一種乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑及其製備方法和應用的製作方法

2023-09-20 02:39:00

專利名稱：：一種乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
：本發明屬於石油化工領域，涉及一種乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑及其製備方法和應用。
背景技術：
：乙烷、丙烷、石腦油、汽油等烴類在裂解爐中發生熱裂解反應生成乙烯、丙烯、丁二烯等小分子烴類的同時會產生大量的C02、H2S等酸性氣，裂解氣中的這些酸性雜質會給深冷分離和精餾帶來許多危害，如引起設備、管道的腐蝕;在深冷分離時，C02在低溫條件下結成乾冰堵塞設備和管道，所以必須在鹼洗塔中用鹼或胺來吸收、脫除這些酸性雜質。在鹼洗過程中，酸性氣被脫除的同時，裂解氣中的一些含氧化合物(如羰基化合物)以及一些二烯烴及其它不飽和烯烴在鹼洗塔的條件下發生縮合、聚合反應生成高分子聚合物，呈黃色油狀(俗稱黃油)，這種聚合物形成後一方面影響鹼洗塔的正常運行和鹼洗效果，表現為大量聚合物聚積結垢，堵塞塔內分布器及填料，造成塔壓差增加，塔頂水洗段洗滌水PH值升高，耗鹼量增加，鹼洗塔的運行周期縮短，另一方面含大量聚合物的廢鹼達不到環保指標，影響了廢鹼的排放和處理。目前解決鹼洗塔聚合物問題的方法有改造鹼洗塔、優化鹼洗操作和添加聚合物抑制劑。改造鹼洗塔、優化鹼洗操作可以改善鹼洗效果，延長裝置運行周期，但不能從根本上抑制聚合物的生成。添加聚合物抑制劑的方法在理論上可以抑制聚合物的生成，但由於鹼洗塔環境特殊，不能完全杜絕聚合物的生成，只能從一定程度上減少聚合物的生成，同時使生成的聚合物儘快分散到鹼液中，隨廢鹼液排出裝置。其中添加聚合物抑制劑的方法使用簡便，投資少，是解決聚合物問題的發展趨勢。鹼洗塔聚合物生成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它不飽和烴在痕量氧、金屬離子的作用下，形成自由基，從而引發自由基聚合反應生成大分子聚合物。另一個原因是裂解氣中含氧化合物醛或酮在鹼的作用下，易發生Aldol縮合反應，即兩分子Ot位碳原子上的醛或酮在NaOH作用下，發生加成反應生成卩-羥基醛，然後再進一步發生加成反應生成一定分子量的聚合物。專利US4673489提出了一種使用羥胺類化合物或其硫酸鹽來控制鹼洗塔中的醛酮縮合反應，從而抑制聚合物生成的方法。專利US4952301提出了一種使用乙二胺類化合物一起來抑制鹼洗塔聚合物的生成。專利US5160425提出了一種使用碳醯肼的物質來抑制鹼洗塔聚合物的生成。專利提出了使用a-胺基酸鹽和酯的胺基酸類化合物作為鹼洗塔中的聚合物抑制劑，這些方法都是針對裂解氣中的有氧化合物醛酮縮合提出的，對醛酮縮合反應作用較明顯，但醛酮縮合反應只是鹼洗塔聚合物生成的一方面原因，而對於裂解氣中不飽和烯烴發生的自由基聚合反應沒有涉及，所以這些方法對抑制鹼洗塔聚合物的作用不理想。專利200810119911.0提出了一種採用醇胺類化合物、醯肼類化合物和垸基胺類化合物製備黃油抑制劑的方法。該黃油抑制劑可以同時抑制鹼洗塔中油相和水相中的縮酮和縮醛反應，並具有抗氧作用，捕捉物料中的過氧自由基，該抑制劑中三類物質的不能互溶，很難混合均勻，使用不方便，另外該黃油抑制劑用量較大，以裂解氣中乙烯、丙烯和丁二烯總含量為基準，添加的質量濃度最好為30-150ppm。有文獻(見《乙烯工業》2001.13(4):51-53)曾報導過國產黃油抑制劑服-1312的工業試用情況，但文獻(見《光譜實驗室》2003.20(2):289-290)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。
