塔管線中以使驟冷水分離器中之水溶液之pH值保持在約5.5與7.5之間，從而減少驟冷水分離器之腐蝕；及(iii)以一定濃度注入聚結器與製程水汽提器之間的聚結器管線中以使製程水汽提器底部排出物中之水溶液之pH值保持在約8與9之間，從而減少製程水汽提器之腐蝕或積垢，且減少排出製程水汽提器之蒸汽的氨污染。
本發明之方法抑制苯乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕，且包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，該中和劑之揮發度指數小於0.005 且pKa為約10至約15，且實質上不含鈉。
提供一種用於抑制苯乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕的方法，該方法包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，該中和劑包含HMDA之水溶液。
用於苯乙烯生產之代表性稀釋蒸汽系統展示於圖2中，其中將饋料管線106中之乙苯原料與來自過熱器管線112之過熱蒸汽混合且經由管線108饋入反應器120中且反應。將反應器管線122中所含有的來自反應器之流出物引導至一系列熱交換器(例如熱交換器130、熱交換器134及熱交換器138)中以冷卻且冷凝反應器流出物。經由熱交換器管線132將熱交換器130之內含物引導至熱交換器134中，經由熱交換器管線135將熱交換器134之內含物導引至熱交換器138中。經由熱交換器管線139將熱交換器138之內含物轉移至分離器140中，該分離器使排出氣體與冷凝液及粗苯乙烯分離。經由排出氣體管線142將來自分離器140之排出氣體引導至氣體/液體分離器150中且經由排出氣體冷凝器管線154將來自排出氣體冷凝器之排出氣體引導至排出氣體壓縮器156中。經由壓縮器管線157將壓縮排出氣體引導至壓縮器熱交換器158中且作為廢氣經由廢氣管線159傳送。
經由分離器管線146將來自分離器140之冷凝液引導至製程水汽提器160中。經由製程水汽提器管線162將製程水汽提器底部殘留物引導至稀釋蒸汽產生器170中。可經由稀釋蒸汽產生器管線176將來自稀釋蒸汽產生器170之蒸汽引導至過熱器110中。可經由洩料172釋放稀釋蒸汽產生器中之雜質。經由過熱器管線112將自過熱器110釋放之蒸汽導引導至反應器120中以與乙苯反應。
可在用於苯乙烯生產之稀釋蒸汽系統內的一或多個位置處注入中和劑。可將一定濃度之中和劑注入兩個熱交換器之間的熱交換器管線中以使來自分離器之冷凝液之pH值保持在約6.5與約7.5之間，從而減少熱交換器或分離器之腐蝕或積垢。舉例而言，在圖2中，可在熱交換器注入位置136處將中和劑注入熱交換器管線135中以使分離器140中之水溶液之pH值保持在約6.5與約7.5之間。
此外，可將一定濃度之中和劑注入分離器與排出氣體冷凝器之間的排出氣體管線中以使排出氣體冷凝器冷凝液之pH值保持在約6.5與7.5之間，從而減少排出氣體壓縮器之腐蝕。舉例而言，在圖2中，可在排出氣體注入位置144處將中和劑注入排出氣體管線142中以使排出氣體冷凝器150中之冷凝液152之pH值保持在約6.5與7.5之間。
此外，可將一定濃度之中和劑注入分離器與製程水汽提器之間的分離器管線中以使製程水汽提器底部殘留物中之水溶液之pH值保持在約8.8與9.2之間，從而減少製程水汽提器之腐蝕或積垢，且歸因於使用具有較低揮發度之胺而減少排出製程水汽提器之蒸汽的氨污染。舉例而言，在圖2中，可在分離器管線注入位置148處將中和劑注入分離器管線146中以使製程水汽提器160中之水溶液之pH值保持為約8.8至約9.2。
此外，可將一定濃度之中和劑注入製程水汽提器與稀釋蒸汽產生器之間的製程水汽提器管線中以使稀釋蒸汽產生器洩料之pH值保持在約9.5與10.5之間，從而減少稀釋蒸汽產生器之腐蝕。舉例而言，在圖2中，可在製程水汽提器注入位置164處將中和劑注入製程水汽提器管線162中以使稀釋蒸汽產生器170中之水溶液之pH值保持為約9.5至約10.5。
