WO2021199439A1 - 石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法 - Google Patents

石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法 Download PDF

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WO2021199439A1
WO2021199439A1 PCT/JP2020/015373 JP2020015373W WO2021199439A1 WO 2021199439 A1 WO2021199439 A1 WO 2021199439A1 JP 2020015373 W JP2020015373 W JP 2020015373W WO 2021199439 A1 WO2021199439 A1 WO 2021199439A1
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WO
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treatment
drug
process fluid
heat exchanger
ester compound
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PCT/JP2020/015373
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English (en)
French (fr)
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錦織弘宜
甲田浩気
Original Assignee
株式会社片山化学工業研究所
ナルコジャパン合同会社
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G75/00—Inhibiting corrosion or fouling in apparatus for treatment or conversion of hydrocarbon oils, in general
    • C10G75/04—Inhibiting corrosion or fouling in apparatus for treatment or conversion of hydrocarbon oils, in general by addition of antifouling agents

Definitions

  • This disclosure relates to a method for preventing heat exchanger stains in the petroleum process.
  • the crude oil In the distillation process of an oil refining plant for refining crude oil, the crude oil is heated in a heat exchanger and a heating furnace and then sent to a distillation column for distillation operation. Crude oil undergoes heat history in heat exchangers and heating furnaces, and a large amount of dirt adheres to it.
  • the dirt component there is a form in which an organic polymer component such as asphaltene or sludge is mixed. Adhesion of dirt causes a decrease in the heat exchange rate of heat exchangers and heating furnaces, resulting in an increase in the amount of fuel used to maintain the outlet temperature.
  • Patent Document 1 discloses a stain-preventing agent and a stain-preventing method for a heat exchanger and a heating furnace to be added to a process fluid before a desalter.
  • Patent Document 2 discloses a method of preventing stains derived from asphaltene in preheating in a petroleum process by using a phosphate ester-based anticorrosive agent and a dispersant.
  • Patent Document 3 discloses a method of preventing stains derived from asphaltene in preheating in a petroleum process by using a phosphite ester-based anticorrosive agent and a dispersant.
  • the present disclosure in one aspect, provides a new method capable of efficiently preventing heat exchanger contamination in petroleum processes.
  • the present disclosure in one aspect, is a method of preventing heat exchanger fouling in a petroleum process.
  • the heat exchanger subjected to the first treatment includes a second treatment of sending a process fluid to which a chemical containing a dispersant is added.
  • the concentration of the active ingredient of the drug in the process fluid of the first treatment (ppm) is higher than the concentration of the active ingredient of the drug in the process fluid of the second treatment (ppm).
  • the present invention relates to a stain prevention method comprising adding the drug to a process fluid in the treatment of 1.
  • the present disclosure is, in other aspects, a method of initial treatment of heat exchangers in a cleaned petroleum process.
  • a clean heat exchanger in which a drug containing at least one of an oil-soluble phosphate ester compound and a phosphite ester compound is added to the process fluid, and the process fluid to which the drug is added is cleaned.
  • the present invention relates to an initial treatment method of a heat exchanger in an oil process, including sending a liquid to a fluid.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a petroleum refining processing apparatus provided with a atmospheric distillation column.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the heating tube used in the stain prevention test.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a state in which the heating tube is inserted into the heating tube cage in the stain prevention test.
  • the surface condition (dirt) of the heat exchanger in contact with the process fluid between the heat exchanger (heat exchanger in the initial state) after periodic cleaning (when the operation is restarted) and the heat exchanger during the steady operation Since the ease of adhesion) is different, it is possible to efficiently prevent the heat exchanger from becoming dirty by performing the processing after regular cleaning (when restarting operation) and the processing during steady operation after restarting operation under different conditions. Based on the knowledge. Further, as another aspect of the present disclosure, the heat exchanger after periodic cleaning (when the operation is restarted) is more likely to be contaminated than the heat exchanger during the steady operation, and the performance of the heat exchanger is deteriorated.
  • the heat exchanger is cleaned by supplying a process fluid containing a high concentration of a drug containing an oil-soluble phosphate ester compound / phosphite ester compound to the heat exchanger. Based on the knowledge that it can be prevented efficiently.
  • the heat exchange rate of the heat exchanger can be improved / maintained, the fuel cost can be suppressed, and the frequency of periodic cleaning and / or the cleaning cost related to the periodic cleaning can be reduced. Can be suppressed. According to the present disclosure, it is possible to reduce the cost of preventing stains in one or more embodiments.
  • the term "petroleum process” refers to all or part of the process from hydrocarbons such as crude oil to the production of various petroleum products.
  • the petroleum process involves heating hydrocarbons such as crude oil, and utilizing the difference in boiling points of these heated hydrocarbons in an atmospheric distillation apparatus to utilize the difference in boiling points to volatile oils such as LPG and naphtha and light oil. It may at least include separation into various components such as.
  • the petroleum process in the present disclosure may include a petroleum refining process in one or more embodiments.
  • dirty refers to one containing organic polymer components such as asphaltene and sludge in one or more embodiments without limitation, or adhering and adhering in a heat exchanger. / Or stains containing organic polymer components such as asphaltene and sludge that accumulate.
  • the stain prevention method of the present disclosure is not particularly limited, and in one or a plurality of embodiments, the heat exchanger is treated with a chemical agent to form a film on the iron-based metal surface of the heat exchanger, whereby these stains exchange heat. It may include preventing adhesion to the vessel.
  • the "heat exchanger” is a heat exchanger used in a petroleum process.
  • the heat exchanger include, in one or more embodiments without limitation, preheating exchanges (also referred to as preheating heat exchanges or preheating exchangers), preheaters, reboilers, and the like.
  • preheating exchanges also referred to as preheating heat exchanges or preheating exchangers
  • preheaters preheaters
  • reboilers reboilers
  • it is a high temperature portion of about 200 ° C. or higher that is particularly liable to generate and accumulate dirt.
  • a high temperature portion having a temperature of about 200 ° C. or higher, for example, 180 ° C. or higher, 190 ° C. or higher, 200 ° C. or higher, 210 ° C.
  • the stain prevention method of the present disclosure more effectively exerts the stain prevention effect at a portion of about 200 ° C. or higher.
  • the heat exchanger in the petroleum process include heat exchangers in the petroleum refining process, preheating exchanges in the petroleum process, and the like in one or more embodiments.
  • process fluid means a liquid or gas provided in a petroleum process.
  • examples of the process fluid include crude oil processed in a petroleum process, hydrocarbons derived thereto, and the like in one or more embodiments.
  • the process fluid includes, in one or more embodiments not particularly limited, a liquid supplied to the preheat exchange in the petroleum refining process, a liquid in the preheat exchange, and the like.
  • Oil-soluble in the present disclosure is used in an oil (eg, a process fluid) to such an extent that the phosphate ester compound or phosphite ester exerts the intended effect in the environment in which the oil is used. It means that it is soluble or soluble in phosphate. Further, in one or more embodiments, the oil-soluble means that the solubility in water (20 ° C.) is 1% by weight or less and the solubility in toluene is 1% by weight or more.
  • the present disclosure relates, in one aspect, to a method of preventing fouling of heat exchangers in a petroleum process.
  • a process fluid containing a drug containing at least one of an oil-soluble phosphate ester compound and a phosphite ester compound is sent to a heat exchanger in which the adhered stains have been cleaned.
  • the process fluid of the first treatment includes a first treatment of liquefying and a second treatment of sending a process fluid to which a chemical containing a dispersant is added to the heat exchanger subjected to the first treatment.
  • the drug is processed in the first treatment so that the concentration of the active ingredient of the drug in (ppm) is higher than the concentration of the active ingredient of the drug in the process fluid of the second treatment (ppm). Includes addition to fluid.
  • the above-mentioned first process is performed when the operation is restarted after the periodic cleaning is performed, so that the performance deterioration due to the initial stain after the restart of the operation is suppressed. It can have the effect of being able to do it. Further, by performing the first treatment at the time of restarting the operation, it is possible to obtain an effect that the amount of the stain inhibitor used after the heat exchanger shifts to the steady operation can be suppressed.
  • the rate of decrease in the heat exchange rate in the heat exchanger that may occur after restarting the operation can be reduced, and the heat exchange rate in the heat exchanger can be reduced for a shorter period of time. Since it can be kept constant, it is possible to achieve the effect that the time from the restart of the operation to the transition to the steady operation can be shortened.
  • a process fluid containing a drug containing at least one of an oil-soluble phosphate ester compound and a phosphite ester compound is sent to a heat exchanger in which the adhered stains have been cleaned.
  • the concentration (ppm) of the active ingredient of the drug added to the process fluid in the first treatment which includes the first treatment to be liquid, is higher than the concentration (ppm) of the active ingredient of the drug added to the process fluid in the second treatment.
  • the concentration (ppm) of the active ingredient in the process fluid in the first treatment is in the process fluid in the second treatment.
  • the concentration of the active ingredient (ppm) is 1.5 times or more, 2 times or more, and 3 times or more.
  • the upper limit is not particularly limited, but from the viewpoint of processing cost, it may be 20 times or less, 10 times or less, or 9.5 times or less.
  • Examples of the first treatment in the stain prevention method of the present disclosure include, in one or more embodiments, a treatment performed when the operation is restarted after periodic cleaning, a treatment performed when the operation is restarted after an emergency stop, and the like.
  • the first process is a process performed during the period from the restart of operation (startup of operation) to the steady operation of the heat exchanger, or until the heat exchanger shifts to steady operation. It can also be said to be processing performed during the period.
  • the "cleaning treatment of adhered dirt" includes periodic cleaning, emergency cleaning, and the like in one or more embodiments.
  • Periodic cleaning includes, in one or more embodiments, cleaning work performed by stopping the petroleum process in an oil refinery or the like.
  • Examples of the cleaning operation include, in one or a plurality of embodiments, discharging the process fluid staying in the heat exchanger to the outside of the system and cleaning the dirt on the heat exchanger or the like with a chemical or the like.
  • Examples of the steady operation include, in one or a plurality of embodiments, an operating state in which the petroleum process (petroleum refining process) can constantly refine the petroleum at a desired production amount.
  • Steady-state operation includes, in one or more embodiments, the ability to steadily refine (distill) a desired amount of crude oil in a atmospheric distillation apparatus (atmospheric distillation column) or a vacuum distillation apparatus.
