[發(fā)明專(zhuān)利]一種降低乙烯裝置急冷油黏度的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210071014.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103305260A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)清;杜志國(guó);劉同舉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類(lèi)號(hào): C10G21/00
• 分類(lèi)號(hào): C10G21/00;C10G21/28;C10C3/00;C07C11/04;C07C7/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專(zhuān)利事務(wù)所 11218
• 代理人: 趙宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油化工的乙烯生產(chǎn)領(lǐng)域，進(jìn)一步地說(shuō)，是涉及一種降低乙烯裝置急冷油黏度的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，世界上主要采用蒸汽熱裂解工藝生產(chǎn)乙烯、丙烯、丁二烯、芳烴等基礎(chǔ)有機(jī)化工原料。輕烴、石腦油、加氫尾油等原料與一定比例的稀釋蒸汽混合在工業(yè)裂解爐內(nèi)在高溫條件下發(fā)生裂解反應(yīng)，裂解產(chǎn)物經(jīng)過(guò)急冷、壓縮、分離等工序最終生產(chǎn)出乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料。

急冷系統(tǒng)是乙烯裝置的一個(gè)重要組成部分，由急冷器、油洗塔、水洗塔等設(shè)備組成，承擔(dān)著分離裂解汽油、柴油、燃料油組分的任務(wù)，也是回收熱量的關(guān)鍵設(shè)備。作為乙烯裂解氣處理的第一道工序，它常常成為制約乙烯裝置產(chǎn)量以及長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的瓶頸，其運(yùn)行好壞對(duì)乙烯裝置性能有著重要影響。

工業(yè)裂解爐廢熱鍋爐出口來(lái)的裂解氣在急冷器經(jīng)急冷油噴淋冷卻后送入油洗塔底部，回流冷卻后，裂解產(chǎn)物中的重組份凝到塔底并入急冷油中。裂解產(chǎn)物中的輕組分從油洗塔頂部引出，進(jìn)入水洗塔繼續(xù)冷卻至40℃左右，進(jìn)入后續(xù)的壓縮分離系統(tǒng)。裂解所需要的大部分稀釋蒸汽來(lái)源于裝置內(nèi)部急冷油的余熱利用，不足部分由管網(wǎng)蒸汽補(bǔ)充。油洗塔底溫度越高，蒸汽發(fā)生的越多，裝置余熱利用越好，外補(bǔ)蒸汽消耗越少。因此油洗塔底溫度的高低直接決定余熱回收量的大小，也影響裝置生產(chǎn)成本。急冷系統(tǒng)中急冷油在急冷器和油洗塔釜之間不斷循環(huán)，其循環(huán)量往往達(dá)到幾千噸每小時(shí)，而油品的采出只有幾十噸每小時(shí)，導(dǎo)致急冷油在系統(tǒng)內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間滯留。由于裂解產(chǎn)物急冷油中含有苯乙烯、茚等不飽和芳烴組份，這些物質(zhì)在長(zhǎng)時(shí)間的高溫下循環(huán)會(huì)發(fā)生聚合，生成大分子物質(zhì)，導(dǎo)致急冷油粘度增大，使急冷油運(yùn)動(dòng)狀況惡化，影響換熱效果。由于受急冷油粘度影響油洗塔底溫度無(wú)法提高，導(dǎo)致急冷油熱量回收不完全，造成稀釋蒸汽發(fā)生量嚴(yán)重不足，因此需要大量蒸汽補(bǔ)入系統(tǒng)，造成了能源浪費(fèi)。同時(shí)由于急冷油粘度增大，增加了系統(tǒng)循環(huán)泵的功率，導(dǎo)致裝置能耗居高不下。為此，乙烯技術(shù)專(zhuān)利商應(yīng)用各種減粘技術(shù)來(lái)降低急冷油黏度。

傳統(tǒng)的減粘方法是加入調(diào)質(zhì)稀釋油(裂解柴油)降低黏度。裂解柴油摻混至急冷油中，雖能起到降低急冷油黏度的作用，但也存在不足之處。首先，會(huì)增加裂解柴油在油洗塔中的循環(huán)量，加大油洗塔塔釜到塔中部的氣相負(fù)荷，相應(yīng)地降低了油洗塔的處理能力；其次，裂解柴油中含有大量的苯乙烯、萘、茚等組分，當(dāng)它們隨著急冷油循環(huán)時(shí)，會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)產(chǎn)生聚合物，并積聚在油洗塔的塔板或填料上，影響塔板和填料的傳熱及傳質(zhì)效果，使塔壓差上升，塔的處理能力下降；再次，由于裂解柴油循環(huán)量的增加，塔頂?shù)牧呀馄秃退沙龅牧呀馊剂嫌椭袝?huì)含有部分柴油的組分，影響到裂解汽油和燃料油的品質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得后續(xù)的急冷水塔的操作惡化；最后，由于急冷油的量很大，故為了降低急冷油的黏度，通常需要摻入大量的裂解柴油，且注入的時(shí)間較長(zhǎng)，否則減粘效果較差。

減粘劑是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究部門(mén)及乙烯專(zhuān)利商研究出各種適合降低急冷油粘度的化學(xué)藥劑，通過(guò)加入化學(xué)助劑抑制聚合反應(yīng)自由基的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)減粘目標(biāo)。中國(guó)專(zhuān)利CN101062880A提出一種由阻聚劑、分散劑和金屬鈍化劑組成的急冷油減粘劑，具有抑制聚合、防止聚集和鈍化金屬表面的作用，降低急冷系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢，加入量少，并且具有良好的穩(wěn)定性，不會(huì)產(chǎn)生油水乳化的副作用。加入減粘劑沒(méi)有改變急冷油組成，無(wú)法從根本上解決急冷油黏度高問(wèn)題。

減粘塔減粘原理是，來(lái)自急冷油循環(huán)泵出口的急冷油，在溫度調(diào)節(jié)閥的控制下，與裂解爐區(qū)來(lái)的乙烷裂解氣在噴嘴混合器中接觸，急冷油中的輕組分被汽化，隨裂解氣一起進(jìn)入減粘塔。減粘塔由上下兩段構(gòu)成，上段是一個(gè)旋風(fēng)分離器，下段是一個(gè)自由下落區(qū)。混合物料進(jìn)入減粘塔后，首先在旋風(fēng)分離器中進(jìn)行氣液相的分離，乙烷裂解氣以及急冷油中汽化的輕組分從減粘塔塔頂進(jìn)入油洗塔塔釜，未汽化的重質(zhì)液相組分通過(guò)下段，進(jìn)入減粘塔塔釜，作為副產(chǎn)品(裂解燃料油)輸出到罐區(qū)。這樣，有選擇性地從急冷油中分餾出含有大量膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的重質(zhì)物料而將輕質(zhì)物料留在系統(tǒng)中，使循環(huán)急冷油中的輕質(zhì)組分濃度增加，從而降低急冷油黏度。利用乙烷爐出口裂解氣或直接使用蒸汽熱汽提的方式，通過(guò)將急冷油中的輕組分汽提返回到循環(huán)系統(tǒng)中，利用增加急冷油循環(huán)系統(tǒng)中輕質(zhì)油比例稀釋粘度高的油質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)減粘，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。