[發明專利]一種降低乙烯裝置急冷油粘度的方法

有效

• 申請號: 201310419167.7
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN104449826A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 劉同舉;杜志國;王國清;郭瑩;張永剛;楊曉紅
• 申請（專利權）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北京化工研究院
• 主分類號: C10G53/04
• 分類號: C10G53/04
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 周媛

技術領域

本發明涉及乙烯生產領域，更進一步說，是涉及一種降低乙烯裝置急冷油粘度的方法。

背景技術

目前，世界上主要乙烯裝置采用蒸汽熱裂解工藝生產乙烯、丙烯、丁二烯、芳烴等基礎有機化工原料。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裂解爐內在高溫條件下發生裂解反應，裂解產物經過急冷、壓縮、分離等工序最終生產出乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料。

急冷系統是乙烯裝置的一個重要組成部分，由急冷器、油洗塔、水洗塔等設備組成，承擔著分離裂解汽油、柴油、燃料油組分的任務，也是回收熱量的關鍵設備。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量以及長期穩定運轉的瓶頸，其運行好壞對乙烯裝置性能有著重要影響。

工業裂解爐廢熱鍋爐出口來的裂解氣在急冷器經急冷油噴淋冷卻后送入油洗塔底部，回流冷卻后，裂解產物中的重組份凝到塔底并入急冷油中。裂解產物中的輕組分從油洗塔頂部引出，進入水洗塔繼續冷卻至40℃左右，進入后續的壓縮分離系統。裂解所需要的大部分稀釋蒸汽來源于裝置內部急冷油的余熱利用，不足部分由管網蒸汽補充。油洗塔底溫度越高，蒸汽發生的越多，裝置余熱利用越好，外補蒸汽消耗越少。因此油洗塔底溫度的高低直接決定余熱回收量的大小，也影響裝置生產成本。急冷系統中急冷油在急冷器和油洗塔釜之間不斷循環，其循環量往往達到幾千噸每小時，而油品的采出只有幾十噸每小時，導致急冷油在系統內長時間滯留。由于裂解產物急冷油中含有苯乙烯、茚等不飽和芳烴組份，這些物質在長時間的高溫下循環會發生聚合，生成大分子物質，導致急冷油粘度增大，使急冷油運動狀況惡化，影響換熱效果。由于受急冷油粘度影響油洗塔底溫度無法提高，導致急冷油熱量回收不完全，造成稀釋蒸汽發生量嚴重不足，因此需要大量蒸汽補入系統，造成了能源浪費。同時由于急冷油粘度增大，增加了系統循環泵的功率，導致裝置能耗居高不下。為此，乙烯技術專利商應用各種減粘技術來降低急冷油粘度。

傳統的減粘方法是加入調質稀釋油（裂解柴油）降低粘度。裂解柴油摻混至急冷油中，雖能起到降低急冷油粘度的作用，但也存在不足之處。首先，會增加裂解柴油在油洗塔中的循環量，加大油洗塔塔釜到塔中部的氣相負荷，相應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，當它們隨著急冷油循環時，會發生聚合反應產生聚合物，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，由于裂解柴油循環量的增加，塔頂的裂解汽油和塔釜采出的裂解燃料油中會含有部分柴油的組分，影響到裂解汽油和燃料油的品質，嚴重時會使得后續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粘度，通常需要摻入大量的裂解柴油，且注入的時間較長，否則減粘效果較差。

減粘劑是近幾年來國內外研究部門及乙烯專利商研究出各種適合降低急冷油粘度的化學藥劑，通過加入化學助劑抑制聚合反應自由基的活性來實現減粘目標。中國專利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，降低急冷系統設備的腐蝕和結垢，加入量少，并且具有良好的穩定性，不會產生油水乳化的副作用。加入減粘劑沒有改變急冷油組成，無法從根本上解決急冷油粘度高問題。

減粘塔減粘原理是，來自急冷油循環泵出口的急冷油，在溫度調節閥的控制下，與裂解爐區來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，隨裂解氣一起進入減粘塔。減粘塔由上下兩段構成，上段是一個旋風分離器，下段是一個自由下落區?；旌衔锪线M入減粘塔后，首先在旋風分離器中進行氣液相的分離，乙烷裂解氣以及急冷油中汽化的輕組分從減粘塔塔頂進入油洗塔塔釜，未汽化的重質液相組分通過下段，進入減粘塔塔釜，作為副產品(裂解燃料油)輸出到罐區。這樣，有選擇性地從急冷油中分餾出含有大量膠質和瀝青質的重質物料而將輕質物料留在系統中，使循環急冷油中的輕質組分濃度增加，從而降低急冷油粘度。利用乙烷爐出口裂解氣或直接使用蒸汽熱汽提的方式，通過將急冷油中的輕組分汽提返回到循環系統中，利用增加急冷油循環系統中輕質油比例稀釋粘度高的油質來實現減粘，以保證系統穩定運行。