一種乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑及其使用方法
2023-09-20 02:31:05
專利名稱：：一種乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑及其使用方法
技術領域：
：本發明涉及一種乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑及其使用方法。
背景技術：
：乙烯裝置鹼洗塔是乙烯生產過程中必不可少的關鍵設備。在裂解氣進入鹼洗塔前含有較多的酸性物質，如C02、H2S等。這些酸性物質如果不清除，就會在乙烯聚合過程中造成催化劑中毒並汙染乙烯。因此必須將裂解氣進行鹼洗。乙烯生產裝置一般設有胺洗和鹼洗系統，為了節省鹼的消耗及減少廢鹼液排出量，先通過胺將H2S及CO2等酸性氣體降至30ppm左右，再經過鹼洗將剩餘的酸性氣體洗清至後續工段所要求的含量。工業生產實踐表明，裂解氣在鹼洗過程中會產生液態聚合物，與空氣接觸後易形成黃色粘稠態，通常被稱為黃油，並影響鹼洗塔的正常運行和鹼洗效果及消耗大量的鹼液，同時大量黃油易聚合結垢堵塞塔內分布器及填料，造成堵塔現象，使鹼洗塔的運行周期縮短。另外含大量黃油的廢鹼外排，不僅浪費鹼液還給下遊處理設施的操作帶來困難並產生嚴重的環境汙染。鹼洗過程中產生的大量黃油一直是困繞石化企業的難題，目前已開發出多種技術來抑制黃油的生成，但只有添加黃油抑制劑才是最行之有效的方法。因為添加黃油抑制劑不用改裝設備，使用方便，且黃油抑制劑可以有效抑制鹼洗塔中的聚合反應，所以使用黃油抑制劑是今後抑制鹼洗塔中黃油生成的主要發展趨勢。專利US4673489提出了一種使用羥胺類化合物和硫酸鹽來控制鹼洗塔中的醛縮合和酮縮合反應，從而抑制黃油生成的方法，但是此種方法的使用效果不明顯，無法真正抑制鹼洗塔中黃油的產生。專利US4952301中提出了一種使用乙二胺類化合物和水溶性的鹽一起來抑制鹼洗塔中黃油的生成。但乙二胺不僅抑制效果一般，而且其本身具有較高的毒性，容易發生爆炸，使用非常不安全並會汙染環境，因此目前裝置上未見此類物質的使用。專利US5160425提出了一種使用名為卡巴肼的物質來抑制鹼洗塔中黃油的產生，雖然這種物質毒性小、價格低廉、使用安全，但其組分單一，只能延緩鹼洗塔中醛酮縮合反應，並不能從根本上抑制住這些反應，因此目前這種物質也未見在裝置上使用的報導。專利US6372121提出使用a-胺基酸鹽和酯的胺基酸類化合物作為鹼洗塔中的黃油抑制劑，該種物質為水溶性，可有效抑制水相中縮醛和縮酮反應，但是對於油相中的該類反應卻無法起到效果。國內尚無黃油抑制劑相關專利的報導。有文獻(見《乙烯工業》2001，13(4):51-53.)曾報導過國產黃油抑制劑HK-1312的工業試用情況，但文獻(見《光譜實驗室》2003，20(2):287-290)報導此種黃油抑制劑的效果並不明顯，不能從根本上抑制鹼洗塔中黃油的生成。
發明內容本發明的目的在於提供一種乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑及其使用方法。採用醇胺類化合物、醯肼類化合物和烷基胺類化合物進行組配製備乙烯裝置鹼洗塔用黃油抑制劑。該黃油抑制劑可以同時抑制鹼洗塔中油相和水相中的縮醛和縮酮的反應，並能具有抗氧作用，捕捉物料中的過氧自由基，從而全方位的抑制黃油產生的各種因素，從根本上抑制黃油的生成，消除因大量黃油造成的裝置堵塞現象，延長裝置的運行時間，減少廢鹼液的排放量以及新鮮鹼的補充量，減少因大量含黃油的廢鹼液對環境的汙染。另外該黃油抑制劑無毒，對環境無任何汙染，且對下遊產品沒有任何影響，使用安全環保。發明要點乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑的有效成分包括A組分、B組分和C組分，A組分為醇胺類化合物，選自二甘醇胺、異丙醇胺或N，N-二乙基乙醇胺；B組分為醯肼類化合物，選自碳醯肼、N，N'-二甲醯肼或N-甲基二甲醯肼；C組分為垸基胺類化合物，選自N，N'-二苯基乙二胺或N，N'-2-3萘基對苯二胺。A、B、C組分優選為A組分為異丙醇胺，B組分為碳醯肼，C組分為N，N'-2-6萘基對苯二胺。其中A組分、B組分、C組分的質量比為18:1~8:18;優選為5~6:34:1~3。本發明還提供了一種乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑的使用方法，將上述黃油抑制劑在鹼洗塔的強、弱鹼循環線上在線連續注入，以裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總含量為基準，添加的質量濃度為10500ppm，最好為30150ppm。本發明是在對乙烯裝置鹼洗塔產生黃油的原理研究基礎上得到的。一般認為，鹼洗系統黃油生成具有兩個原因一是裂解氣在鹼洗過程中冷凝或溶解在鹼液中的雙烯烴或其他不飽和烴在痕量氧氣、金屬離子的作用下，形成自由基，為交聯聚合物的形成提供引發條件。另一個原因是裂解氣中的醛或酮在鹼的作用下，易引起Aldol縮合反應，即兩分子a位碳原子上有活潑氫原子的醛或酮在NaOH作用下，加成反應生成P-羥基醛，然後進一步加成至一定分子量的聚合物。鹼洗塔中物料存在氣相、水相和油相三種相態，本發明中含有的醇胺類化合物和垸基胺類化合物可以分別抑制水相和油相中的Aldol縮合反應，另一方面本發明中的醯肼類化合物可以有效抑制因為痕量氧的存在而引起的二烯烴的聚合交聯反應。所以，本發明可以從根本上抑制黃油的產生。本發明的黃油抑制劑因其物性特點可以均勻分散在鹼洗塔的物料當中，使黃油的抑制效果達到最佳。多組分的配方體系可有效控制生成黃油的各種聚合反應，有效抑制鹼洗塔中黃油的生成，延長鹼洗塔的運行周期，減少廢鹼液的排放和新鮮鹼液的消耗，降低因黃油排放造成的環境汙染。本發明的黃油抑制劑不含有毒組分，對環境和下遊產品沒有汙染，且使用簡便，不需要對現有的設備進行改造。因此本發明可以為乙烯裝置帶來顯著的經濟效益和社會效益。具體實施例方式實施例1~18為黃油抑制劑各組份、配比及製備實例，實施例1936為結焦抑制劑使用方法的實例。在不斷攪拌下，以質量記，加入表l、表2和表3所給出的各化合物組分，使其混和均勻，即製得本發明的乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑。表l:實施例16結焦抑制劑組分及配比(表中數據均為質量份數)tableseeoriginaldocumentpage6表3:實施例1318結焦抑制劑組分及配比(表中數據均為質量份數)tableseeoriginaldocumentpage6實施例19將例1之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為500ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為12459mg/L。實施例20將例2之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為450ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為13001mg/L。