本發明之另一態樣為一種用於抑制苯乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕的方法。該方法包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，其中該稀釋蒸汽系統包含過熱器、反應器、複數個熱交換器、分離器、排出氣體冷凝器、排出氣體壓縮器、製程水汽提器及稀釋蒸汽產生器，且其中將該中和劑(i)以一定濃度注入兩個熱交換器之間的熱交換器管線中以使來自分離器之冷凝液之pH值保持在約6.5與約7.5之間，從而減少熱交換器或分離器之腐蝕或積垢；(ii)以一定濃度注入分離器與排出氣體冷凝器之間的排出氣體管線中以使排出氣體冷凝器冷凝液之pH值保持在約6.5與7.5之間，從而減少排出氣體壓縮器之腐蝕；(iii)以一定濃度注入分離器與製程水汽提器之間的分離器管線中以使製程水汽提器底部殘留物中之水溶液之pH值保持在約8.8與9.2之間，從而減少製程水汽提器之腐蝕或積垢，且減少排出製程水汽提器之蒸汽的氨污染；及(iv)以一定濃度注入製程水汽提器與稀釋蒸汽產生器之間的製程水汽提器管線中以使稀釋蒸汽產生器洩料之pH值保持在約9與約12之間，較佳在約9.5與約10.5之間，從而減少稀釋蒸汽產生器之腐蝕。
腐蝕控制與操作pH值之間的關係為直接了當的：酸性pH值條件為腐蝕性的，而鹼性條件引起較少腐蝕。pH值控制與積垢之間的關係並非如此直接了當。對於乙烯裂解過程而言，驟冷水塔及油/水分離器中之較高pH值會增加穩定烴/水乳液之形成。熱解汽油之組成物可含有諸多反應性烯烴及易於發生聚合反應之二烯烴。製程水汽提器中之製程條件及反應物可促進聚合反應同時進行自油/水分離器中未溶解之乳液中移除溶劑。隨後，此聚合物生產及溶劑移除可導致積垢物(例如烴聚合物)沉積 於製程水汽提器之底部及稀釋蒸汽產生器中。
當傳統胺(最通常為烷醇胺)用作蒸汽稀釋系統中和劑時，驟冷水pH值之初始控制不會造成問題。然而，在此操作之初始時間段期間及之後，少量胺可能伴隨稀釋蒸汽行進且可能在熔爐中熱解，從而產生氨。由於氨為揮發性鹼化劑，當其形成時，其積聚在驟冷水塔及油/水分離器中。此氨積聚導致驟冷水pH值上升至所需pH值設定點之上且較高pH值促進形成穩定乳液。當氨積聚量超過驟冷水系統之飽和度限制時，氨可伴隨裂解氣體朝向純化系統行進。該氨與乙烯餾分一起蒸餾且可能污染最終產物。因此，提供對乙烯製程中所產生的氨之控制為有利的。
中和劑之揮發度指數(或V/L比率)為在特定壓力下中和劑分配於蒸汽態與液態之間的量度。藉由操作小鍋爐單元測定揮發度指數。該鍋爐裝有去離子水且將量測量之中和劑添加至水中。將鍋爐加熱至指定壓力且當在該壓力下達到穩態時，冷凝且收集蒸汽樣本且同時收集鍋爐水樣本。隨後分析兩種水樣本以得到中和劑濃度。隨後藉由用蒸汽中之中和劑濃度除以水中之中和劑濃度來計算揮發度指數。隨後，將鍋爐進一步加熱至下一所需壓力且當達到穩態時，收集另一組樣本。
中和劑可包含N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP)或其組合。
中和劑可包含N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)。
中和劑可包含N-甲基二乙醇胺(MDEA)。
中和劑可包含二伸乙基三胺(DETA)。
中和劑可包含三伸乙基四胺(TETA)。
中和劑可包含N-嗎啉基丙胺。
中和劑可包含咪唑。
中和劑可包含2-甲基戊二胺(MPMD)。
中和劑可包含1,3-二胺基戊烷(DAMP)。
較佳地，中和劑包含己二胺(HMDA)。
當中和劑為己二胺時，其可由呈水溶液形式之純固體來製備。當以此方式製備中和劑時，其在水溶液中之濃度介於50wt%至100wt%胺水溶液範圍內，較佳為60wt%胺水溶液。
中和劑組成物中之溶劑可包含水。
當中和劑包含HMDA時，中和劑組成物中之溶劑可包含水。
中和劑可為HMDA與MPMD之摻合物。
中和劑亦可為HMDA與MPMD之摻和物，其中胺摻合物水溶液之濃度範圍將為50wt%至80wt%。
在操作實踐中，乙烯工廠為原料組成物、製程流動速率、溫度波動及其他製程條件具有微小變化的動態製程，且其結果是待中和酸之濃度可略微不同。本發明之較佳中和劑為另外有利的，因為溶液pH值與所用中和劑濃度之間的關係(亦即中和概況)自在pH 9或以下處pH值幾乎垂直上升變為中和劑濃度使溶液保持在pH 9至pH 12之間，較佳在pH 9.5至pH 10.5之間時的較不陡峭的pH上升。在稀釋蒸汽產生器中尋求此9至12之pH值目標，較佳pH 9.5至pH 10.5，其中腐蝕為最大關注點。本文所 述之中和劑之此中和概況意謂需要較少中和劑來使其用來中和之溶液(例如稀釋蒸汽)保持在所需pH值下。
