[发明专利]炼油厂防结垢法

说明书

通过在可炼石油原料中提供包含(i)聚(丁烯基)苯磺酸；或(ii)聚(丙烯基)苯磺酸；或(iii)聚(丁烯基)苯磺酸和聚(丙烯基)苯磺酸的组合的添加剂，减少在炼油厂操作中使用的炼油厂容器，如传热设备中的结垢，并且其中在炼油厂操作的过程中可炼石油原料在升高的温度下并与炼油厂容器流体连通。

发明领域

本发明涉及炼油厂操作(petroleum refinery operations)。更具体地，但非限制性地，本发明涉及减少或防止在炼油厂操作中使用的炼油厂容器(refinery vessel)(如传热设备)的结垢的方法，并且其中在炼油厂操作的过程中可炼石油原料(尤其是原油)在升高的温度下并与炼油厂容器流体连通，尤其其中可炼石油原料具有沥青质含量。

本发明还涉及在可炼石油原料(例如原油)的炼油厂操作的过程中，一种或多种4-聚(烯基)苯磺酸衍生物作为可炼石油原料中的添加剂以减轻或防止在炼油厂操作的过程中由石油原料造成的炼油厂容器的结垢(尤其是沥青质结垢)的用途，其中石油原料在该炼油厂操作的过程中与炼油厂容器流体连通并在升高的温度下；和一种或多种4-聚(烯基)苯磺酸衍生物作为具有沥青质含量的可炼石油原料中的添加剂以减轻或防止在升高的温度下加热的石油原料中和/或来自在升高的温度下加热的石油原料的沥青质附聚(或絮凝)和/或沥青质沉淀的用途，特别是在可炼石油原料的炼油厂操作的过程中的此类用途，其中原料在该炼油厂操作的过程中在升高的温度下加热。

发明背景

炼油厂由于结垢和随之而来的由结垢造成的低效率而承担显著的额外能量成本。更特别地，原油、原油掺合物和由其获得的馏分(所述馏分在炼油厂中进一步精炼)中可能存在的不溶性沥青质和其它污染物(例如微粒和盐)的沉积阻碍原油、原油掺合物和由其获得的馏分在炼油厂容器(例如传热设备，如热交换器和火焰加热器)中的热加工。此外，当暴露于炼油厂操作中存在的高表面温度，例如高加热器管表面温度时，沥青质和其它有机物可热降解成焦炭。

由于原料的热不稳定性和因原料与炼油厂容器壁(例如热交换器壁)之间的温差(ΔT)而变得不溶的材料的沉积，接收石油原料的炼油厂容器(如传热设备)中的结垢代表炼油厂操作中的一大问题，尤其因为通常将原料加热到升高的温度，例如在一些炼油厂操作中超过300℃的温度。

石油原料包括沥青质。沥青质包括具有大量不同和复杂的结构的分子。通常，沥青质包含高分子量芳族分子，如主要由碳和氢组成但也含有次要组分(如硫、氧、氮和/或各种金属特别是重金属)的不饱和大分子。沥青质以它们在芳族溶剂中的溶解度表征，并且它们更常被定义为可炼石油原料(例如原油)的可溶于二甲苯和甲苯但不溶于链烷烃溶剂(如庚烷或戊烷)的部分。通过与原料中存在的树脂的相互作用，沥青质通常作为可溶物类和/或以胶体分散体的形式存在于可炼石油原料中。合适地，精妙地平衡沥青质在可炼石油原料中的溶液化和/或分散并且在升高的温度下(尤其在炼油厂操作中用于炼制原料的升高的温度下)加热原料可能扰乱这种平衡。

在如此升高的温度下(尤其在炼油厂操作的过程中)加热可炼石油原料通常促进原料中的沥青质附聚、和原料中和/或来自原料的沥青质沉淀、沥青质热降解成焦炭和沥青质和/或焦炭附着于炼油厂容器的热表面。此外，在传热炼油厂操作中存在的高ΔT导致将石油原料引入炼油厂容器时的高表面或表皮温度。这种高ΔT可进一步促进沥青质和其它不溶性微粒从原料中沉淀。在石油原料的炼油厂操作的过程中，沥青质大分子被汽提以在炼制成品中形成具有明显不同的化学结构的分子。尽管炼制成品中的这些分子也可能被称为沥青质，但这些分子具有与存在于可炼石油原料中(例如存在于原油中)的前体沥青质分子明显不同的化学和物理性质。

在炼油厂操作的过程中由可炼石油原料造成结垢的另一常见原因可归因于在原料中发现的盐、微粒和杂质(例如无机污染物)的存在。例如，氧化铁/硫化铁、碳酸钙、二氧化硅、氯化钠和氯化钙都已被发现直接附着于结垢的加热棒的表面和焦炭沉积物的各处。这些固体通常促进和/或使得可炼石油原料能够造成额外结垢。