在烃加工中抑制污垢的方法中还原性糖的用途

摘要

一种用于抑制污垢材料形成的方法，所述方法包括在用碱性洗液处理所述烃介质时，使含有醛化合物的烃介质与防污剂接触。所述防污剂包括还原性糖。

说明书

发明领域

本发明涉及在烃加工中用于减少污垢(fouling)的方法，更具体地， 本发明涉及在烃加工中减少醛醇聚合物污垢。

发明背景

烯烃化合物(例如乙烯、丙烯、丁烯和戊烯)可由轻质石化产品的 热解裂解而形成。在裂解过程期间，可发生次级反应产生醛。结果是， 已裂解的烃产物流可能还含有显著量的醛。

将已裂解的烃产物流冷却，以除去大多数较重的烃，并随后浓缩。 当已裂解的烃流经过碱性洗液以除去酸性化合物(例如二氧化碳和硫 化氢)时，醛将进行聚合，以形成称为醛醇聚合物或红油的缩聚物。 醛醇聚合物基本上不溶于碱性洗液和烃介质，并可在工艺设备的内表 面上沉积。这些沉积物可限制流动通过设备，这样引起跨处理容器的 压降升高，导致生产力损失和操作成本增加。如果放着不处理，来自 污垢组分的沉积可导致裂解操作过早关机。

用于除去醛的可用于处理石化过程的许多添加剂对环境不友好。 例如，含氮的添加剂可污染排放之前需要处理的废水流。

需要一种有效和对环境友好的处理，用来减少污垢并使在石化产 品加工的碱性洗涤阶段期间污垢化合物的沉积最小化。

发明概述

在一个实施方案中，提供了一种用于抑制污垢材料形成的方法， 所述方法包括，在用碱性洗液处理所述烃介质时，使含有醛化合物的 烃介质与防污剂接触，其中所述防污剂包括还原性糖。

各种实施方案提供用于在石化加工中减少有害醛醇形成和抑制 污垢的改进的方法。这些方法无毒、无害并且对环境安全。

附图简述

图1为说明还原性糖和不同量的分散剂的浊度响应的曲线图。该 曲线图为葡萄糖与乙醛的摩尔比和％浊度的关系。

发明详述

除非在上下文中另外明确说明，否则单数形式“一个”、“一”和“所 述”包括复数的指示物。描述相同特性的所有范围的端点为独立地可 组合的，并且包括所述的端点。所有的参考文献通过引用结合到本文 中。

修饰语“约”与数量关联使用时包括所述数值，且具有上下文所指 的含义(例如，包括与具体数量的测量相关的容许范围)。

“任选的”或“任选”是指随后描述的事件或情况可能发生或者 可能不发生，或者随后指定的材料可能存在或者可能不存在，并且该 描述包括事件或情况发生或者所述材料存在的情况，以及事件或情况 不发生或者所述材料不存在的情况。

在一个实施方案中，提供了一种用于抑制污垢材料形成的方法， 所述方法包括，在用碱性洗液处理所述烃介质时，使含有醛化合物的 烃介质与防污剂接触，其中所述防污剂包括还原性糖。

所述防污剂包括还原性糖。我们认为，在碱性洗液中进行醛醇缩 合反应时，还原性糖与醛竞争。由缩合反应形成的产物具有大量羟基 并且溶于碱性洗液，并且可被碱性洗液除去。还原性糖和所形成的化 合物对环境、烃介质或加工设备无害。