實施例21將例3之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為400ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為13577mg/L。實施例22將例4之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為350ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為14153mg/L。實施例23將例5之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為300ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為14613mg/L。實施例24將例6之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為250ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為15079。實施例25將例7之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為200ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為15572mg/L。實施例26將例8之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為150ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為15993mg/L。實施例27將例9之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為125ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為16207mg/L。實施例28將例IO之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為100ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為16539mg/L。實施例29將例11之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%,強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5°/。，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為80ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為17036mg/L。實施例30將例12之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為70ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為17592mg/L。實施例31將例13之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為60ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為18163mg/L。實施例32將例14之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為50ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為18772mg/L。實施例33將例15之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為40ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為19276mg/L。實施例34將例16之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為30ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為19775mg/L。實施例35將例17之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%，強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為20ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為20431mg/L。實施例36將例18之鹼洗塔黃油抑制劑應用於乙烯裝置鹼洗塔模擬裝置，其中裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總收率為51.4%，模擬鹼洗塔弱鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為2%,強鹼段鹼液(NaOH溶液)濃度為5%，使用電磁泵將黃油抑制劑在強、弱鹼循環線中連續注入，注入濃度為10ppm，裝置運行24h後採用GB8978-1996的測試方法測試弱鹼段鹼液的COD值為22743mg/L。權利要求1.一種乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑，由A組份、B組份和C組份組成，其特徵是A組份、B組份、C組份的質量比為1～8∶1～8∶1～8；其中A組份為醇胺類化合物；B組分為醯肼類化合物；C組分為烷基胺類化合物。2.根據權利要求1的黃油抑制劑，其特徵是A組份、B組份、C組份的質量比為56:3~4:1~3。3.根據權利要求1或2的黃油抑制劑，其特徵是A組分為二甘醇胺、異丙醇胺或N，N-二乙基乙醇胺，B組分為碳醯肼、N，N'-二甲醯肼或N-甲基二甲醯肼，C組分為N，N'-二苯基乙二胺或N，N'-2-3萘基對苯二胺。4.根據權利要求1或2的黃油抑制劑，其特徵是A組分為異丙醇胺，B組分為碳醯肼，C組分為N，N'-2-0萘基對苯二胺。5.—種權利要求1至4的任何一種黃油抑制劑的使用方法，將黃油抑制劑在線連續注入，以乙烯、丙烯和丁二烯總含量為基準，注入後的濃度為10500ppm。6.根據權利要求5的使用方法，其特徵是黃油抑制劑注入後的濃度為30150ppm。7.根據權利要求5的使用方法，其特徵是黃油抑制劑在乙烯裝置鹼洗塔強、弱鹼循環線處注入。全文摘要本發明涉及一種乙烯裝置鹼洗塔黃油抑制劑及其使用方法。由醇胺類化合物、醯肼類化合物和烷基胺類化合物組成。本發明黃油抑制劑不僅克服了現有抑制劑生產成本高、毒性大、抑制效果不穩定等缺點，還有效地控制了鹼洗塔中黃油的產量，降低了廢鹼液的排放量和新鮮鹼液的消耗量，減輕了廢鹼液的處理壓力和黃油帶來的環境汙染。文檔編號C07C7/20GK101348410SQ20081011991公開日2009年1月21日申請日期2008年9月10日優先權日2008年9月10日發明者何宏曉,侯金順,劉寬勝,劉志清,劉樹青,王彥斌,王秀芬,浩裴,高志禮申請人:北京斯伯樂科學技術研究院;北京化工大學