可將中和劑注入熟習此項技術者已知之各種方法的系統中。注入控制器可為微處理器、中心處理單元或能夠處理來自酸量測裝置之信號輸出且響應於此信號控制中和劑之分配速率的任何其他類似的裝置。注入控制器可整合有中和劑注入器或其可為單獨的。適合之注入控制器將包括此項技術中熟知的控制系統。
酸濃度偵測器可為能夠響應於稀釋蒸汽系統中之酸濃度產生信號的多個裝置中之任一者。自動化滴定器為尤其有效之酸量測裝置。適合用於系統之多種自動化滴定器為市售可得的，其包括來自Rosemount公司、Honeywell、Hach或Mettler Toledo之滴定器。
已詳細地描述本發明，將顯而易見的是，在不脫離所附申請專利範圍中所定義之本發明之範圍的情況下，修改及變化為可能的。
實施例
提供以下非限制性實施例以進一步說明本發明。
實施例1：N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)對1300ppm乙酸之滴定
為了測試AEEA作為中和劑之比較中和效能，首先根據以下程序稀釋溶液。向玻璃容器中添加10.0g純AEEA。使用蒸餾水將此稀釋至500g之總質量。
藉由將1.31mL 99.7%(純度)冰乙酸添加至1000mL容量瓶中來製備1300ppm乙酸溶液。向此燒瓶中添加去離子水以得到1000mL之最終溶液。將30mL此溶液之等分試樣添加至100mL滴定小瓶中。使用 pH值測定計量測此溶液之初始pH值。此後，將純MEA稀釋溶液以小等分試樣形式一次添加至小瓶中，同時在每一位置處量測溶液之pH值。持續滴定直至使用30mL中和劑。滴定結束時pH值達到10.5且用掉8156ppm之中和劑。
實施例2：N-甲基二乙醇胺(MDEA)對1300ppm乙酸之滴定
在比較中和之第二實施例中，首先稀釋5g MDEA，隨後根據實施例1中之程序對1300ppm乙酸滴定。滴定結束時pH值達到9.69且使用10877ppm之中和劑。
實施例3：二伸乙基三胺(DETA)對1300ppm乙酸之滴定
在比較中和之第三實施例中，首先稀釋10.02g DETA，隨後根據實施例1中之程序對1300ppm乙酸滴定。滴定結束時pH值達到10.5且使用5789ppm之中和劑。
實施例4：三伸乙基四胺(TETA)對1300ppm乙酸之滴定
在比較中和之第四實施例中，首先稀釋5.02g TETA，隨後根據實施例1中之程序對1300ppm乙酸滴定。滴定結束時pH值達到11.0且使用8556ppm之中和劑。
實施例5：N-嗎啉基丙胺對1300ppm乙酸之滴定
在比較中和之第五實施例中，首先稀釋10.04g N-嗎啉基丙胺，隨後根據實施例1中之程序對1300ppm乙酸滴定。滴定結束時pH值達到10.5且使用6984ppm之中和劑。
實施例6：咪唑對1300ppm乙酸之滴定
在比較中和之第六實施例中，首先稀釋10.02g咪唑，隨後 根據實施例1中之程序對1300ppm乙酸滴定。滴定結束時pH值達到8.531且使用12796ppm之中和劑。
實施例7：己二胺(HMDA)對1300ppm乙酸之滴定
在比較中和之第七實施例中，首先稀釋5.08g HMDA，隨後根據實施例1中之程序對1300ppm乙酸滴定。滴定結束時pH值達到11.5且使用5367ppm之中和劑。
當介紹本發明之要素或其較佳具體實例時，冠詞「一(a/an)」及「該(the/said)」意指存在一或多個元素。術語「包含(comprising)」、「包括(including)」及「具有(having)」意欲為包括性的，且意謂可能存在除所列要素之外的其他要素。
鑒於上文，將可見實現本發明之若干目標且獲得其他有利結果。
因為可在不脫離本發明之範圍的情況下在上述組成物及方法中作出不同變化，因此預期上述說明書中所含有的及隨附圖式中所示之所有事項均應解釋為說明性的且不具有限制性意義。
10‧‧‧烴原料/饋料管線
12‧‧‧熱解熔爐
14‧‧‧流出管線
20‧‧‧驟冷水塔
22‧‧‧驟冷水塔管線
24‧‧‧塔頂管線
