[发明专利]用于除去ODH反应器下游的结垢的方法

说明书

描述了一种用于防止或除去位于氧化脱氢(ODH)反应器(3)下游的水溶性结垢(7)的方法。该方法采用在结垢位置上游连续或间歇地引入水，其用于溶解和带走结垢材料。该方法具有适用于在ODH过程进行时使用，而避免需要昂贵的停工的优点。

技术领域

本公开涉及反应器用于将低级(C2-4)链烷烃氧化脱氢(ODH)成相应烯烃的用途。更具体地，本公开涉及用于防止和/或除去ODH反应器的输出管线中的结垢的方法。

背景技术

一段时间以来，已知乙烷催化氧化脱氢(ODH)为乙烯作为热裂解的替代方案，但是由于混合烃与氧气的安全性问题以及替换运行成本虽高但是可靠并表现出非常高的转化率的熟悉设备所需的资金注入，该方法尚未在商业上得到认可。近年来，在使用具有更高转化率与选择性的混合金属氧化物催化剂来改善安全性或提高效率方面，已经公开或授权了许多ODH相关专利。相反，几乎没有关于ODH反应器的运行和维护的讨论，如果ODH获得商业认可，这将显著影响成本效率。ODH本质上是放热的，并且与热裂解相反，不需要产生焦化的炉，更不必说大量的温室气体。ODH的优点在于，其与焦炭去除特有的不可避免、耗时且昂贵的延误不相关。

像许多氧化过程一样，ODH将需要监测和控制反应器条件，反应器条件的改变可能影响产率和产生不想要的副产物的程度。例如，ODH反应条件可能影响什么类型的和有多少含氧化合物(oxygenate)(例如乙酸和马来酸)存在于反应器废气流中。反应产物的下游分离是给定条件(given)，其中操作者改变条件以便促进形成一些产物，同时避免需要更昂贵的分离工作的其它物质。下游分离需要冷却，不幸的是，当水溶性组分(如马来酸)冷凝并随后冻结，最终附着到反应器基础设施上时，冷却可能具有不期望的结垢效果。如果发生这种情况，ODH在停工(shutdown)方面超越热裂解的优点可能被抵消。

通常，对石化工业而言，管道和设备的结垢或栓塞是一个普遍问题，解决该问题的方案包括化学处理和机械处理。例如，油气管道累积固体沉积物，这需要定期停工以便进行清洁，在现有技术中存在各种用于清洁的方法。一个实例，2013年5月7日以Fisher等人的名义提交的WIPO申请2013169679(申请人M-I L.L.C)教导了通过引入清洁液来清洁天然气管道的方法，该清洁液包含选自乙二醇、甘油或其混合物的稀释剂。该专利教导使用选择性稀释剂，因为不建议在天然气管道中使用水——由于水可能导致形成泥浆、铁锈和水合物栓塞。

现有技术还包括用于从油气管道中除去水合物栓塞的各种方法。可以通过减压、化学品注入或加热来除去栓塞。同样，如2007年10月9日授予Kinnari等人、转让给StatoilAsia and Crawford Technical Services, Inc.的美国专利7,279,052中教导的使用推进清管器(thruster pig)的机械去除是已知的。在这种情况下，随着清管器在推进流体和回流管线的帮助下前进，沉积物被连续或间歇地除去。

当应用于紧接ODH反应器下游的栓塞问题时，用于除去油气管道中的栓塞的解决方案虽然是有益的却不一定实用。油气管道包括明显更大的直径并覆盖长得多的距离，并且反对用水进行清洁。对于氧化过程，包括管道和相关组件的设备在规模上要小得多，并且不容易受油气行业中通常避免的湿气损害类型的影响。

在本领域中已经描述了使用水来除去工业设施组件中的结垢。1998年9月27日授予Scharton等人、转让给Anco Engineers, Inc.的美国专利4,773,357教导了使用水炮来清洁热交换器的管板的方法。核动力反应器包含大量热交换器，在其底端会发生淤渣的积聚。该淤渣包括铜氧化物、磁铁矿和腐蚀、氧化的产物以及其它沉淀物。该专利教导了在管板上发现的淤渣可以通过任选用定向喷嘴将水爆发式排放到该淤渣上来去除。不幸的是，该方法需要关闭热交换器。