还原性糖可为具有还原性糖部分的任何类型的化合物，其溶解于 碱性洗液或与碱性洗液相容。在一个实施方案中，还原性糖可为含有 醛基并具有游离形式或开链构型中的异头碳的糖类，其中异头碳未锁 定在缩醛或缩酮键中。在另一个实施方案中，还原性糖可为醛糖糖类。 在另一个实施方案中，还原性糖可为具有酮基的酮糖糖，其可异构化 为开链形式的醛糖。糖类可包括单糖、二糖或寡糖，并且可具有或可 不具有一个或多个被除去、替代或修改的羟基，条件是至少一个异头 碳在开链构型中是游离的。存在许多还原性糖，并且可使用任何还原 性糖。在一个实施方案中，还原性糖包括，但不限于，葡萄糖、葡糖 胺、乙酰基葡糖胺、果糖、乳糖、半乳糖、甘露糖、麦芽糖、核糖、 木糖、来苏糖、鼠李糖、纤维二糖、阿拉伯糖或其共混物。在一个实 施方案中，还原性糖可为多种还原性糖的共混物。在另一个实施方案 中，还原性糖可为葡萄糖和果糖的共混物。在一个实施方案中，还原 性糖可为衍生自糖类(例如二糖或高级糖类)的水解的还原性糖的共混 物或糖浆。

防污剂以有效减少醛醇污垢的任何量存在。在一个实施方案中， 可加入过量的防污剂。在另一个实施方案中，以防污剂与醛化合物的 摩尔比为约0.1∶1至约10∶1的量使用防污剂。在另一个实施方案中， 以防污剂与醛化合物的摩尔比为约0.4∶1至约5∶1的量加入防污剂。 在另一个实施方案中，加入防污剂与醛化合物的摩尔比为至少1∶1的 防污剂。在另一个实施方案中，防污剂与醛化合物的摩尔比为约1∶1 至约10∶1。在另一个实施方案中，防污剂以防污剂与醛化合物的摩尔 比为约1∶1至约3∶1的量存在。在另一个实施方案中，防污剂与醛化 合物的摩尔比为约1∶1。

在一个实施方案中，防污剂可为溶液形式。在另一个实施方案中， 防污剂在水溶液中。在一个实施方案中，可与碱性洗液同时将防污剂 加入到烃介质中。在另一个实施方案中，可在与烃介质接触之前将防 污剂加入到碱性洗液中。

所述烃介质可为任何类型的烃介质。在一个实施方案中，烃介质 可为来自烃(例如石化产品)的热解的已裂解的烃流。在一个实施方案 中，可在至高约1700℉的温度下将石化产品热解裂解。在另一个实 施方案中，可在约1550℉至约1670℉的温度下将石化产品热解裂 解。在一个实施方案中，已裂解的烃流可来自乙烷、丙烷、丁烷、石 脑油或其混合物的热解。在另一个实施方案中，烃介质包括烯烃。在 另一个实施方案中，烯烃化合物包括，但不限于，乙烯、丙烯、丁二 烯、戊烯或其混合物。

烃介质可含有任何量的醛化合物，并且可处理任何量的醛化合 物。在一个实施方案中，醛化合物在烃介质中的浓度将为约0.5ppm 至约4000ppm。在另一个实施方案中，醛化合物以约1ppm至约1000 ppm的量存在于烃介质中。在另一个实施方案中，醛化合物以约3ppm 至约500ppm的量存在于烃介质中。

使用碱性洗液处理烃介质。所述碱性洗液可为pH大于7.0的任 何碱洗液。在一个实施方案中，碱性洗液为苛性碱洗液。在另一个实 施方案中，碱性洗液包括，但不限于，氢氧化钠、氢氧化钾或链烷醇 胺。

可通过使烃介质与碱性溶液接触的任何合适的方法或手段来洗 涤烃介质。在一个实施方案中，碱性洗液可在碱洗涤器(alkaline  scrubber)中。在另一个实施方案中，可将烃介质与碱性洗液在利用各 种类型中任意的填充元素的板式或填充塔中接触；或在喷雾类型的接 触器中接触。在碱性洗液内的流动方式可为交叉流动或逆流流动，或 二者。

在一个实施方案中，可将苛性碱流引入到苛性碱洗涤系统的较高 的部分，而可将烃介质引入到较低的部分。引入到苛性碱洗涤系统中 的苛性碱向下流动通过容器，而烃介质向上流动通过苛性碱洗涤系 统，从而使烃介质与苛性碱流密切接触。