發明內容本發明是針對現有技術的缺點，而提供一種乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑，以解決乙烯鹼洗塔聚合物生成和堵塞塔盤的問題，本發明提供的抑制劑效果好、穩定性好、生產簡單、使用方便。另外本發明還提供了該抑制劑的製備方法和應用方法。本發明提供一種乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑，該抑制劑由A組分、B組分、C組分和D組分組成。其中各組分佔抑制劑總重量百分含量為A組分10-30%，優選15-25%;B組分10-30%，優選15-25%;C組分2-10%，優選5-8%;D組分30-78%,優選42-65%。本發明所述A組分為醛酮縮合抑制劑，可以是a-胺基酸、亞乙基胺或醇胺，優選a-胺基酸或亞乙基胺。所述B組分為水溶性自由基阻聚劑，可以是羥胺或醯肼，優選羥胺。所述C組分為硫酸鹽類水溶性抗氧增溶劑。所述D組分為溶劑，選用去離子水，電導率〈10us'cnf1。本發明所述A組分所述a-胺基酸選用氨基乙酸、L-丙氨酸、穀氨酸、巰基丙氨酸或冬氨酸，優選氨基乙酸；所述亞乙基胺選用二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺，優選三乙烯四胺；所述醇胺選用單乙醇胺、二乙醇胺、異丙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺或N-二乙基乙醇胺，優選單乙醇胺。本發明所述B組分所述羥胺選用二乙基羥胺；所述醯肼選用碳醯肼、N,N二甲醯肼或N-甲基二甲醯肼，優選碳醯肼。本發明所述c組分選用焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉等；優選硫代硫酸鈉。本發明所述的抑制劑，其製備方法是在常溫、常壓和不斷攪拌下，分別將A組分、B組分和C組分加入到D組分中，直至各組分完全溶解，即製得本發明的乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑。本發明還提供了一種乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑的應用方法，其方法是將所述乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑在鹼洗塔中、弱鹼循環線上在線連續注入，其注入量以進入鹼洗塔的裂解氣總質量為基準，注入量為10-100Pg/g，最好為20-50Mg/g。本發明所述乙烯裝置鹼洗塔中的聚合物主要是通過醛、酮類含氧化合物發生的羥醛縮合反應以及烯烴、二烯烴發生的自由基聚合反應生成，所以本發明所述的抑制劑配方根據乙烯裝置鹼洗塔中聚合物的形成機理，從多種角度出發抑制聚合物的生成，能同時抑制醛酮的Aldol縮合反應和不飽和烯烴的自由基聚合反應，並能還原鹼液中溶解的少量氧，同時使生成的少量聚合物分散、溶解到鹼液中，避免聚合物阻塞塔盤，影響生產。本發明所述抑制劑與現有技術US4673489、US4952301、US6372121和US6372121相比，功能更為全面，不僅能抑制裂解氣中有氧化合物醛酮的縮合反應，而且能抑制裂解氣中不飽和烯烴發生的自由基聚合反應。與專利200810119911.0相比不僅具有更全面的功能，而且本發明所述抑制劑的各組份都具有良好的水溶性，按本發明提供的配比製備成的抑制劑狀態均勻穩定、性能可靠，並且本抑制劑原材料易得，生產簡單，使用方便。具體實施例方式下面用具體實施例來詳細說明本發明，但實施例並不限制本發明的範圍。實施例1-14實施例1-14為聚合物抑制劑各組分、配比及製備實例。在常溫、常壓、不斷攪拌下，分別將表l、表2中一定質量份數的化合物加入到相應質量份數的去離子水中，直至各組分完全溶解，即製得本發明的乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑。其中去離子水的電導率<1011scm—1。表1實施例1-7聚合物抑制劑自i分及配比(表y3數據均為質量分數)tableseeoriginaldocumentpage7表2實施例8-14聚合物抑制劑組分及配比(表中數據均為質量分數)tableseeoriginaldocumentpage7實施例15將實施例2中的鹼洗塔聚合物抑制劑應用到乙烯模擬裝置鹼洗塔，裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯、丁二烯總收率為43.2%，鹼洗塔中氫氧化鈉濃度為8%，抑制劑一次性加入到循環鹼液中，加注量相對於裂解氣量為50Pg/g，裝置運轉2小時，計量鹼液中聚合物量，鹼液中聚合物量相對於空白實驗減少50%。實施例16將實施例6中的鹼洗塔聚合物抑制劑應用到乙烯模擬裝置鹼洗塔，裂解原料為石腦油，裂解氣中乙烯、丙烯、丁二烯總收率為43.2%，鹼洗塔中氫氧化鈉濃度為8%，抑制劑一次性加入到循環鹼液中，加注量相對於裂解氣量為50Mg/g，裝置運轉2小時，計量鹼液中的聚合物量，聚合物量相對於空白實驗減少56%。