28‧‧‧驟冷水分離器位置
30‧‧‧驟冷水分離器
32‧‧‧驟冷水分離器管線
34‧‧‧輕烴管線
36‧‧‧過濾器
38‧‧‧過濾器管線
40‧‧‧聚結器
42‧‧‧聚結器管線
44‧‧‧輕油管線
48‧‧‧製程水汽提器注入位置
50‧‧‧製程水汽提器
52‧‧‧製程水汽提器管線
54‧‧‧氣體管線
56‧‧‧稀釋蒸汽補給
58‧‧‧稀釋蒸汽產生器注入位置
60‧‧‧稀釋蒸汽產生器
62‧‧‧經處理稀釋蒸汽
64‧‧‧洩料

Claims (33)

  1. 一種用於抑制乙烯或苯乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕的方法，該方法包含將中和劑注入稀釋蒸汽系統中，該中和劑實質上不含鈉，且選自N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP)或其組合。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中和劑選自咪唑、己二胺(HMDA)或其組合。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中和劑包含N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中和劑包含N-甲基二乙醇胺(MDEA)。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中和劑包含二伸乙基三胺(DETA)。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中和劑包含三伸乙基四胺(TETA)。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中和劑包含N-嗎啉基丙胺。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中和劑包含2-甲基戊二胺(MPMD)。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該中和劑包含1,3-二胺基戊烷(DAMP)。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中該中和劑包含己二胺。
  11. 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中該中和劑包含咪唑。
  12. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項之方法，其中該乙烯生產工廠之稀釋蒸汽系統包含熔爐、驟冷水塔、驟冷水分離器、聚結器、製程水汽提器及稀釋蒸汽產生器，且其中將該中和劑(i)以一定濃度注入該製程水汽提器與該稀釋蒸汽產生器之間的製程水汽提器管線中以使該稀釋蒸汽產生器洩料中之水溶液之pH值保持在約9與約12之間，從而減少該稀釋蒸汽產生器之腐蝕或積垢；(ii)以一定濃度注入該驟冷水塔與該驟冷水分離器之間的驟冷水塔管線中以使該驟冷水分離器中之水溶液之pH值保持在約5.5與7.5之間，從而減少該驟冷水分離器之腐蝕；或(iii)以一定濃度注入該聚結器與該製程水汽提器之間的聚結器管線中以使該製程水汽提器底部排出物中之水溶液之pH值保持在約8與9之間，從而減少該製程水汽提器之腐蝕或積垢，且減少離開該製程水汽提器之蒸汽的氨污染。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中將一定濃度之該中和劑注入該製程水汽提器與該稀釋蒸汽產生器之間的製程水汽提器管線中以使該稀釋蒸汽產生器中之水溶液之pH值保持在約9.5與約10.5之間，從而減少該稀釋蒸汽產生器之腐蝕或積垢。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項之方法，其中將一定濃度之該中和劑注入該驟冷水塔與該驟冷水分離器之間的驟冷水塔管線中以使該驟冷水分離器中之水溶液之pH值保持在約5.5與約7.5之間，從而減少該 驟冷水分離器之腐蝕。
