一種高溫穩定型消泡劑及其在延遲焦化中的應用的製作方法
2023-05-14 23:16:46
一種高溫穩定型消泡劑及其在延遲焦化中的應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高溫穩定型消泡劑及其在延遲焦化中的應用，該消泡劑由超高粘度線性聚二甲基矽氧烷、苯基甲基聚矽氧烷、含鐵基據矽氮烷、含乙烯基聚矽氮烷以及溶劑在一定條件下複合而成。本發明涉及的消泡劑製備方法為先將所需規格的超高粘度線性聚二甲基矽氧烷和苯基甲基聚矽氧烷在60～100℃恆溫下分散於溶劑中，然後冷卻至室溫後繼續攪拌，同時加入含鐵基據矽氮烷和含乙烯基聚矽氮烷，再濾去非均質雜質，得到本發明的消泡劑成品。本發明所述的延遲焦化過程用高效多活性組分消泡劑，在較高使用溫度下具有良好的消泡和抑泡性能，同時能保持較高的化學穩定性，不易生成低沸點含矽小分子環化物，避免了其對後續加工過程的不良影響。
【專利說明】一種高溫穩定型消泡劑及其在延遲焦化中的應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高溫穩定型消泡劑組合物及其應用，特別是涉及一種在延遲焦化工藝過程中應用的高效多活性組分消泡劑及其製備方法，屬於精細化工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]延遲焦化作為一種將劣質渣油深度裂化轉化為輕質產品和焦炭的熱加工工藝，在當今原油質量逐漸重質化、劣質化，資源日益緊張、油價高漲的背景下，其在石油煉製工業中的地位顯得更為突出。為了提高焦化裝置的加工效益，通常採用縮短生焦周期和降低循環比的操作模式，使得焦化塔如今的生產工況較過去發生了很大的變化，如新鮮進料量增大、焦層上升、泡沫層增高以及油氣線速增加等。經加熱爐加熱至490?500°C的原料進入焦化炭塔後，其壓力獲得驟然釋放的同時，熱裂解和縮聚反應也劇烈進行，氣化和裂解反應生成的油氣與縮聚反應生成的浙青膠狀物，在焦化塔內不斷起泡和破泡，形成泡沫層。當油氣達到足夠的線速，就能將氣泡破裂時產生的細小泡沫焦顆粒或霧沫夾帶出焦化塔，進而進入後續分餾裝置管線。泡沫層越厚、位置越高，也是就是「空高」越小，這種夾帶現象就越容易發生。焦化塔油氣攜帶泡沫焦至分餾塔會引發一系列不良後果，輕則導致分餾塔塔底循環迴路的過濾器堵塞、塔底結焦，或使加熱爐管結焦趨勢加快；重則迫使裝置停工。而泡沫焦經分餾裝置部分被夾帶進入焦化汽油、柴油中，對後續加氫工藝造成危害。
[0003]為了消減焦化塔泡沫層的上述不利影響，除了根據原料的性質、工藝流程和裝置特點等確定合適的操作條件，優化生產方案以外，向焦化塔內加注消泡劑也是一種簡單易行、成本低廉的有效措施。根據某些煉廠焦化裝置的報告可知，消泡劑在不同裝置、不同原料和不同操作條件下的使用效果不盡相同，有的可以將泡沫層高度降低3m以上，有的卻不足lm，這除了受上述條件差異的影響外，主要與消泡劑本身的品種和性質有關。此外，近年來消泡劑注入方式和劑量對消泡效果的影響也開始受到關注。理想的延遲焦化用消泡劑應該具有很高的表面活性、熱化學穩定性以及分散性，除了具備較強的泡沫消除能力外，還具有抑制泡沫產生的的功能。
[0004]US3700587公開了一種用於消除焦炭塔內泡沫的消泡劑，其主要成分為聚二甲基矽氧烷，加入0.5?IOOppm消泡劑後，焦炭塔內泡沫層高度顯著降低。
CN101444708A公開了一種低矽含量的消泡劑，主要由消泡組分有機矽氧烷和疏水二氧化矽、抑泡組分有機矽改性聚醚和長鏈脂肪醇、溶劑加氫柴油、煤油及重芳烴等複合而成。該種消泡劑矽含量較低，具有兼具消、抑泡雙功能的優點。上述這兩種消泡劑共同的缺點在於含矽聚合物在焦化反應的高溫度下很難保持其化學穩定性，含矽聚合物發生熱裂解後生成二甲基矽烷的環狀三聚物和四聚物，其沸點在200°C以下，很容易隨焦化產品從塔頂餾出，進入下遊反應器，累積一定量後造成催化劑中毒，縮短其再生/置換的時間間隔，降低了生產效率。
[0005]CN101045880B公開了一種由高分子嵌段聚醚、脂肪醇和溶劑複合而成的消泡劑，其高分子嵌段聚醚是分子量為10000?20000的聚乙二醇，為起始劑環氧乙烷和環氧丙烷的嵌段共聚物，脂肪醇是異辛醇，溶劑為乙醇和水。該消泡劑中不含任何矽元素，雖然不會對下遊加氫工藝及最終輕質油產品質量造成影響，但是聚醚類大分子聚合物相比含矽高分子聚合物，抵抗高溫的性能更差(實驗研究表明300°C以下即發生快速分解)，因此該種消泡劑在焦化塔450~500°C的高溫環境下並不能有效地發揮其消泡效率；若單純依靠增大加入量，也會導致成本過高。
[0006]CN102500140A公開了一種由20~50%質量份改性聚矽氧烷化合物、10~30%質量份苯基矽油和30~70%質量份有機溶劑組成的，用於延遲焦化反應塔的，可耐550°C以上高溫的消泡劑。但是其在50ppm加注比例下，消泡效率僅能達到50~60%，在提高延遲焦化裝置使用效率上不甚理想。