  • the agent used in the first treatment contains at least one of an oil-soluble phosphate ester compound and a phosphite ester compound.
  • the drug used in the first treatment contains at least one of an oil-soluble phosphate ester compound and a phosphite ester compound as an active ingredient.
  • the "active ingredient" refers to an ingredient that exerts the main action intended by the drug.
  • One of the main actions of the agent in the present disclosure is to suppress the adhesion of dirt to the surface of the heat exchanger in one or more embodiments.
  • oil-soluble phosphate ester compound in one or more embodiments, methyl phosphate, ethyl phosphate, n-propyl phosphate, iso-propyl phosphate, butyl phosphate, pentyl phosphate, hexyl phosphate, etc.
  • Other examples of oil-soluble phosphate compounds include, in one or more embodiments, bisalkyl phosphates and the like.
  • the phosphite ester compound is not particularly limited, and in one or more embodiments, the phosphite ester compound represented by the formulas (I) to (IV), the compound containing two structures of the formula (II), or the compound containing two structures (II). Examples thereof include a dimer (dimer) of the compound of the formula (II).
  • R 1 and R 2 are groups having 1 to 30 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 may be the same or different from each other, but are preferably the same.
  • R 3 , R 4 and R 5 are groups having 1 to 30 carbon atoms.
  • R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different from each other, but are preferably the same.
  • R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are groups having 1 to 30 carbon atoms, and R 10 and R 11 are divalent substitutions having 1 to 30 carbon atoms.
  • a group, X 1 is a divalent substituent having an oxygen atom, a carbon atom or 1 to 5 carbon atoms.
  • R 6 , R 7 , R 8 and R 9 may be the same or different from each other, but are preferably the same.
  • R 10 and R 11 may be the same or different from each other.
  • R 12 and R 13 are groups having 1 to 30 carbon atoms, and R 14 , R 15 , R 16 and R 17 are divalent substitutions having 1 to 30 carbon atoms. It is a group and X 2 is a carbon atom. R 12 and R 13 may be the same or different from each other. R 14 , R 15 , R 16 and R 17 may be the same or different from each other.
  • Examples of the group having 1 to 30 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 30 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms in one or more embodiments.
  • Alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, alalkyl groups, and alkylaryl groups may have substituents in one or more embodiments.
  • the alkyl group may be a straight chain alkyl group or a branched chain alkyl group in one or more embodiments.
  • Examples of the divalent substituent having 1 to 30 carbon atoms include an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms in one or more embodiments.
  • the alkylene group may have a substituent in one or more embodiments.
  • the alkylene group may be a straight chain alkylene group or a branched chain alkylene group in one or more embodiments.
  • the phosphite ester compound represented by the formula (I) includes, in one or more embodiments, bis (2-ethylhexyl) hydrogen phosphite, bis (tridecylic) hydrogen phosphite, dilauryl hydrogen phosphite, and geo. Examples thereof include rail hydrogen phosphite and diphenyl hydrogen phosphite.
  • Examples of the phosphite ester compound represented by the formula (II) include triphenylphosphine, trisnonylphenylphosphine, tricresylphosphite, triethylphosphite, and tris (2-ethylhexyl) in one or more embodiments.
  • Phosphite tridecylphosphite, trilaurylphosphite, tris (tridecyl) phosphite, trioleyl phosphite, tristearyl phosphite, diphenylmono (2-ethylhexyl) phosphite, diphenylmonodecylphosphite, diphenylmono ( Examples thereof include tridecyl) phosphite and tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite.
  • Examples of the phosphite compound represented by the formula (IV) include, in one or more embodiments, a mixture of bis (tridecyl) pentaerythritol diphosphite and bis (nonylphenyl) pentaerythritol diphosphite, bis ( Tridecyl) pentaerythritol diphosphite, bis (decyl) pentaerythritol diphosphite, and distearyl pentaerythritol diphosphite, tetraphenyl (tetratridecyl) pentaerythritol tetraphosphite, and hydrogenated bisphenol A / pentaerythritol phosphite.
  • Examples include polymers.
  • Phosphite ester compounds include triphenylphosphite, tris, in one or more embodiments, from the perspective of further preventing contamination of the heat exchanger in the petroleum process and / or further suppressing corrosion of storage tanks and chemical injection facilities.
  • a phosphonic acid type phosphonic acid ester compound (a phosphonic acid ester compound represented by the formula (I)) is preferable, and bis (2-ethylhexyl) hydrogen phosphite and bis (Tridecyl) hydrogen phosphite, dilauryl hydrogen phosphite, diorail hydrogen phosphite or a combination thereof is more preferable.
  • the phosphite ester compound may be an oil-soluble phosphite ester compound in one or more embodiments.
  • the phosphoric acid ester compound and the phosphite ester compound may be used alone or in combination of a plurality of types in one or a plurality of embodiments.
  • the concentration of the active ingredient of the drug added to the process fluid may be 2 to 100 ppm, 3 to 80 ppm, or 5 to 50 ppm in one or more embodiments.
  • the agent used in the first treatment may contain an active ingredient other than the phosphite ester compound and the phosphoric acid ester compound in one or more embodiments, and may be effective.
  • the component may be an agent substantially composed of a phosphite ester compound and / or a phosphate ester compound.
  • the agent used in the first treatment may contain a dispersant described later as an active ingredient in one or more embodiments.
  • the time of the first process includes, in one or more embodiments, the time from resuming operation after periodic cleaning to reaching or transitioning to steady operation.
  • the time of the first treatment can be appropriately determined according to the scale of the petroleum refining plant and the like, and in one or more embodiments, it is 2 days or more, 3 days or more or 14 days or less, or 7 days or less. Further, whether or not the heat exchanger has reached or shifted to steady operation can be confirmed by the fact that the total heat transfer coefficient becomes substantially constant at a predetermined value or more in one or more embodiments.
  • the stain prevention method of the present disclosure includes a second treatment of feeding the process fluid to which the chemical containing the dispersant is added to the heat exchanger in which the process fluid is fed by the first treatment.
  • the second process in the stain prevention method of the present disclosure refers to a process performed during steady operation in one or more embodiments.
  • the stain prevention method of the present disclosure replaces the first process at the stage of shifting to or reaching steady operation from restarting operation after periodic cleaning, or shifting to or reaching steady operation. , Including performing a second process.
  • the drug used in the second treatment contains a dispersant.
  • the agent used in the second treatment contains a dispersant as an active ingredient in one or more embodiments.
  • dispersant examples include those conventionally used or may be used in the petroleum process or the heat exchanger of the petroleum process to prevent stains in one or more embodiments.
  • examples of the dispersant include succinimide compounds, succinate ester compounds, and the like in one or more embodiments.
  • the succinimide compound has at least one of an alkenyl group and an alkyl group in one or more embodiments.
  • the succinate imide compound having an alkenyl group includes, in one or more embodiments, a succinate imide compound in which at least one carbon atom of the succinate imide group is substituted with a long-chain alkenyl group, and at least one of the succinate imide groups.
  • Examples thereof include succinate imide compounds in which the nitrogen atoms of the above are bonded via a hydrocarbon chain or a nitrogen-containing hydrocarbon chain.
  • Examples of the long chain alkenyl group include alkenyl groups having 8 or more carbon atoms, 9 or more, 10 or more, 12 or more, 15 or more or 16 or more carbon atoms in one or more embodiments.
  • Examples of the hydrocarbon chain include linear alkylene groups having 2 or more, 4 or more, 10 or more, 12 or more, 15 or more, or 16 or more carbon atoms.
  • Examples of the nitrogen-containing hydrocarbon chain include divalent substituents having 1 or more or 2 or more nitrogen atoms and 2 or more, 4 or more, 10 or more, 12 or more, 15 or more or 16 or more carbon atoms.
  • Examples of the nitrogen-containing hydrocarbon chain include a diethyleneamino group and an ethylenepolyethyleneimine group.
  • succinate imide compound having an alkyl group examples include, in one or more embodiments, a succinate imide compound in which at least one carbon atom of the succinate imide group is substituted with a long-chain alkyl group, and at least one of the succinate imide groups.
  • succinate imide compounds in which the nitrogen atoms of the above are bonded via a hydrocarbon chain or a nitrogen-containing hydrocarbon chain.
  • the long-chain alkyl group examples include alkyl groups having 8 or more carbon atoms, 9 or more, 10 or more, 12 or more, 15 or more, or 16 or more carbon atoms in one or more embodiments.
  • succinimide compound having at least one of an alkenyl group and an alkyl group examples include compounds represented by the following formulas (V) to (VIII) in one or more embodiments.
  • R 21 and R 22 represent an alkyl group having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, or an alkenyl group having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, and n represents an integer of 0 to 8.
  • R 21 and R 22 may be the same or different from each other.
  • R 23 represents an alkyl group having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, or an alkenyl group having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, and m represents an integer of 0 to 8.
  • R 24 , R 26 and R 27 represent an alkyl group having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, or an alkenyl group having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, and R 25 has 1 to 5 carbon atoms. It is an alkylene group of. R 26 and R 27 may be the same or different from each other.
  • R 28 represents an alkyl group having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less, or an alkenyl group having a number average molecular weight of 300 or more and 7,000 or less
  • R 29 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the number average molecular weight of the alkyl group and the alkenyl group is 500 or more and 5000 or less, 500 or more and less than 5000, 500 or more and 4000 or less, 700 or more and 4000 or less, or 800 or more and 3500 or less in one or more embodiments.
  • the alkyl and alkenyl groups may be straight or branched in one or more embodiments.
  • R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 28 include a polyethylene group, a polyisopropyl group, a polyisoprene group, a polybutene group, a polyisobutene group, a polybuteneyl group, a polyisobutenyl group and the like in one or more embodiments. Examples thereof are preferably a polybutenyl group, a polyisobutenyl group and the like.
  • R 25 and R 29 include a methylene group, an ethylene group, a propyl group, an isopropyl group and the like in one or more embodiments.
  • n and m are 0, 1, 2, 3, or 4 in one or more embodiments.
  • "-CH 2 CH 2- [NHCH 2 CH 2 ] n- " in the formula (V) and "-CH 2 CH 2- [NHCH 2 CH 2 ] m- " in the formula (VI) are ethylene groups and diethylene. Examples thereof include an amino group and an ethylene polyethyleneimine group.