在另一个实施方案中，可与防污剂一起加入添加剂。在一个实施 方案中，添加剂可为分散剂、表面活性剂、消泡剂、阻蚀剂、氧清除 剂、抗氧化剂、金属钝化剂或抗聚合剂。在一个实施方案中，可加入 分散剂。在另一个实施方案中，分散剂可为萘磺酸盐(酯)。在一个实 施方案中，可加入约10ppm至约10,000ppm量的分散剂。在另一个 实施方案中，可加入约100ppm至约1000ppm量的分散剂。

为了使本领域技术人员能更好地实践本公开，通过举例说明而不 是限制的方式给出以下实施例。

实施例

实施例1

制备浓度从0.25M(纤维二糖)、0.5M(乙酰基葡糖胺)、1.0M(葡 糖胺、鼠李糖)至2.0M(葡萄糖、麦芽糖、果糖、蔗糖、木糖、阿拉 伯糖、来苏糖、核糖)的各种糖在去离子水中的原液。对于每种糖， 通过加入等份的糖原液制备一组8个样品，使得在每个样品瓶中，相 对于乙醛，糖的摩尔当量分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5和 3.0。

将16mL等份的12.5％氢氧化钠溶液加入到每个样品瓶中。将如 上所述制备的糖原液加入到样品瓶中，随后加入0.10mL 50％wt/wt 乙醛在去离子水中的原液(对于使用更稀释的糖原液(即，＜1M)的那些 样品组，使用13mL等份的15.4％NaOH溶液代替12.5％NaOH溶液)。 立即使用去离子水将样品瓶中的体积调节至20.0mL，使得在每个瓶 中NaOH的最终浓度为10％。

将样品充分振荡，随后在设定为40℃-50℃范围的烘箱中温育24 小时。使用Hach 2100N浊度计，以NTU测定每个样品的浊度。为了 比较各种糖对浊度的影响，针对含有0摩尔当量糖的空白样品，将每 组中的样品标准化。结果示于表1。

表1

¹MR＝摩尔比(糖∶醛)

％浊度随着还原性糖的加入而改善(降低)，表明不溶性产物减少。 随着还原性糖与醛化合物的摩尔比的增加，也改善浊度。加入非还原 性糖，蔗糖(CE-1)，未改善浊度。

实施例2

由2.0M葡萄糖的原液，制备五组样品，使得每组由9个样品组 成，相对于乙醛，其各自含有0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、3.0 和5.0摩尔当量葡萄糖。将16mL等份的12.5％氢氧化钠溶液加入到 每个样品瓶中。将糖原液加入到每个样品瓶中，再加入0.10mL 50％ wt/wt乙醛在去离子水中的原液。

使用得自Hampshire Chemical Corp.的DAXAD14C制备由10％ wt/wt萘磺化的聚合物分散剂在去离子水中组成的原液。在一组中的 所有样品瓶中加入0.05mL DAXAD14C原液。在第二组中的所有样 品瓶中加入0.10mL DAXAD14C原液。在第三组中的所有样品瓶中 加入0.15mL DAXAD14C原液，在第四组中的所有样品瓶中加入 0.20mL DAXAD14C原液。在第五组样品瓶中未加入DAXAD14C 原液。使用去离子水将每个样品瓶中的体积调节至20.0mL，使得在 每个瓶中NaOH的最终浓度为10％。

将样品充分振荡，随后在设定为40℃的烘箱中温育24小时。使 用Hach 2100N浊度计，以NTU测定每个样品的浊度。针对含有0 摩尔当量葡萄糖的空白样品，将每组中的样品标准化。结果示于图1。

分散剂不显著干扰或改善还原性糖以除去浊度。仅在非常低水平 的还原性糖时，分散剂对浊度有轻微影响。

虽然就举例说明的目的阐明了典型的实施方案，但是前述描述不 应认为是对本文范围的限制。相应地，在不偏离本文的精神和范围的 情况下，本领域技术人员可以想到各种变体、改动和替代。