[发明专利]乙烯装置急冷油塔抗垢清净剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油工业设备中的抗垢清净剂，具体是一种乙烯装置急 冷油塔抗垢清净剂。

背景技术

乙烯生产过程中，物料当中的不饱和组分容易发生聚合，聚合物沉积并 粘附在设备或管线表面形成垢物，影响了装置的正常操作和长周期运行。解 决这一问题的最简便有效的方法是在相关系统当中添加抗垢清净剂。

第一代抗垢剂多为单一的阻聚剂或混配的阻聚剂，主要用于抑制烯烃的 聚合，如US 6096188公开了急冷油塔用的抗垢剂，该抗垢剂组成是烷基二酚、 烷基联酚、芳胺、硝基氧化物中的一种或两种以上的混合物。

后来随着人们对结垢问题的认识深入，出现了第二代多功能抗垢剂。这 一代抗垢剂不仅考虑了抑制聚合的功能，还考虑了抗氧和金属离子钝化功能， 其整体抗垢性能大大提高。如US 5824829公开了急冷油塔抗垢剂是通过加烷 基苯磺酸(盐)与芳胺、酚类、氢醌类、二烷基羟胺类中的一种或几种物质 的混合物，来达到对急冷油塔抗垢的目的。但它还不能有效地将已形成的垢 物进行分散和清除。

急冷油塔是乙烯装置的咽喉，急冷油塔处理的液相介质急冷油、盘油和 轻质燃料油，其中含有大量的苯乙烯类、茚类、二烯烃、环烯烃等不饱和芳 烃，这类化合物在高温条件下，在设备材质中微量金属元素的催化作用下， 和裂解气中微量的氧发生自由基聚合反应，生成的聚合物粘合裂解气夹带的 焦粉，在塔板某些部位或者填料表面沉积下来，致使物料在这些部位形成滞 流，又促进物料中的聚合物和焦粉沉淀。结果聚合物和焦粉越积越厚，直至 堵塞通道，导致塔的压差升高，处理能力下降，影响塔器运行周期。

从已有的文献资料来看，目前国内外并没有专用于急冷油塔的抗垢清净 剂，特别是对于填料表面已经生成垢物的工况，目前并没有合适的助剂可以 在线除垢，只能停车更换填料，因此，乙烯生产装置急冷油塔抗垢清净剂的 开发已近在眉睫。

发明内容

本发明为了解决急冷油塔抗垢和清净问题，提出了一种急冷油塔抗垢清 净剂。本抗垢清净剂的使用既可以有效抑制急冷油塔处理的液相物料中不饱 和化合物的聚合，从源头上抑制垢物的生成；同时还可以在线清除急冷油塔 中已经生成的垢物，避免由于结垢造成的非正常停车，为乙烯装置的长周期 运行提供必要条件。

急冷油塔的结垢，最主要的原因是处理的液相物料当中的不饱和化合物 的聚合反应。不饱和化合物受氧气、高温、金属离子的作用易引发自由基， 然后链增长，形成聚合物。自由基引发生成聚合物的反应过程如下：

(1)链的引发

产生的自由基R·非常活泼，与氧继续反应生成过氧化物自由基：

过氧化物自由基又夺取烃类分子的H生成过氧化物和新的自由基，即：

(2)链的转移

新的自由基又与氧进行反应，使链得以增长，过氧化物在一定条件下或 者在金属离子的诱发下，会夺取烃类分子中的H而再次产生新的自由基：

(3)链的增长：

(4)链的终止：

本发明的急冷油塔抗垢清净剂是依据阻止不饱和烃自由基链聚合和清净 已经生成的垢物机理而研发的，它主要含有酚类抗氧剂、磷类金属离子钝化 剂、胺类阻聚剂、烯基丁二酰亚胺类分散剂等组份，其各组份的作用为：

(一)酚类抗氧剂：消除系统当中的痕量氧气，减少自由基的产生；

(二)磷类金属离子钝化剂：在设备表面形成保护膜以钝化金属表面， 或络合溶解在物料当中的金属离子以阻止金属离子的催化作用；

(三)胺类阻聚剂：对于已经形成的自由基，胺类阻聚剂能与自由基形 成以下反应

R·为自由基，AH为阻聚剂。

阻聚剂之所以有阻聚效果，是因为新的自由基A·相对原有自由基R·稳定 些，不易引发新的链增长，但自由基还会继续反应下去，即：

这是一个动态平衡过程，平衡的结果是介质中多数自由基处于A·状态， 少数自由基处于R·状态；这就是说此类阻聚剂只是使聚合力强的R·类自由基 变为聚合力不强的A·类自由基，从而达到了阻聚的目的。