  • the weight average molecular weight of the succinimide compound that can be used in the stain prevention method of the present disclosure is 3,000 to 15,000, or 5,000 to 12,000 in one or more embodiments.
  • the weight average molecular weight of the succinimide compound is by size exclusion chromatography, and can be specifically measured by the method described in Examples. Twice
  • the succinate compound has an alkenyl group as a substituent in one or more embodiments.
  • succinic acid ester compound having an alkenyl group examples include long-chain alkenyl-substituted succinic acid ester compounds in one or more embodiments.
  • the long-chain alkenyl-substituted succinic acid ester compound can be prepared in one or more embodiments by subjecting succinic anhydride having a long-chain alkenyl group to a condensation reaction of an alcohol or an aromatic hydroxyl compound in the presence of an acidic catalyst.
  • Examples of the long-chain alkenyl group include alkenyl groups having 8 or more carbon atoms, 9 or more, 10 or more, 12 or more, 15 or more, 16 or more, or 20 or more carbon atoms in one or more embodiments.
  • Examples of the long-chain alkenyl group include a polyethylene group, a polypropylene group, a polyisobutylene group, a polybutene group, and the like in one or more embodiments.
  • Examples of the alcohol include alcohols having 1 to 6 hydroxyl groups and 1 to 10 carbon atoms in one or more embodiments.
  • Examples of the alcohol include monohydric alcohols, polyhydric alcohols, and the like in one or more embodiments.
  • the aromatic hydroxyl compound include phenol, naphthol and the like in one or more embodiments.
  • Examples of the long-chain alkenyl-substituted succinate compound include polyisobutenyl succinate and the like in one or more embodiments.
  • the number of carbon atoms of the polyisobutenyl group in the polyisobutenyl succinate is 20 to 250, 50 to 100 or 60 to 90 in one or more embodiments.
  • the average molecular weight of polyisobutenyl succinic anhydride used in the preparation of polyisobutenyl succinic anhydride is 400 to 3000, 600 to 1500 or 800 to 1300 in one or more embodiments.
  • Examples of the polyisobutenyl succinate include polyisobutenyl pentaerythritol succinate and the like in one or more embodiments.
  • the succinimide compound and the succinate ester compound may be used alone or in combination in one or more embodiments. Twice
  • the concentration of the active ingredient of the drug added to the process fluid may be 1 to 50 ppm, 1 to 25 ppm, or 1 to 10 ppm in one or more embodiments.
  • the concentration (ppm) of the active ingredient of the drug added to the process fluid in the second treatment is effective for the drug added to the process fluid in the first treatment.
  • the second treatment may include the addition of the above agents to the process fluid so that it is less than the concentration of the component (ppm).
  • the concentration (ppm) of the active ingredient of the drug added to the process fluid in the second treatment is effective for the drug added to the process fluid in the first treatment.
  • the above agent is added to the process fluid in the second treatment so that the concentration (ppm) of the component is 60% or less, 50% or less, 40% or less or 30% or less, or 5% or more or 10% or more. It may include that.
  • the concentration (ppm) of the active ingredient of the drug added to the process fluid in the second treatment is effective for the drug added to the process fluid in the first treatment.
  • the ratio of the component to the concentration (ppm) (second treatment agent / first treatment agent) should be 1/20 to 1/2, 1/10 to 1/2, or 1/7 to 1/3.
  • the second treatment may include the addition of the above agents to the process fluid.
  • the agent used in the second treatment may contain an active ingredient other than the dispersant in one or more embodiments, and the active ingredient is substantially derived from the dispersant. It may be a drug.
  • the agent used in the second treatment may contain at least one of the above-mentioned phosphite ester compound and phosphoric acid ester compound as an active ingredient in one or more embodiments.
  • the place where the drug is added to the process fluid is not particularly limited.
  • the place where the drug is added includes, in one or more embodiments, a place where the active ingredient having the above concentration can be introduced into the heat exchanger of the target for stain prevention, or the place in front of the target heat exchanger. Be done.
  • the place where the drug is added may be the same or different.
  • the agent may be added continuously or intermittently in one or more embodiments.
  • the transition time between the first treatment and the second treatment for shifting from the first treatment to the second treatment within a range that does not significantly impair the stain prevention effect of the present disclosure There may be a (period), or the first process and the second process may be switched promptly.
  • the transition time (period) may be a period (overlapping period) in which the first process and the second process are simultaneously performed in one or a plurality of embodiments which are not particularly limited.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of an oil refining processing apparatus provided with a atmospheric distillation column.
  • the crude oil supplied via the pump 9 is heated to 110 to 140 ° C. by the preheating exchange 1 (heat exchanger 1) and desalted by the desalting apparatus 2.
  • the preheating exchange 3 heat exchanger 3
  • it is sent to the pre-flash tower 4 to separate the low boiling point gas component.
  • it is heated to 240 to 280 ° C. by the preheating exchange 5 (heat exchanger 5) and the preheating exchange 6 (heat exchanger 6), heated to 350 to 380 ° C. in the heating furnace 7, and introduced into the atmospheric distillation column 8. Will be done.
  • the canned liquid is sent from the bottom of the atmospheric distillation column 8 to the heat exchangers 5 and 6 via the pump 10 as a heat source.
  • the stain prevention method of the present disclosure includes preheating exchange 3 (heat exchanger 3), preheating exchange 5 (heat exchanger 5) and / or preheating exchange 6 in the petroleum refining processing apparatus shown in FIG. It can be used to prevent the (heat exchanger 6) from becoming dirty.
  • the place where the chemical is added is in front of the heat exchangers 5 and 6 in one or more embodiments without limitation.
  • the location indicated by the arrow A in FIG. 1 may be mentioned, but the location indicated by the arrow C in the foreground may be used.
  • the place where the drug is added is not limited to one or more embodiments, in front of the heat exchangers 5 and 6.
  • the place indicated by the arrow B in FIG. 1 may be mentioned.
  • the place where the drug is added in the present disclosure is not limited to the above-mentioned place, for example, the arrow in FIG. 1 which is in front of the desalting device 2 (for example, in front of the heat exchanger 1 arranged in front of the desalting device 2). It may be the place indicated by D.
  • the present disclosure relates to, in other aspects, a method of initial treatment of heat exchangers in a cleaned petroleum process.
  • a drug containing at least one of an oil-soluble phosphate ester compound and a phosphite ester compound is added to the process fluid, and the process fluid to which the drug is added is washed. Includes sending liquid to a clean heat exchanger performed.
  • the chemicals in the initial treatment method of the present disclosure, the addition method thereof, etc. can be performed in the same manner as the first treatment in the stain prevention method of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to petroleum refining plant control systems in other aspects.
  • the oil refinery plant control system of the present disclosure includes a data acquisition unit that acquires measured values of process variables measured by sensors installed in an oil refinery plant, a storage unit that stores the results of statistical processing of the measured values, and a storage unit.
  • An analysis unit that analyzes the surface condition of the heat exchanger based on the measured values and the results of the statistical processing, and a drug control unit that determines the drug to be added to the process fluid based on the measured values and the analysis results. Be prepared.
  • the drug control unit uses a drug containing at least one of an oil-soluble phosphate ester compound and a phosphite ester compound when the surface of the heat exchanger is in a state after periodic cleaning. This includes deciding to add a dispersant-containing agent if the surface of the heat exchanger has reached steady operation. In one or more embodiments, the drug control unit sets the concentration of the drug to be added higher when the surface of the heat exchanger is in a state after periodic cleaning, and the surface of the heat exchanger reaches steady operation. In the case of the above state, it includes setting the concentration of the drug to be added low.
  • the present disclosure in another aspect, relates to an oil refinery plant control system in which the control system is unsteady based on the steps of measuring process variables with sensors installed in the oil refinery plant and the measured process variables.
  • the determination includes a step of analyzing whether the operation is steady operation (for example, at the time of restarting the operation after periodic cleaning) or whether the operation has reached the steady operation, and a step of determining a drug to be added to the process fluid based on the analysis. If the step was analyzed to be transient, it was determined to add a drug containing at least one of the oil-soluble phosphate and phosphite compounds, and it was analyzed that steady operation was reached. If so, it involves deciding to add a drug containing a dispersant.
  • the control system of this embodiment may include, in one or more embodiments, a step of changing the dose of the agent based on the measured process variables.
  • the control system of this embodiment may include, in one or more embodiments, a step of monitoring and / or analyzing heat exchanger fouling in the petroleum process based on the measured process variables.
  • the stain prevention method and the initial treatment method of the present disclosure can be carried out in one or more embodiments using the petroleum refining plant control system of the present disclosure.
  • Process variables include, in one or more embodiments, process stream flow velocity, temperature, pressure, concentration of drug in process fluid, pH, redox potential, concentration of asphaltene in crude oil, and the like.
  • a method for preventing heat exchangers from becoming dirty in the petroleum process includes a second treatment of sending a process fluid to which a chemical containing a dispersant is added.
  • concentration of the active ingredient of the drug in the process fluid of the first treatment (ppm) is higher than the concentration of the active ingredient of the drug in the process fluid of the second treatment (ppm).
  • a method for preventing stains which comprises adding the drug to the process fluid in the treatment of 1.
  • the ratio of the concentration (ppm) of the active ingredient of the drug added to the process fluid in the second treatment to the concentration (ppm) of the active ingredient of the drug added to the process fluid in the first treatment is 1/20.
  • the stain prevention method according to [1] or [2] which comprises adding the drug to the process fluid in the second treatment so as to be about 1/2.
  • a clean heat exchanger in which a drug containing at least one of an oil-soluble phosphate ester compound and a phosphite ester compound is added to the process fluid, and the process fluid to which the drug is added is cleaned.
  • Initial treatment of heat exchangers in the petroleum process including sending liquids to.
  • [Drug] Phosphite ester Phosphite ester compound represented by the formula (I) (oil-soluble) Phosphate ester: Bisalkyl phosphate ester compound (oil-soluble) Succinimide: Succinimide compound represented by the formula (V), molecular weight 10,000 Succinate: Polyalkenyl-substituted succinate compound, molecular weight 10,000 1-Hydroxyethidron-1,1-diphosphonic acid (HEDP, water-soluble anticorrosive)
  • the molecular weight of the above compounds is the weight average molecular weight and can be measured by size exclusion chromatography.