  15. 如申請專利範圍第12項至第14項中任一項之方法，其中將一定濃度之該中和劑注入該聚結器與該製程水汽提器之間的聚結器管線中以使該製程水汽提器中之水溶液之pH值保持在約8與9之間，從而減少該製程水汽提器之腐蝕或積垢，且減少離開該製程水汽提器之蒸汽的氨污染。
  16. 如申請專利範圍第1項至第11項中任一項之方法，其中該苯乙烯生產工廠之稀釋蒸汽系統包含過熱器、反應器、複數個熱交換器、分離器、排出氣體冷凝器、排出氣體壓縮器、製程水汽提器及稀釋蒸汽產生器，且其中將該中和劑(i)以一定濃度注入兩個熱交換器之間的熱交換器管線中以使來自該分離器之冷凝液之pH值保持在約6.5與約7.5之間，從而減少該熱交換器或分離器之腐蝕或積垢；(ii)以一定濃度注入該分離器與該排出氣體冷凝器之間的排出氣體管線中以使排出氣體冷凝器冷凝液之pH值保持在約6.5與約7.5之間，從而減少該排出氣體壓縮器之腐蝕；(iii)以一定濃度注入該分離器與該製程水汽提器之間的分離器管線中以使該製程水汽提器底部殘留物中之水溶液之pH值保持在約8.8與約9.2之間，從而減少該製程水汽提器之腐蝕或積垢，且減少排出該製程水汽提器之蒸汽的氨污染；或(iv)以一定濃度注入該製程水汽提器與該稀釋蒸汽產生器之間的製程水汽提器管線中以使該稀釋蒸汽產生器洩料之pH值保持在約9與約12 之間，從而減少該稀釋蒸汽產生器之腐蝕。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中將一定濃度之該中和劑注入兩個熱交換器之間的熱交換器管線中以使來自該分離器之冷凝液之pH值保持在約6.5與約7.5之間，從而減少該熱交換器之腐蝕或積垢。
  18. 如申請專利範圍第16項或第17項之方法，其中將一定濃度之該中和劑注入該分離器與該排出氣體冷凝器之間的排出氣體管線中以使該排出氣體冷凝器冷凝液之pH值保持在約6.5與約7.5之間，從而減少該排出氣體壓縮器之腐蝕。
  19. 如申請專利範圍第16項至第18項中任一項之方法，其中將一定濃度之該中和劑注入該分離器與該製程水汽提器之間的分離器管線中以使該製程水汽提器底部殘留物中之水溶液之pH值保持在約8.8與約9.2之間，從而減少該製程水汽提器之腐蝕或積垢，且減少離開該製程水汽提器之蒸汽的氨污染。
  20. 如申請專利範圍第16項至第19項中任一項之方法，其中將一定濃度之該中和劑注入該製程水汽提器與該稀釋蒸汽產生器之間的製程水汽提器管線中以使該稀釋蒸汽產生器洩料之pH值保持在約9.5與約10.5之間，從而減少該稀釋蒸汽產生器之腐蝕。
  21. 一種N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、N-嗎啉基丙胺、咪唑、己二胺(HMDA)、2-甲基戊二胺(MPMD)、1,3-二胺基戊烷(DAMP)或其組合作為中和劑之用途，其用於抑制乙烯或苯乙烯生產工廠中之設備之積垢及腐蝕。
  22. 如申請專利範圍第21項之用途，其中該中和劑選自咪唑、己二胺(HMDA)或其組合。
  23. 如申請專利範圍第21項之用途，其中該中和劑包含N-(2-胺基乙基)乙醇胺(AEEA)。
  24. 如申請專利範圍第21項之用途，其中該中和劑包含N-甲基二乙醇胺(MDEA)。
  25. 如申請專利範圍第21項之用途，其中該中和劑包含二伸乙基三胺(DETA)。
  26. 如申請專利範圍第21項之用途，其中該中和劑包含三伸乙基四胺(TETA)。
  27. 如申請專利範圍第21項之用途，其中該中和劑包含N-嗎啉基丙胺。
  28. 如申請專利範圍第21項之用途，其中該中和劑包含2-甲基戊二胺(MPMD)。
  29. 如申請專利範圍第21項之用途，其中該中和劑包含1,3-二胺基戊烷(DAMP)。
  30. 如申請專利範圍第21項或第22項之用途，其中該中和劑包含己二胺。
  31. 如申請專利範圍第21項或第22項之用途，其中該中和劑包含咪唑。
  32. 如申請專利範圍第21項至第31項中任一項之用途，其中乙烯或苯乙烯生產工廠中之該設備為稀釋蒸汽系統。
  33. 如申請專利範圍第32項之用途，其中該稀釋蒸汽系統包含熔爐、驟冷水塔、驟冷水分離器、聚結器、製程水汽提器及稀釋蒸汽產生器。
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