實施例17將實施例14中的鹼洗塔聚合物抑制劑應用到乙烯模擬裝置鹼洗塔，裂解原料為石腦油，'裂解氣中乙烯、丙烯、丁二烯總收率為43.2%，鹼洗塔中氫氧化鈉濃度為8%，抑制劑一次性加入到循環鹼液中，加注量相對於裂解氣量50Pg/g，裝置運轉2小時，計量鹼液中的聚合物量，聚合物量相對於空白實驗減少70%。實施例18將實施例14中的鹼洗塔聚合物抑制劑應用到一乙烯裝置，該乙烯裝置的裂解原料為石腦油，鹼洗塔中鹼段氫氧化鈉濃度為5%，弱鹼段氫氧化鈉濃度為2%，聚合物抑制劑在中鹼段和弱鹼段循環線連續注入，以進入鹼洗塔的裂解氣總質量為基準，鹼洗塔聚合物抑制劑注入量為501^g/g,72小時後減小到25Mg/g，鹼洗塔中聚合物量比不用聚合物抑制劑時減少了60%。權利要求1、一種乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑，其特徵在於該抑制劑由A組分、B組分、C組分和D組分組成，其中各組分佔抑制劑總重量百分含量為A組分10-30重量％；B組分10-30重量％；C組分2-10重量％；D組分30-78重量％；所述A組分為醛酮縮合抑制劑；所述B組分為水溶性自由基阻聚劑；所述C組分為硫酸鹽類水溶性抗氧增溶劑；所述D組分為溶劑。2、根據權利要求1所述的抑制劑，其特徵在於所述各組分佔抑制劑總重量百分含量為A組分15-25重量％;B組分15-25重量％;C組分5-8重量％;D組分42-65重量％。3、根據權利要求1或2所述的抑制劑，其特徵在於所述A組分為d-胺基酸、亞乙基胺或醇胺；B組分為羥胺或醯肼，C組分為焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈉或硫代硫酸鈉；D組分為去離子水，電導率〈10iiscnf1。4、根據權利要求3所述的抑制劑，其特徵在於所述A組分為ct-胺基酸或亞乙基胺，所述B組分為羥胺，所述C組分為硫代硫酸鈉。5、根據權利要求3所述的抑制劑，其特徵在於所述a-胺基酸為氨基乙酸、L-丙氨酸、穀氨酸、巰基丙氨酸或冬氨酸；所述亞乙基胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺；所述醇胺為單乙醇胺、二乙醇胺、異丙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺或N-二乙基乙醇胺；所述羥胺為二乙基羥胺；所述醯肼為碳醯肼、N,N二甲醯肼或N-甲基二甲醯肼。6、根據權利要求5所述的抑制劑，其特徵在於所述a-胺基酸為氨墓Z酸，所述亞乙基胺為三乙烯四胺，所述醇胺為單乙醇胺，所述醯肼為碳醯肼。7、權利要求1所述抑制劑的製備方法，其特徵在於在常溫、常壓和不斷攪拌下，將A組分、B組分和C組分加入到D組分中，直至各組分完全溶解，即製得本發明的乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑。8、權利要求l所述抑制劑的應用，其特徵在於將聚合物抑制劑在鹼洗塔中或弱鹼循環線上在線連續注入，以進入鹼洗塔的裂解氣總質量為基準，添加的質量濃度為10-10QMg/g。9、根據權利要求8所述的應用，其特徵在於抑制劑添加的質量濃度為20-50lVg。全文摘要本發明公開了一種乙烯裝置鹼洗塔聚合物抑制劑及其製備方法和應用，以解決現有技術中乙烯鹼洗塔聚合物的生成和堵塞塔盤問題。本發明抑制劑由10-30重量％A組分、10-30重量％B組分、2-10重量％C組分和30-78重量％D組分組成，其中A組分為醛酮縮合抑制劑，B組分為水溶性自由基阻聚劑，C組分為硫酸鹽類水溶性抗氧增溶劑，D組分為溶劑。本發明提供的抑制劑狀態均勻穩定、性能可靠，不僅能抑制醛酮縮合反應和不飽和烯烴的自由基聚合反應，並能還原鹼液中溶解的少量氧，同時使生成的少量聚合物分散、溶解到鹼液中，避免聚合物阻塞塔盤。文檔編號C07C7/20GK101591214SQ20091006526公開日2009年12月2日申請日期2009年6月25日優先權日2009年6月25日發明者劉九林,劉志龍,瑩楊,楊金輝,潘延民,田淑梅申請人:中國石油化工集團公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司;洛陽高新龍浦石油化工開發公司