  • the measurement conditions are as follows. Measurement conditions Column: Styrene-divinylbenzene cross-linked gel Eluent: Tetrahydrofuran Flow rate: 0.7 ml / min Column temperature: 40 ° C
  • Drug preparation Drug 1: Drug 1 was prepared by diluting it with a solvent (toluene) so that the concentration of the phosphite ester (phosphite ester compound represented by the formula (I)) as an active ingredient was 10% by weight.
  • Drug 3 Drug 3 was prepared by diluting with a solvent (toluene) so that the concentration of the active ingredient succinimide (succinimide compound represented by the formula (V), molecular weight 10,000) was 10% by weight.
  • Drug 4 Drug 4 was prepared by diluting with a solvent (toluene) so that the concentration of the active ingredient succinic acid ester (polyalkenyl-substituted succinic acid ester compound, molecular weight 10,000) was 10% by weight.
  • Drug 5 Drug 5 was prepared by diluting with a solvent (water) so that the concentration of HEDP, which is an active ingredient, was 10% by weight.
  • Drug 6 The concentrations of the active ingredients phosphite ester (phosphite ester compound represented by the formula (I)) and succinate imide (succinate imide compound represented by the formula (V), molecular weight 10,000) are determined. Drug 6 was prepared by diluting these with a solvent (toluene) so as to be 10% by weight and 20% by weight, respectively.
  • the stain (fouling) prevention test is a test for investigating the stain prevention effect of a petroleum refining chemical, and a heating tube (heat rod) 21 shown in FIG. 2 is used as a test member for adhering stains. This is done by bringing the heating tube into contact with oil and measuring the state of adhesion of the dirt.
  • This heating tube 21 is used in the thermal stability tester specified in JIS K2276, and is a constricted tube made of mild steel having large diameter ends 21a and 21b and a small diameter intermediate portion 21c. It has a shape. The heating tube 21 is inserted into the tube-shaped heating tube cage 22 shown in FIG.
  • An inflow pipe 23a and an outflow pipe 23b are connected to the upper part and the lower part of the heating tube cage 22, and a thermocouple 24 is inserted in the central part of the heating tube 21. It is possible to pass an electric current from both portions 21a and 21b of the heating tube 21 so that the temperature sensed by the thermocouple 24 becomes a predetermined temperature.
  • the inflow pipe 23a is connected to a tank (not shown) containing a sample to be evaluated.
  • a HotLiquid Process Simulator tester manufactured by Alcoa Co., Ltd. equipped with the above-mentioned heating tube 21 was used.
  • Sample preparation Samples were prepared by adding the agents shown in Table 1 below to the crude oil so that the amount of the active ingredient was the concentration shown in Table 1. As samples, a first treatment sample and a second treatment sample in which the first treatment agent and the second treatment agent were added to the same crude oil were prepared.
  • the heating pipe 21 was heated by the test apparatus according to the following conditions, and the sample in the tank was introduced from the inflow pipe 23a to perform the test. Since it is partitioned in the tank, the returned sample is not mixed.
  • the first processing sample 200 ml was placed in a tank and introduced from the inflow pipe 23a. After the temperature was raised to 360 ° C. over 20 minutes, sample introduction was continued for another 30 minutes, and that time was defined as the test time.
  • the sample in the tank was replaced with a sample for the second treatment, and then introduced from the inflow pipe 23a. Similar to the first treatment, the temperature was raised to 360 ° C.
  • sample outlet temperature change ⁇ t
  • the sample temperature at the maximum temperature after the start of the test in the outflow pipe 23b (outlet of the heating section) and the temperature change ( ⁇ t) of the sample temperature after 5 hours were measured. The more dirt adheres to the heating tube 21, the larger ⁇ t becomes.
  • ⁇ t is 15 or more
  • the stain prevention effect of Examples 1 to 3 is equal to or higher than that of Reference Example 1 in which the first treatment and the second treatment are performed with the same concentration of a drug containing a phosphite ester and an succinimide. there were. Further, by performing the first treatment in which the tube is clean prior to the second treatment using a phosphite ester or a chemical containing a phosphate ester, the chemical used for the second treatment can be obtained. It was confirmed that a smaller amount (low concentration) can be obtained and a sufficient antifouling effect can be obtained. The following can be inferred as the reasons for obtaining the results shown in Table 1 above.
  • oil-soluble phosphate ester compounds and phosphite ester compounds are known to have an anticorrosive effect, they are dispersed from the viewpoint of antifouling effect because a sufficient antifouling effect cannot be obtained by themselves. It has been proposed to be used in combination with an agent (for example, Patent Documents 2 and 3).
  • the chemicals are used at different concentrations in the first treatment and the second treatment thereafter for the heat exchanger in a clean state in which the dirt cleaning treatment has been performed, and the chemicals are clean.
  • An oil-soluble phosphate ester compound and / or a phosphite ester compound is used in the first treatment performed on the heat exchanger in the state, and a dispersant is used in the second treatment.
  • the dispersant of the above was able to disperse the stains that may be generated in the process fluid and further suppress the adhesion and / or accumulation of the stains (for example, stains containing organic polymer components such as asphaltene and sludge). Further, in Comparative Examples 5 and 6 in which the drug containing the water-soluble HEDP was used in the first treatment, since the metal is hydrophilic, the water-soluble HEDP is adsorbed on the metal surface as compared with the oil-soluble drug.

