[发明专利]一种降低乙烯装置急冷油黏度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工中的乙烯生产领域，进一步地说，是涉及一种降低乙烯装置急冷油黏度的方法。

背景技术

目前，世界上主要采用蒸汽热裂解工艺生产乙烯、丙烯、丁二烯、芳烃等基础有机化工原料。轻烃、石脑油、加氢尾油等原料与一定比例的稀释蒸汽混合在工业裂解炉内在高温条件下发生裂解反应，裂解产物经过急冷、压缩、分离等工序最终生产出乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料。

急冷系统是乙烯装置的一个重要组成部分，由急冷器、油洗塔、水洗塔等设备组成，承担着分离裂解汽油、柴油、燃料油组分的任务，也是回收热量的关键设备。作为乙烯裂解气处理的第一道工序，它常常成为制约乙烯装置产量以及长期稳定运转的瓶颈，其运行好坏对乙烯装置性能有着重要影响。

工业裂解炉废热锅炉出口来的裂解气在急冷器经急冷油喷淋冷却后送入油洗塔底部，回流冷却后，裂解产物中的重组份凝到塔底并入急冷油中。裂解产物中的轻组分从油洗塔顶部引出，进入水洗塔继续冷却至40℃左右，进入后续的压缩分离系统。裂解所需要的大部分稀释蒸汽来源于装置内部急冷油的余热利用，不足部分由管网蒸汽补充。油洗塔底温度越高，蒸汽发生的越多，装置余热利用越好，外补蒸汽消耗越少。因此油洗塔底温度的高低直接决定余热回收量的大小，也影响装置生产成本。急冷系统中急冷油在急冷器和油洗塔釜之间不断循环，其循环量往往达到几千吨每小时，而油品的采出只有几十吨每小时，导致急冷油在系统内长时间滞留。由于裂解产物急冷油中含有苯乙烯、茚等不饱和芳烃组份，这些物质在长时间的高温下循环会发生聚合，生成大分子物质，导致急冷油粘度增大，使急冷油运动状况恶化，影响换热效果。由于受急冷油粘度影响油洗塔底温度无法提高，导致急冷油热量回收不完全，造成稀释蒸汽发生量严重不足，因此需要大量蒸汽补入系统，造成了能源浪费。同时由于急冷油粘度增大，增加了系统循环泵的功率，导致装置能耗居高不下。为此，乙烯技术专利商应用各种减粘技术来降低急冷油黏度。

传统的减粘方法是加入调质稀释油(裂解柴油)降低黏度。裂解柴油掺混至急冷油中，虽能起到降低急冷油黏度的作用，但也存在不足之处。首先，会增加裂解柴油在油洗塔中的循环量，加大油洗塔塔釜到塔中部的气相负荷，相应地降低了油洗塔的处理能力；其次，裂解柴油中含有大量的苯乙烯、萘、茚等组分，当它们随着急冷油循环时，会发生聚合反应产生聚合物，并积聚在油洗塔的塔板或填料上，影响塔板和填料的传热及传质效果，使塔压差上升，塔的处理能力下降；再次，由于裂解柴油循环量的增加，塔顶的裂解汽油和塔釜采出的裂解燃料油中会含有部分柴油的组分，影响到裂解汽油和燃料油的品质，严重时会使得后续的急冷水塔的操作恶化；最后，由于急冷油的量很大，故为了降低急冷油的黏度，通常需要掺入大量的裂解柴油，且注入的时间较长，否则减粘效果较差。

减粘剂是近几年来国内外研究部门及乙烯专利商研究出各种适合降低急冷油粘度的化学药剂，通过加入化学助剂抑制聚合反应自由基的活性来实现减粘目标。CN 101062880A提出一种由阻聚剂、分散剂和金属钝化剂组成的急冷油减粘剂，具有抑制聚合、防止聚集和钝化金属表面的作用，降低急冷系统设备的腐蚀和结垢，加入量少，并且具有良好的稳定性，不会产生油水乳化的副作用。加入减粘剂没有改变急冷油组成，无法从根本上解决急冷油黏度高问题。

减粘塔减粘原理是，来自急冷油循环泵出口的急冷油，在温度调节阀的控制下，与裂解炉区来的乙烷裂解气在喷嘴混合器中接触，急冷油中的轻组分被汽化，随裂解气一起进入减粘塔。减粘塔由上下两段构成，上段是一个旋风分离器，下段是一个自由下落区。混合物料进入减粘塔后，首先在旋风分离器中进行气液相的分离，乙烷裂解气以及急冷油中汽化的轻组分从减粘塔塔顶进入油洗塔塔釜，未汽化的重质液相组分通过下段，进入减粘塔塔釜，作为副产品(裂解燃料油)输出到罐区。这样，有选择性地从急冷油中分馏出含有大量胶质和沥青质的重质物料而将轻质物料留在系统中，使循环急冷油中的轻质组分浓度增加，从而降低急冷油黏度。利用乙烷炉出口裂解气或直接使用蒸汽热汽提的方式，通过将急冷油中的轻组分汽提返回到循环系统中，利用增加急冷油循环系统中轻质油比例稀释粘度高的油质来实现减粘，以保证系统稳定运行。