【發明內容】
[0007]針對現有技術的不足，本發明提供一種高溫穩定型消泡劑，具有矽含量低、用量少、消泡效率高以及耐高溫降解、穩定性好等優點。本發明還提供一種該消泡劑在延遲焦化工藝中的應用。
[0008]本發明一種高溫穩定型消泡劑，以總共100重量份計，包括以下成分:
超高粘度線性聚二甲基矽氧烷:5~25份；
苯基甲基聚矽氧烷5~15份；
含鐵基聚娃氮燒0.1~5份；
含乙烯基聚矽氮烷0.1~5份；
溶劑餘量。
[0009]本發明高溫穩定型消泡劑中，所述超高粘度線性聚二甲基矽氧烷可以使用符合指標要求的商業產品，或者按現有方法製備。其20°C運動粘度範圍在6X IO5~6X 106cSt，優選為IO6~2 X IO6CSt ;以總量100重量份計，所述超高粘度線性聚二甲基矽氧烷質量份數為5~25份，優選10~15份。
[0010]本發明高溫穩定型消泡劑中，所述苯基甲基聚矽氧烷可以使用符合指標要求的商業產品，或者按現有方法製備。其20°c運動粘度為100~1000OcSt,優選為6000~1000OcSt ;所述苯基甲基聚矽氧烷中苯基的摩爾分數範圍在30%~50%，優選35%~50%，具有如下結構:
【權利要求】
1.一種高溫穩定型消泡劑，以總共100重量份計，包括以下成分: 超高粘度線性聚二甲基矽氧烷 5?25份； 苯基甲基聚矽氧烷5?15份； 含乙烯基聚矽氮烷0.1?5份； 含鐵基聚娃氮燒0.1?5份；溶劑餘量。
2.按照權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於:以總共100重量份計，包括以下成分: 超高粘度線性聚二甲基矽氧烷 10?15份； 苯基甲基聚矽氧烷10?15份； 含乙烯基聚矽氮烷2.5?5份； 含鐵基聚娃氮燒2.5?5份；溶劑餘量。
3.按照權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於:所述超高粘度線性聚二甲基矽氧烷20°C運動粘度為6 X IO5?6 X IO6cSt。
4.按照權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於:所述苯基甲基聚矽氧烷20°C運動粘度為100?IOOOOcSt,其中苯基甲基聚矽氧烷中苯基的摩爾分數範圍30%?50%。
5.按照權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於:所述含鐵基聚矽氮烷平均分子量為3000?5000，其20°C運動粘度為500?3000cSt，鐵含量為3?5wt%。
6.按照權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於:所述乙烯基聚矽氮烷平均分子量為2000?4500，其20°C運動粘度為300?2000cSt。
7.按照權利要求1所述的消泡劑，其特徵在於:所述溶劑為柴油、煤油、白油、白油基礎油、燃料油、焦化柴油、焦化蠟油中的一種或兩種以上的任意比例混合物。
8.權利要求1?7任一權利要求所述高溫穩定型消泡劑的製備方法，包括: (O將超高粘度線性聚二甲基矽氧烷和苯基甲基聚矽氧烷按比例加入到溶劑中，在60?100°C，優選70?80°C下，分散I?6h，優選4?5h ; (2)將步驟(I)所得的分散溶液在攪拌下冷卻至室溫； (3 )在攪拌條件下，按比例將含鐵基聚矽氮烷和乙烯基聚矽氮烷加入到步驟(2 )所得的分散溶液中，同時充以一定量氮氣氣氛，並攪拌0.5?Ih ; (4)將步驟(3)所得分散溶液過濾除去固態雜質，即為所需高溫穩定型消泡劑。
9.權利要求1?7任一權利要求所述高溫穩定型消泡劑在延遲焦化工藝中的應用。
10.按照權利要求9所述的應用，其徵在於:消泡劑的用量為5?60μ g/g。
11.按照權利要求9所述的應用，其徵在於:消泡劑在焦化裝置生產開始時連續由反應器頂部注入，所述消泡劑用量相對於焦化原料為0.5?5μ g/g。
12.按照權利要求9所述的應用，其徵在於:消泡劑的加入速度為1.5?3.5m/s。
13.按照權利要求9所述的應用，其徵在於:在消泡劑泵入管線根據流量按比例引入溶劑或循環油，作為稀釋劑或載流體，所述稀釋劑或載流體為柴油、煤油、白油、白油基礎油、燃料油、焦化柴油、焦化蠟油中的一種或兩種以上的任意比例混合物。
【文檔編號】B01D19/04GK103768831SQ201210408461
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月24日 優先權日:2012年10月24日
【發明者】孫鵬, 王鑫, 劉紓言 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院