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Abstract

石油プロセスにおける熱交換器の汚れを、効率よく防止可能な新たな方法を提供する。 一態様において、石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法に関する。該汚れ防止方法は、付着した汚れの洗浄処理が行われた熱交換器に、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第１の処理と、前記第１の処理を行った熱交換器に、分散剤を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第２の処理とを含み、前記第１の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第２の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）よりも高い濃度となるように、前記第１の処理において前記薬剤をプロセス流体に添加することを含む。

Description

石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法
　本開示は、石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法に関する。
　原油を精製するための石油精製プラントの蒸留工程では、熱交換器及び加熱炉において原油が加熱された後、蒸留塔に送られ蒸留操作が行われる。熱交換器内や加熱炉内では原油が熱履歴を受け、多量の汚れが付着する。汚れ成分の一形態として、アスファルテンやスラッジ等の有機系高分子成分が混合された形態がある。汚れの付着は、熱交換器や加熱炉の熱交換率の低下を引き起こし、出口温度を維持するための燃料使用量を増大させる結果となっている。
　特許文献１は、デソルター前のプロセス流体に添加する熱交換器及び加熱炉の汚れ防止剤及び汚れ防止方法を開示する。特許文献２は、リン酸エステル系防食剤と分散剤とを用いて石油プロセスにおける予熱交のアスファルテン由来の汚れを防止する方法を開示する。特許文献３は、亜リン酸エステル系防食剤と分散剤とを用いて石油プロセスにおける予熱交のアスファルテン由来の汚れを防止する方法を開示する。
特開２０１０－１６３５３９号公報 ＷＯ２０１５／０２２９７９ ＷＯ２０１８／２０７７０８
　本開示は、一態様において、石油プロセスにおける熱交換器の汚れを、効率よく防止可能な新たな方法を提供する。
　本開示は、一態様において、石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法であって、
　付着した汚れの洗浄処理が行われた熱交換器に、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第１の処理と、
　前記第１の処理を行った熱交換器に、分散剤を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第２の処理とを含み、
　前記第１の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第２の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）よりも高い濃度となるように、前記第１の処理において前記薬剤をプロセス流体に添加することを含む、汚れ防止方法に関する。
　本開示は、その他の態様において、洗浄処理が行われた石油プロセスにおける熱交換器の初期処理方法であって、
　油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を、プロセス流体に添加すること、及び
　前記薬剤を添加したプロセス流体を、洗浄処理が行われた清浄な熱交換器に送液することを含む、石油プロセスにおける熱交換器の初期処理方法に関する。
　本開示の方法によれば、石油プロセスにおける熱交換器の汚れを、効率よく防止することができる。
図１は、常圧蒸留塔を備える石油精製処理装置の一例を示すブロック図である。 図２は、汚れ防止試験に用いた加熱管の断面図である。 図３は、汚れ防止試験において加熱管を加熱管保持器に挿入した状態の断面図である。
　本開示は、定期清掃後（運転再開時）の熱交換器（初期状態の熱交換器）と定常運転時の熱交換器とでは、プロセス流体が接触する熱交換器の表面の状態（汚れの付着しやすさ）が異なることから、定期清掃後（運転再開時）の処理と運転再開後の定常運転時の処理とを、異なる条件で行うことによって、熱交換器の汚れを効率よく防止できる、という知見に基づく。
　また、本開示は、その他の態様として、定期清掃後（運転再開時）の熱交換器は、定常運転時の熱交換器と比較して汚れが付着しやすく熱交換器の性能低下が引き起こされることから、例えば、定期清浄後に熱交換器に、油溶性のリン酸エステル化合物/亜リン酸エステル化合物を含有する薬剤を高濃度で含有するプロセス流体を供給することにより、熱交換器の汚れを効率よく防止できる、という知見に基づく。
　本開示によれば、一又は複数の実施形態において、熱交換器の熱交換率の向上／維持が可能となり、燃料コストを抑制でき、また定期清掃の頻度及び／又は定期清掃に係る清掃コストを抑制できる。
　本開示によれば、一又は複数の実施形態において、汚れ防止に係るコストを低減することができうる。
　本開示において「石油プロセス」とは、原油等の炭化水素を原料とし、これらから各種石油製品が製造されるまでの工程の全部又は一部をいう。石油プロセスは、一又は複数の実施形態において、原油等の炭化水素を加熱すること、加熱したこれらの炭化水素を常圧蒸留装置において沸点の差を利用してＬＰＧ、ナフサ等の揮発油及び軽油等といった各種成分に分離することを少なくとも含みうる。本開示における石油プロセスは、一又は複数の実施形態において、石油精製プロセスを含みうる。
　本開示の汚れ防止方法において「汚れ」は、限定されない一又は複数の実施形態において、アスファルテン（asphaltene）やスラッジ等の有機系高分子成分を含むものをいい、又は、熱交換器内で付着及び／又は蓄積するアスファルテンやスラッジ等の有機系高分子成分を含む汚れをいう。本開示の汚れ防止方法は、特に限定されない一又は複数の実施形態において、薬剤によって熱交換器を処理することにより、熱交換器の鉄系金属表面を被膜化することでこれらの汚れが熱交換器に付着することを防止することを含みうる。
　本開示の汚れ防止方法において「熱交換器」は、石油プロセスに使用される熱交換器である。熱交換器としては、限定されない一又は複数の実施形態において、予熱交（予備加熱熱交又は予熱交換器ともいう）、プレヒーター、及びリボイラー等が挙げられる。これらの熱交換器において、特に汚れが発生し蓄積しやすいのは、約２００℃以上の高温部分である。本開示の汚れ防止方法は、一又は複数の実施形態において、処理時に約２００℃付近、例えば、１８０℃以上、１９０℃以上、２００℃以上、２１０℃以上、又は２２０℃以上となる高温部分がある熱交換器の汚れ防止方法である。本開示の汚れ防止方法は、一又は複数の実施形態において、約２００℃以上になった部分での汚れ防止効果をより効果的に発揮する。
　石油プロセスにおける熱交換器としては、一又は複数の実施形態において、石油精製プロセスの熱交換器、又は石油プロセスの予熱交等が挙げられる。
　本開示において「プロセス流体」とは、石油プロセスにおいて供される液体又は気体をいう。プロセス流体としては、一又は複数の実施形態において、石油プロセスにおいて処理される原油又はこれら由来の炭化水素等が挙げられる。プロセス流体としては、特に限定されない一又は複数の実施形態において、石油精製プロセスにおいて予熱交に供給される液体、又は予熱交内の液体等が挙げられる。
本開示における「油溶性」とは、リン酸エステル化合物又は亜リン酸エステルが、油が使用される環境において意図された効果を発揮するのに十分な程度に、油（例えば、プロセス流体）中に可溶性又は溶解性であることをいう。また、一又は複数の実施形態において、油溶性とは、水（２０℃）への溶解度が１重量％以下であり、トルエンへの溶解度が１重量％以上であることが挙げられる。
　［汚れ防止方法］
　本開示は、一態様において、石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法に関する。本開示の汚れ防止方法は、付着した汚れの洗浄処理が行われた熱交換器に、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第１の処理と、第１の処理を行った熱交換器に、分散剤を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第２の処理とを含み、第１の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第２の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）よりも高い濃度となるように、前記第１の処理において前記薬剤をプロセス流体に添加することを含む。
　本開示の汚れ防止方法によれば、一又は複数の実施形態において、定期清掃を行った後の運転再開時に上記の第１の処理を行うことから、運転再開後の初期汚れによる性能低下を抑制できるという効果を奏しうる。また、運転再開時に第１の処理を行うことにより、熱交換器が定常運転に移行した後に使用する汚れ防止剤の量を抑制できるという効果を奏しうる。
　本開示の汚れ防止方法によれば、一又は複数の実施形態において、運転再開後に生じうる熱交換器における熱交換率の低下率を低減でき、またより短い時間熱交換器での熱交換率を一定に保つことができるようになるため、運転再開から定常運転に移行するまでの時間を短縮することができるという効果を奏しうる。
　＜第１の処理＞
　本開示の汚れ防止方法は、付着した汚れの洗浄処理が行われた熱交換器に、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第１の処理を含み、第１の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第２の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）よりも高い濃度となるように、前記薬剤をプロセス流体に添加することを含む。
　本開示において、第２の処理よりも高い濃度としては、一又は複数の実施形態において、第１の処理におけるプロセス流体中の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第２の処理におけるプロセス流体中の有効成分の濃度の濃度（ｐｐｍ）の１．５倍以上、２倍以上及び３倍以上であることが挙げられる。その上限は特に限定されないが、処理コストの点から、２０倍以下、１０倍以下又は９．５倍以下であることが挙げられる。
　本開示の汚れ防止方法における第１の処理としては、一又は複数の実施形態において、定期清掃後の運転再開時に行う処理、及び緊急停止後の運転再開時に行う処理等が挙げられる。また、第１の処理は、一又は複数の実施形態において、運転再開（運転立ち上がり）から熱交換器が定常運転に至るまでの期間に行う処理、又は熱交換器が定常運転に移行するまでの期間に行う処理ともいうことができる。
　本開示において「付着した汚れの洗浄処理」としては、一又は複数の実施形態において、定期清掃、及び緊急清掃等が挙げられる。定期清掃としては、一又は複数の実施形態において、石油精製プラント等における石油プロセスを停止して行われる洗浄作業が挙げられる。該洗浄作業としては、一又は複数の実施形態において、熱交換器内に滞留するプロセス流体を系外に排出し、薬剤等を用いて熱交換器等の汚れを洗浄することが挙げられる。
　定常運転としては、一又は複数の実施形態において、当該石油プロセス（石油精製プロセス）において、定常的に所望の生産量で石油精製を行うことができる運転状態が挙げられる。定常運転としては、一又は複数の実施形態において、常圧蒸留装置（常圧蒸留塔）又は減圧蒸留装置において、定常的に所望の量の原油を精製（蒸留）できることが挙げられる。
　第１の処理に使用する薬剤は、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する。第１の処理に使用する薬剤は、有効成分として、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する。
　本開示において「有効成分」としては、薬剤が目的とする主たる作用を発揮する成分のことをいう。本開示における薬剤の目的とする主たる作用の一つとしては、一又は複数の実施形態において、熱交換器の表面への汚れの付着の抑制等が挙げられる。
　油溶性のリン酸エステル化合物としては、一又は複数の実施形態において、リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸ｎ－プロピル、リン酸イソ－プロピル、リン酸ブチル、リン酸ペンチル、リン酸ヘキシル、リン酸シクロヘキシル、リン酸ヘプチル、リン酸ノニル、リン酸デシル、リン酸ラウリル、リン酸セチル、リン酸オクタデシル、リン酸ヘプタデシル、リン酸フェニル、リン酸ベンジル、リン酸トリル、リン酸メチルフェニル、及びリン酸アミルフェニル等が挙げられる。油溶性のリン酸エステル化合物のその他の例としては、一又は複数の実施形態において、ビスアルキルリン酸エステル等が挙げられる。
　亜リン酸エステル化合物としては、特に限定されない一又は複数の実施形態において、式（Ｉ）～（ＩＶ）で表される亜リン酸エステル化合物、式（ＩＩ）の構造を２つ含むもの、又は式（ＩＩ）の化合物の二量体（二量化物）等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ２は１～３０個の炭素原子を有する基である。Ｒ１及びＲ２は、互いに同一でも異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
　式（ＩＩ）において、Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は１～３０個の炭素原子を有する基である。Ｒ３、Ｒ４及びＲ５は、互いに同一でも異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
　式（ＩＩＩ）において、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は１～３０個の炭素原子を有する基であり、Ｒ１０及びＲ１１は１～３０個の炭素原子を有する二価の置換基であり、Ｘ１は酸素原子、炭素原子又は１～５個の炭素原子を有する二価の置換基である。Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８及びＲ９は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。Ｒ１０及びＲ１１は、それぞれ互いに同一でも異なっていてよい。
　式（ＩＶ）において、Ｒ１２及びＲ１３は１～３０個の炭素原子を有する基であり、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６及びＲ１７は１～３０個の炭素原子を有する二価の置換基であり、Ｘ２は炭素原子である。Ｒ１２及びＲ１３は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６及びＲ１７は、それぞれ互いに同一でも異なっていてもよい。
　１～３０個の炭素原子を有する基としては、一又は複数の実施形態において、炭素数１以上３０以下のアルキル基、炭素数１以上３０以下のアルケニル基、炭素数６以上３０以下のアリール基、炭素数７以上３０以下のアルアルキル基、又は炭素数７以上３０以下のアルキルアリール基が挙げられる。アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルアルキル基、及びアルキルアリール基は、一又は複数の実施形態において、置換基を有していてもよい。アルキル基は、一又は複数の実施形態において、直鎖アルキル基であってもよいし、分岐鎖アルキル基であってもよい。
　１～３０個の炭素原子を有する二価の置換基としては、一又は複数の実施形形態において、炭素数１以上３０以下のアルキレン基等が挙げられる。アルキレン基は、一又は複数の実施形態において、置換基を有していてもよい。アルキレン基は、一又は複数の実施形態において、直鎖アルキレン基であってもよいし、分岐鎖アルキレン基であってもよい。
　式（Ｉ）で表される亜リン酸エステル化合物としては、一又は複数の実施形態において、ビス（２－エチルヘキシル）ハイドロゲンホスファイト、ビス（トリデシル）ハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、及びジオレイルハイドロゲンホスファイト、及びジフェニルハイドロゲンホスファイト等が挙げられる。
　式（ＩＩ）で表される亜リン酸エステル化合物としては、一又は複数の実施形態において、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリス（２－エチルヘキシル）ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリス（トリデシル）ホスファイト、トリオレイルホスファイト、トリステアリルホスファイト、ジフェニルモノ（２－エチルヘキシル）ホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト、ジフェニルモノ（トリデシル）ホスファイト、及びトリス（２，４－ジ－tert－ブチルフェニル）ホスファイト等が挙げられる。
　式（ＩＩＩ）で表される亜リン酸エステル化合物としては、一又は複数の実施形態において、テトラフェニルジプロピレングリコールジホスファイト、及びテトラ（Ｃ１２－１５アルキル）－４，４'－イソプロピリデンジフェニルジホスファイト等が挙げられる。
　式（ＩＶ）で表される亜リン酸エステル化合物としては、一又は複数の実施形態において、ビス（トリデシル）ペンタエリスリトールジホスファイトとビス（ノニルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトとの混合物、ビス（トリデシル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（デシル）ペンタエリスリトールジホスファイト、及びジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、テトラフェニル（テトラトリデシル）ペンタエリスリトールテトラホスファイト、及び水添ビスフェノールＡ・ペンタエリスリトールホスファイトポリマー等が挙げられる。
　亜リン酸エステル化合物としては、一又は複数の実施形態において、石油プロセスにおける熱交換器のさらなる汚れ防止、及び/又は貯蔵タンクや薬注設備のさらなる腐食抑制の観点から、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリクレジルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリス（２－エチルヘキシル）ホスファイト、トリデシルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリス（トリデシル）ホスファイト、トリオレイルホスファイト、トリステアリルホスファイト、ジフェニルモノ（２－エチルヘキシル）ホスファイト、ジフェニルモノデシルホスファイト、ジフェニルモノ（トリデシル）ホスファイト、トリス（２，４－ジ－tert－ブチルフェニル）ホスファイト、ビス（２－エチルヘキシル）ハイドロゲンホスファイト、ビス（トリデシル）ハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト又はこれらの組み合わせが好ましい。同様の観点から、亜リン酸エステル化合物としては、ホスホン酸型亜リン酸エステル化合物（式（Ｉ）で表される亜リン酸エステル化合物）が好ましく、ビス（２－エチルヘキシル）ハイドロゲンホスファイト、ビス（トリデシル）ハイドロゲンホスファイト、ジラウリルハイドロゲンホスファイト、ジオレイルハイドロゲンホスファイト又はこれらの組み合わせがより好ましい。
　本開示において亜リン酸エステル化合物は、一又は複数の実施形態において、油溶性の亜リン酸エステル化合物であってもよい。
　リン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物は、一又は複数の実施形態において、一種類で使用しもよいし、複数種類を組み合わせて使用してもよい。
　第１の処理において、プロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度としては、一又は複数の実施形態において、２～１００ｐｐｍ、３～８０ｐｐｍ、又は５～５０ｐｐｍが挙げられる。
　本開示の汚れ防止方法において、第１の処理に使用する薬剤は、一又は複数の実施形態において、亜リン酸エステル化合物及びリン酸エステル化合物以外の有効成分を含有していてもよいし、有効成分が実質的に亜リン酸エステル化合物及び／又はリン酸エステル化合物からなる薬剤であってもよい。第１の処理に使用する薬剤は、一又は複数の実施形態において、有効成分として、後述する分散剤を含有していてもよい。
　第１の処理の時間は、一又は複数の実施形態において、定期清掃後の運転再開から定常運転に達する又は移行するまでの時間が挙げられる。
　第１の処理の時間は、石油精製プラントの規模等に応じて適宜決定でき、一又は複数の実施形態において、２日以上、３日以上若しくは１４日以下であり、又は７日以下である。
　また、熱交換器が定常運転に達した又は移行したかどうかは、一又は複数の実施形態において、総括伝熱係数が所定値以上でほぼ一定になったこと等により確認できる。
　＜第２の処理＞
　本開示の汚れ防止方法は、第１の処理によるプロセス流体の送液が行われた熱交換器に、分散剤を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第２の処理を含む。
　本開示の汚れ防止方法における第２の処理は、一又は複数の実施形態において、定常運転時に行う処理のことをいう。本開示の汚れ防止方法は、一又は複数の実施形態において、定期清掃後の運転再開から定常運転に移行若しくは達した後、又は定常運転に移行する若しくは達する段階で、第１の処理に代えて、第２の処理を行うことを含む。
　第２の処理に使用する薬剤は、分散剤を含有する。第２の処理に使用する薬剤は、一又は複数の実施形態において、有効成分として分散剤を含有する。
　分散剤としては、一又は複数の実施形態において、石油プロセス又は石油プロセスの熱交換器の汚れ防止として従来使用され、或いは今後使用されうるものが挙げられる。分散剤としては、一又は複数の実施形態において、コハク酸イミド化合物、コハク酸エステル化合物等が挙げられる。
　コハク酸イミド化合物は、一又は複数の実施形態において、アルケニル基及びアルキル基の少なくとも一方を有する。
　アルケニル基を有するコハク酸イミド化合物としては、一又は複数の実施形態において、コハク酸イミド基の少なくとも一つの炭素原子が長鎖アルケニル基で置換されたコハク酸イミド化合物、コハク酸イミド基の少なくとも一つの炭素原子が長鎖アルケニル基で置換され、かつ該コハク酸イミド基の窒素原子がアルキレンイミン基又はアミノアルキレン基で置換されたコハク酸イミド化合物、２つの長鎖アルケニル基置換コハク酸イミドのそれぞれの窒素原子が炭化水素鎖又は含窒素炭化水素鎖を介して結合したコハク酸イミド化合物等が挙げられる。長鎖アルケニル基としては、一又は複数の実施形態において、炭素数が８以上、９以上、１０以上、１２以上、１５以上又は１６以上のアルケニル基が挙げられる。炭化水素鎖としては、炭素数が２以上、４以上、１０以上、１２以上、１５以上又は１６以上の直鎖アルキレン基が挙げられる。含窒素炭化水素鎖としては、１以上又は２以上の窒素原子と、２以上、４以上、１０以上、１２以上、１５以上又は１６以上の炭素原子とを有する二価の置換基が挙げられる。含窒素炭化水素鎖としては、ジエチレンアミノ基、及びエチレンポリエチレンイミン基等が挙げられる。
　アルキル基を有するコハク酸イミド化合物としては、一又は複数の実施形態において、コハク酸イミド基の少なくとも一つの炭素原子が長鎖アルキル基で置換されたコハク酸イミド化合物、コハク酸イミド基の少なくとも一つの炭素原子が長鎖アルキル基で置換され、かつ該コハク酸イミド基の窒素原子がアルキレンイミン基又はアミノアルキレン基で置換されたコハク酸イミド化合物、２つの長鎖アルキル基置換コハク酸イミドのそれぞれの窒素原子が炭化水素鎖又は含窒素炭化水素鎖を介して結合したコハク酸イミド化合物等が挙げられる。長鎖アルキル基としては、一又は複数の実施形態において、炭素数が８以上、９以上、１０以上、１２以上、１５以上又は１６以上のアルキル基が挙げられる。
　アルケニル基及びアルキル基の少なくとも一方を有するコハク酸イミド化合物としては、一又は複数の実施形態において、下記式（Ｖ）～（ＶＩＩＩ）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　式（Ｖ）において、Ｒ２１及びＲ２２は、数平均分子量３００以上７０００以下のアルキル基、又は数平均分子量３００以上７０００以下のアルケニル基を示し、ｎは０～８の整数を示す。Ｒ２１及びＲ２２は、互いに同一でも異なっていてよい。
　式（ＶＩ）において、Ｒ２３は、数平均分子量３００以上７０００以下のアルキル基、又は数平均分子量３００以上７０００以下のアルケニル基を示し、ｍは０～８の整数を示す。
　式（ＶＩＩ）において、Ｒ２４、Ｒ２６及びＲ２７は、数平均分子量３００以上７０００以下のアルキル基、又は数平均分子量３００以上７０００以下のアルケニル基を示し、Ｒ２５は、炭素数１～５のアルキレン基である。Ｒ２６及びＲ２７は、互いに同一でも異なっていてもよい。
　式（ＶＩＩＩ）において、Ｒ２８は、数平均分子量３００以上７０００以下のアルキル基、又は数平均分子量３００以上７０００以下のアルケニル基を示し、Ｒ２９は、炭素数１～５のアルキレン基である。
　アルキル基及びアルケニル基の数平均分子量は、一又は複数の実施形態において、５００以上５０００以下、５００以上５０００未満、５００以上４０００以下、７００以上４０００以下、又は８００以上３５００以下である。
　アルキル基及びアルケニル基は、一又は複数の実施形態において、直鎖であってもよいし、分岐鎖であってもよい。Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４及びＲ２８としては、一又は複数の実施形態において、ポリエチレン基、ポリイソプロピル基、ポリイソプレン基、ポリブテン基、ポリイソブテン基、ポリブテニル基、及びポリイソブテニル基等が挙げられ、好ましくはポリブテニル基及びポリイソブテニル基等である。
　Ｒ２５及びＲ２９としては、一又は複数の実施形態において、メチレン基、エチレン基、プロピル基、及びイソプロピル基等が挙げられる。
　ｎ及びｍは、一又は複数の実施形態において、０、１、２、３、又は４である。式（Ｖ）における“－ＣＨ２ＣＨ２－［ＮＨＣＨ２ＣＨ２］ｎ－”及び式（ＶＩ）における“－ＣＨ２ＣＨ２－［ＮＨＣＨ２ＣＨ２］ｍ－”としては、エチレン基、ジエチレンアミノ基、及びエチレンポリエチレンイミン基等が挙げられる。
　本開示の汚れ防止方法において使用されうるコハク酸イミド化合物の重量平均分子量は、一又は複数の実施形態において、３，０００～１５，０００、又は５，０００～１２，０００である。コハク酸イミド化合物の重量平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィーによるものであり、具体的には、実施例に記載の方法により測定できる。　
　コハク酸エステル化合物は、一又は複数の実施形態において、置換基としてアルケニル基を有する。
　アルケニル基を有するコハク酸エステル化合物は、一又は複数の実施形態において、長鎖アルケニル置換コハク酸エステル化合物等が挙げられる。長鎖アルケニル置換コハク酸エステル化合物は、一又は複数の実施形態において、長鎖アルケニル基を有する無水コハク酸とアルコール又は芳香族ヒドロキシル化合物とを酸性の触媒存在下で縮合反応させることにより調製できる。
　長鎖アルケニル基としては、一又は複数の実施形態において、炭素数が８以上、９以上、１０以上、１２以上、１５以上、１６以上又は２０以上のアルケニル基が挙げられる。長鎖アルケニル基としては、一又は複数の実施形態において、ポリエチレン基、ポリプロピレン基、ポリイソブチレン基、及びポリブテン基等が挙げられる。
　アルコールとしては、一又は複数の実施形態において、ヒドロキシル基を１～６個を有する炭素数が１～１０のアルコール等が挙げられる。アルコールとしては、一又は複数の実施形態において、一価アルコール、及び多価アルコール等が挙げられる。アルコールとしては、一又は複数の実施形態において、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブタノール、ベンジルアルコール、オクタデカノール、エイコサノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセロール、エリスリトール、ソルビトール、マニトール、グルコース、ガラクトース、１，１，１－トリメチロールエタン、１，１，１－トリメチロールプロパン、１，１，１－トリメチロールブタン、ペンタエリトリトール及びジペンタエリトリトール等が挙げられる。
　芳香族ヒドロキシル化合物としては、一又は複数の実施形態において、フェノール、及びナフトール等が挙げられる。
　長鎖アルケニル置換コハク酸エステル化合物としては、一又は複数の実施形態において、ポリイソブテニルコハク酸エステル等が挙げられる。ポリイソブテニルコハク酸エステルにおけるポリイソブテニル基の炭素数としては、一又は複数の実施形態において、２０～２５０、５０～１００又は６０～９０である。ポリイソブテニルコハク酸エステルの調製に使用するポリイソブテニル無水コハク酸の平均分子量としては、一又は複数の実施形態において、４００～３０００、６００～１５００又は８００～１３００である。
　ポリイソブテニルコハク酸エステルとしては、一又は複数の実施形態において、ポリイソブテニルペンタエリスリトールコハク酸エステル等が挙げられる。
　コハク酸イミド化合物及びコハク酸エステル化合物は、一又は複数の実施形態において、一種類で使用してもよいし、複数種類を組み合わせて使用してもよい。　
　第２の処理において、プロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度としては、一又は複数の実施形態において、１～５０ｐｐｍ、１～２５ｐｐｍ、又は１～１０ｐｐｍが挙げられる。
　本開示の汚れ防止方法は、一又は複数の実施形態において、第２の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第１の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）よりも少なくなるように、第２の処理において上記の薬剤をプロセス流体に添加することを含んでいてもよい。本開示の汚れ防止方法は、一又は複数の実施形態において、第２の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第１の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）の６０％以下、５０％以下、４０％以下若しくは３０％以下、又は５％以上若しくは１０％以上となるように、第２の処理において上記の薬剤をプロセス流体に添加することを含んでいてもよい。
　本開示の汚れ防止方法は、一又は複数の実施形態において、第２の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第１の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）に対する比（第２の処理の薬剤／第１の処理の薬剤）が１／２０～１／２、１／１０～１／２又は１／７～１／３となるように、第２の処理において上記の薬剤をプロセス流体に添加することを含んでいてもよい。
　本開示の汚れ防止方法において、第２の処理に使用する薬剤は、一又は複数の実施形態において、分散剤以外の有効成分を含有していてもよいし、有効成分が実質的に分散剤からなる薬剤であってもよい。第２の処理に使用する薬剤は、一又は複数の実施形態において、有効成分として、上記の亜リン酸エステル化合物及びリン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有していてもよい。
　第１の処理及び第２の処理において、薬剤をプロセス流体に添加する場所は特に限定されない。薬剤の添加箇所は、一又は複数の実施形態において、上記の濃度の有効成分が、汚れ防止の対象の熱交換器に導入されうる場所が挙げられ、又は、対象の熱交換器の手前が挙げられる。第１の処理及び第２の処理において、薬剤の添加箇所は同じであってもよいし異なってもよい。
　第１の処理及び第２の処理において、薬剤は、一又は複数の実施形態において、連続添加であってもよいし、間欠添加であってもよい。
　本開示の汚れ防止方法において、第１の処理と第２の処理との間は、本開示による汚れ防止効果を著しく損なわない範囲で第１の処理から第２の処理に移行するための移行時間（期間）があってもよいし、第１の処理と第２の処理とを速やかに切り替えてもよい。移行時間（期間）では、特に限定されない一又は複数の実施形態において、第１の処理と第２の処理とが同時に行われる期間（重なる期間）があってもよい。
　図１は、常圧蒸留塔を備える石油精製処理装置の一例を示すブロック図である。この石油精製処理装置では、ポンプ９を介して供給された原油は、予熱交１（熱交換器１）で１１０～１４０℃に加熱され、脱塩装置２で脱塩される。その後、予熱交３（熱交換器３）で１５０～１８０℃に加熱された後、プレフラッシュタワー４へ送られ低沸点ガス分が分離される。そして、予熱交５（熱交換器５）及び予熱交６（熱交換器６）によって２４０～２８０℃に加熱され、加熱炉７で３５０～３８０℃に加熱されて、常圧蒸留塔８に導入される。常圧蒸留塔８の塔底から缶出液はポンプ１０を介して熱交換器５及び６に熱源として送られる。
　本開示の汚れ防止方法は、一又は複数の実施形態において、図１に示す石油精製処理装置における予熱交３（熱交換器３）、予熱交５（熱交換器５）及び／又は予熱交６（熱交換器６）の汚れの防止に用いることができる。
　図１の石油プロセスの熱交換器５及び６において本開示の汚れ防止方法を行う場合、薬剤の添加場所としては、限定されない一又は複数の実施形態において、熱交換器５及び６の手前である図１の矢印Ａで示す場所が挙げられるが、さらに手前の矢印Ｃで示す場所であってもよい。図１の熱交換器５及び６において、加熱側で本開示の汚れ防止方法を行う場合、薬剤の添加場所としては、限定されない一又は複数の実施形態において、熱交換器５及び６の手前である図１の矢印Ｂで示す場所が挙げられる。本開示における薬剤の添加場所は、上記個所に限定されず、例えば、脱塩装置２の前（例えば、脱塩装置２の前に配置された熱交換器１の前）である図１の矢印Ｄで示す場所であってもよい。
　［初期処理方法］
　本開示は、その他の態様において、洗浄処理が行われた石油プロセスにおける熱交換器の初期処理方法に関する。本開示の初期処理方法は、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物少なくとも一方を含有する薬剤を、プロセス流体に添加すること、及び、前記薬剤を添加したプロセス流体を、洗浄処理が行われた清浄な熱交換器に送液することを含む。
　本開示の初期処理方法における薬剤、その添加方法等は、本開示の汚れ防止方法における第１の処理と同様に行うことができる。
　［石油精製プラント制御システム］
　本開示は、その他の態様において、石油精製プラント制御システムに関する。
　本開示の石油精製プラント制御システムは、石油精製プラントに設置されたセンサで測定されたプロセス変数の測定値を取得するデータ取得部と、前記測定値を統計処理した結果を記憶する記憶部と、前記測定値及び前記統計処理した結果に基づいて熱交換器の表面の状態を解析する解析部と、前記測定値及び解析した結果に基づいてプロセス流体に添加する薬剤を決定する薬剤制御部とを備える。
　薬剤制御部は、一又は複数の実施形態において、熱交換器の表面が定期清掃後の状態である場合は、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を添加することを決定し、熱交換器の表面が定常運転に達した状態である場合、分散剤を含有する薬剤を添加することを決定することを含む。薬剤制御部は、一又は複数の実施形態において、熱交換器の表面が定期清掃後の状態である場合は、添加する薬剤の濃度を高めに設定し、熱交換器の表面が定常運転に達した状態である場合、添加する薬剤の濃度を低めに設定することを含む。
　本開示は、その他の態様として、石油精製プラント制御システムに関し、該制御システムは、石油精製プラントに設置されたセンサでプロセス変数を測定するステップと、測定したプロセス変数に基づいて、該運転が非定常運転（例えば、定期清掃後の運転再開時）であるか又は定常運転に達したかを解析するステップと、該解析に基づいて、プロセス流体に添加する薬剤を決定するステップを含み、該決定ステップは、非定常運転であると解析された場合、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を添加することを決定し、定常運転に達したと解析された場合、分散剤を含有する薬剤を添加することを決定することを含む。
　本態様の制御システムは、一又は複数の実施形態において、測定したプロセス変数に基づいて、薬剤の投与量の変更を行うステップを含んでいてもよい。本態様の制御システムは、一又は複数の実施形態において、測定したプロセス変数に基づいて、石油プロセスにおける熱交換器の汚れのモニタリング及び／又は分析を行うステップを含んでいてもよい。
　本開示の汚れ防止方法及び本開示の初期処理方法は、一又は複数の実施形態において、本開示の石油精製プラント制御システムを用いて行うことができる。
　プロセス変数としては、一又は複数の実施形態において、プロセスストリーム流速、温度、圧力、プロセス流体中の薬剤の濃度、ｐＨ、酸化還元電位、及び原油中のアスファルテンの濃度等が挙げられる。
　本開示はさらに以下の一又は複数の実施形態に関する。
［１］　石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法であって、
　付着した汚れの洗浄処理が行われた熱交換器に、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第１の処理と、
　前記第１の処理を行った熱交換器に、分散剤を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第２の処理とを含み、
　前記第１の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第２の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）よりも高い濃度となるように、前記第１の処理において前記薬剤をプロセス流体に添加することを含む、汚れ防止方法。
［２］　前記分散剤は、コハク酸イミド化合物及びコハク酸エステル化合物からなる群から選択される少なくとも一つである、［１］記載の汚れ防止方法。
［３］　第２の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）と前記第１の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）との比が１／２０～１／２となるように、第２の処理において前記薬剤をプロセス流体に添加することを含む、［１］又は［２］に記載の汚れ防止方法。
［４］　洗浄処理が行われた石油プロセスにおける熱交換器の初期処理方法であって、
　油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を、プロセス流体に添加すること、及び
　前記薬剤を添加したプロセス流体を、洗浄処理が行われた清浄な熱交換器に送液することを含む、石油プロセスにおける熱交換器の初期処理方法。
　以下、実施例を用いて本開示をさらに説明する。ただし、本開示は以下の実施例に限定して解釈されない。
　［薬剤］
　亜リン酸エステル：式（Ｉ）で表される亜リン酸エステル化合物（油溶性）
　リン酸エステル：ビスアルキルリン酸エステル化合物（油溶性）
　コハク酸イミド：式（Ｖ）で表されるコハク酸イミド化合物、分子量１０，０００
　コハク酸エステル：ポリアルケニル置換コハク酸エステル化合物、分子量１０，０００
　１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸（ＨＥＤＰ、水溶性防食剤）
　上記化合物の分子量は重量平均分子量であって、サイズ排除クロマトグラフィーによって測定できる。測定条件は以下のとおりである。
　測定条件
　　カラム：スチレン－ジビニルベンゼン架橋ゲル
　　溶離液：テトラヒドロフラン
　　流量：０．７ｍｌ／ｍｉｎ
　　カラム温度：４０℃
　［薬剤の調製］
　薬剤１：
　有効成分である亜リン酸エステル（式（Ｉ）で表される亜リン酸エステル化合物）の濃度が１０重量％となるように溶媒（トルエン）に希釈して薬剤１を調製した。
　薬剤２：
　有効成分であるリン酸エステル（ビスアルキルリン酸エステル化合物）の濃度が１０重量％となるように溶媒（トルエン）に希釈して薬剤２を調製した。
　薬剤３：
　有効成分であるコハク酸イミド（式（Ｖ）で表されるコハク酸イミド化合物、分子量１０，０００）の濃度が１０重量％となるように溶媒（トルエン）に希釈して薬剤３を調製した。
　薬剤４：
　有効成分であるコハク酸エステル（ポリアルケニル置換コハク酸エステル化合物、分子量１０，０００）の濃度が１０重量％となるように溶媒（トルエン）に希釈して薬剤４を調製した。
　薬剤５：
　有効成分であるＨＥＤＰの濃度が１０重量％となるように溶媒（水）に希釈して薬剤５を調製した。
　薬剤６：
　有効成分である亜リン酸エステル（式（Ｉ）で表される亜リン酸エステル化合物）及びコハク酸イミド（式（Ｖ）で表されるコハク酸イミド化合物、分子量１０，０００）の濃度が、それぞれ１０重量％及び２０重量％となるようにこれらを溶媒（トルエン）に希釈して薬剤６を調製した。
　［汚れ（ファウリング）防止試験］
　汚れ（ファウリング）防止試験は、石油精製用薬剤の汚れ防止効果を調べたるための試験であり、汚れを付着させるための試験部材として、図２に示す加熱管（ヒートロッド）２１を用い、加熱管を油に接触させて、その汚れの付着状況を測定することにより行うものである。この加熱管２１は、ＪＩＳＫ２２７６に規定された熱安定度試験器に使用されるものであり、軟鋼製で端部２１ａ、２１ｂが大径とされ、中間部２１ｃが小径とされた、くびれた管形状をなしている。この加熱管２１を図３に示す管形状の加熱管保持器２２の中へ挿入する。加熱管保持器２２の上部及び下部には流入管２３ａと流出管２３ｂとが接続されており、加熱管２１の中央部には熱電対２４が挿入されており、図示しない温度調節器により、熱電対２４によって感知される温度が所定の温度となるように、加熱管２１の両部２１ａ、２１ｂから電流を流すことが可能とされている。流入管２３ａは、評価を行うサンプルが入ったタンク（図示せず）と接続されている。試験装置は、上述の加熱管２１を備えたアルコア（Ａｌｃｏｒ）社製のＨｏｔＬｉｑｕｉｄＰｒｏｃｅｓｓＳｉｍｕｒａｔｏｒ試験器を用いた。
　［サンプル調製］
　下記表１に示す薬剤を、有効成分の量が表１に記載の濃度になるように原油に添加することによりサンプルを調製した。サンプルとしては、同じ原油に第１の処理用薬剤及び第２の処理用薬剤をそれぞれ添加した第１の処理用サンプルと第２の処理用サンプルとを準備した。
　前記試験装置により、下記条件のように加熱管２１を加熱し、タンク内のサンプルを流入管２３ａから導入して、試験を行った。なお、タンク内で仕切られているため戻ったサンプルは混合しない。
　［第１の処理］
　第１の処理用サンプル（２００ｍｌ）をタンク内に入れ、流入管２３ａから導入した。２０分かけて３６０℃に昇温した後、サンプル導入をさらに３０分間継続して行いその時間を試験時間とした。
　［第２の処理］
　第１の処理を行った後、タンク内のサンプルを第２の処理用サンプルに入れ替え、その後、流入管２３ａから導入した。第１の処理と同様に２０分かけて３６０℃に昇温した後、サンプル導入をさらに４時間３０分継続して行いその時間を試験時間とした。
［加熱条件］
　　加熱管２１の温度：３６０℃（２０分かけて昇温）
　　タンク、ライン、ポンプの温度：１００℃
　　サンプル導入流速：１ｍｌ／分
　　系内圧力：５００～６００ｐｓｉ（窒素で圧力調整）
　汚れ防止効果は、サンプルの出口温度変化（Δｔ）に基づき、下記の評価基準で評価した。その結果を下記表２に示す。
　〔サンプルの出口温度変化：Δｔ〕
　流出管２３ｂ（加熱部出口）における試験開始後最高温度のサンプル温度と、５時間経過後のサンプル温度の温度変化（Δｔ）を測定した。加熱管２１に汚れが付着するほど、Δｔが大きくなる。
　　評価基準　　Ａ：Δｔが５以下
　　　　　　　　Ｂ：Δｔが５を超え８未満
　　　　　　　　Ｃ：Δｔが８以上１５未満
　　　　　　　　Ｄ：Δｔが１５以上
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１に示すように、亜リン酸エステル又はリン酸エステルを用いた第１の処理（清浄状態）を行った後、上記の分散剤を用いて第２の処理を行うことにより（実施例１～３）、第１の処理及び第２の処理を同じ薬剤（分散剤単独又は亜リン酸エステル化合物単独）で行った比較例１～３及び第１の処理を水溶性のＨＥＤＰで行った比較例５及び６と比べて汚れの付着を抑制できた。また、実施例１～３の汚れ防止効果は、第１の処理及び第２の処理を、亜リン酸エステル及びコハク酸イミドを含む薬剤を同じ濃度で使用した参考例１と同等又はそれ以上であった。
　また、第２の処理に先立ち管が清浄な状態で行われる第１の処理を亜リン酸エステル又はリン酸エステルを含有する薬剤を使用して行うことによって、第２の処理に使用する薬剤をより少ない量（低濃度）にでき、かつ十分な汚れ防止効果が得られることが確認できた。
　上記表１に示す結果が得られた理由として以下のことが推察される。
　油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物は、防食効果を有することが知られている一方で、それ単独では十分な汚れ防止効果が得られないため、汚れ防止効果の点からは分散剤と併用することが提案されている（例えば、特許文献２及び３）。
　一方、実施例１～３では、汚れの洗浄処理が行われた清浄な状態の熱交換器に対する第１の処理とその後の第２の処理とにおいて薬剤を異なる濃度で使用し、かつ、清浄な状態の熱交換器に対して行う第１の処理では油溶性のリン酸エステル化合物及び／又は亜リン酸エステル化合物を使用し、第２の処理では分散剤を使用している。それにより、実施例１～３では、併用の場合（参考例１）よりも薬剤の濃度が少ないにもかかわらず、それと同等又はそれ以上の汚れ防止効果が得られている。これは、清浄な状態の熱交換器に対する第１の処理では、油溶性のリン酸エステル化合物及び／又は亜リン酸エステル化合物を所定の濃度で添加したプロセス流体を送液させることによって、油溶性のリン酸エステル化合物及び／又は亜リン酸エステル化合物と熱交換器表面の接触頻度を向上でき、清浄な状態の熱交換器の表面により緻密な汚れ防止被膜を形成でき、その後の第２の処理の分散剤によって、プロセス流体に発生しうる汚れを分散させて汚れ（例えば、アスファルテンやスラッジ等の有機高分子成分を含む汚れ）の付着及び／又は蓄積をさらに抑制できたと考えられる。
　また、第１の処理で水溶性のＨＥＤＰを含む薬剤を使用した比較例５及び６では、金属は親水性であるため水溶性のＨＥＤＰは油溶性の薬剤と比較して金属表面への吸着が強くなると想定されるが、プロセス流体自体が疎水性であるため水溶性の防食成分は金属表面に均一に接触することができず、形成される防食被膜は不均一となり十分な汚れ防止効果が発揮されなかったものと推察される。

Claims (4)

  1. 　石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法であって、
    　付着した汚れの洗浄処理が行われた熱交換器に、油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第１の処理と、
    　前記第１の処理を行った熱交換器に、分散剤を含有する薬剤を添加したプロセス流体を送液する第２の処理とを含み、
    　前記第１の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）が、第２の処理のプロセス流体中の薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）よりも高い濃度となるように、前記第１の処理において前記薬剤をプロセス流体に添加することを含む、汚れ防止方法。
  2. 　前記分散剤は、コハク酸イミド化合物及びコハク酸エステル化合物からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項１記載の汚れ防止方法。
  3. 　第２の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）と前記第１の処理においてプロセス流体に添加する薬剤の有効成分の濃度（ｐｐｍ）との比が１／２０～１／２となるように、第２の処理において前記薬剤をプロセス流体に添加することを含む、請求項１又は２に記載の汚れ防止方法。
  4. 　洗浄処理が行われた石油プロセスにおける熱交換器の初期処理方法であって、
    　油溶性のリン酸エステル化合物及び亜リン酸エステル化合物の少なくとも一方を含有する薬剤を、プロセス流体に添加すること、及び
    　前記薬剤を添加したプロセス流体を、洗浄処理が行われた清浄な熱交換器に送液することを含む、石油プロセスにおける熱交換器の初期処理方法。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008519166A (ja) * 2004-11-02 2008-06-05 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 高温腐食抑制剤
JP2010523816A (ja) * 2007-04-04 2010-07-15 ドルフ ケタール ケミカルズ （インディア）プライヴェート リミテッド リン化合物の新たな共同作用的組合せを使用したナフテン酸腐食防止
CN102260873A (zh) * 2010-05-27 2011-11-30 中国石油化工股份有限公司 一种提高炼油装置高温缓蚀剂使用效果的方法
WO2015022979A1 (ja) * 2013-08-15 2015-02-19 ナルコジャパン合同会社 石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法
WO2018207708A1 (ja) * 2017-05-09 2018-11-15 株式会社片山化学工業研究所 石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法
JP2019137816A (ja) * 2018-02-15 2019-08-22 伯東株式会社 熱交換器の汚れ防止方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008519166A (ja) * 2004-11-02 2008-06-05 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 高温腐食抑制剤
JP2010523816A (ja) * 2007-04-04 2010-07-15 ドルフ ケタール ケミカルズ （インディア）プライヴェート リミテッド リン化合物の新たな共同作用的組合せを使用したナフテン酸腐食防止
CN102260873A (zh) * 2010-05-27 2011-11-30 中国石油化工股份有限公司 一种提高炼油装置高温缓蚀剂使用效果的方法
WO2015022979A1 (ja) * 2013-08-15 2015-02-19 ナルコジャパン合同会社 石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法
WO2018207708A1 (ja) * 2017-05-09 2018-11-15 株式会社片山化学工業研究所 石油プロセスにおける熱交換器の汚れ防止方法
JP2019137816A (ja) * 2018-02-15 2019-08-22 伯東株式会社 熱交換器の汚れ防止方法

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