CN118308175A - 一种炼油装置清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种炼油装置清洗剂及其制备方法和应用，属于炼油装置清洗技术领域。本发明炼油装置清洗剂包括溶质和有机溶剂，所述溶质包括N,N‑二甲基乙酰胺、N,N‑二甲基甲酰胺中的至少一种；所述溶质的质量百分浓度为30％‑80％。本发明采用强极性的N,N‑二甲基乙酰胺、N,N‑二甲基甲酰胺作为溶质，对于配合物和苯环大分子缩合物具有较好的溶解性，能够有效溶解焦块，采用本发明炼油装置清洗剂循环清洗后的炼油装置如S Zorb装置换热器E101的总压降明显降低，清洗效果好。
Description
技术领域
本发明属于炼油装置清洗技术领域，具体涉及一种炼油装置清洗剂及其制备方法和应用。
背景技术
S Zorb技术是一种生产低硫汽油的先进工艺技术，主要用于催化汽油的脱硫，也是汽油质量升级的重要工艺技术，具有脱硫深度高、氢耗低、辛烷值损失小等优点。S Zorb装置处理的原料为催化裂化装置混合汽油，混合汽油的硫含量约为300ppm，生产得到的低硫清洁汽油的硫含量低于10ppm，S Zorb技术是目前针对汽油质量升级的主流装置。
S Zorb装置采用流化床反应器和吸附剂循环再生***，原料汽油与少量氢气混合，经换热器气化后，进入到流化床反应器底部，在气流上行过程中，吸附剂将汽油中的有机硫化物脱除，然后吸附剂传送至再生器进行氧化再生，然后再返回反应器中与原料汽油进行反应，吸附剂连续使用，从而确保脱硫效果。在装置生产中，影响S Zorb装置长周期运行的有换热器结焦、吸附剂脱硫能力下降、再生结块和闭锁料斗故障等因素。其中原料换热器结焦结垢会导致换热效率降低，换热器压差上升，汽油中的胶质如六环以上稠环芳烃，多个苯环的π键形成共轭π键，吸附能较大，极易被吸附于管束内焦块表面，形成π-π堆积作用，加速胶块生成，进一步导致换热器压差上升，能耗增加，装置处理能力降低等一系列问题，影响装置的长周期运行。
目前，针对S Zorb装置内的管束结焦结垢问题可以通过向装置中加入阻垢剂来延缓装置内的结垢情况，但是依旧无法阻止结焦结垢问题，传统的对于结焦后的装置通常抽出管束用高压水冲洗，但是由于焦块完全不溶于水，该方法很难清除焦块，还容易堵塞管束，费时费力，清洗效果并不佳。
因此，提供一种针对能够有效清洗结焦的炼油装置的清洗剂具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种炼油装置清洗剂及其制备方法和应用。
本发明是通过下述技术方案进行实现的：
第一方面，本发明提供一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，所述溶质包括N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述溶质的质量百分浓度为30％-80％。
本发明炼油装置清洗剂能够有效溶解焦块，对结焦的炼油装置具有优异的清洗效果。本发明研究发现，焦块分子间主要化学键包括以铁、镍、锰为核心的配位键、多环芳烃之间的共轭π键、含空轨道原子之间形成的化学键等，分子量大、键能强、电子云密度大，本发明采用强极性的N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺作为溶质，对于配合物和苯环大分子缩合物具有较好的溶解性，能够有效溶解焦块，采用本发明炼油装置清洗剂循环清洗后的炼油装置如S Zorb装置换热器E101的总压降明显降低，清洗效果好。
作为本发明所述炼油装置清洗剂的优选实施方式，所述有机溶剂包括甲苯、二甲苯、乙苯、己烷、环己烷、辛烷中的至少一种。
采用上述与溶质沸点相近的有机溶剂均能与溶质很好的互溶，清除焦块的效果优异，并且毒性较小，使用较为安全。
作为本发明所述炼油装置清洗剂的优选实施方式，所述溶质的质量百分浓度为30％-50％。
在此浓度下，本发明炼油装置清洗剂的成本较低，同时清洁效果也较好。
作为本发明所述炼油装置清洗剂的优选实施方式，所述溶质的质量百分浓度为30％。
作为本发明所述炼油装置清洗剂的优选实施方式，所述溶质为N,N-二甲基乙酰胺。
由于N,N-二甲基甲酰胺具有一定的毒性，需要谨慎使用，因此本发明清洗剂优选N,N-二甲基乙酰胺作为溶质。
第二方面，本发明提供所述炼油装置清洗剂的制备方法，包括以下步骤：按所需浓度取溶质和有机溶剂混合，即成。
本发明炼油装置清洗剂的制备方法简单，清洗效果好，具有广阔的应用前景。
第三方面，本发明提供所述炼油装置清洗剂在炼油装置清洗中的应用。
本发明炼油装置清洗剂针对炼油装置中结焦问题比如加热炉炉管结焦、S Zorb装置原料换热器E101结焦以及EVA装置物料管线结焦的清洗效果均较好。
作为本发明所述炼油装置清洗剂在炼油装置清洗中的应用的优选实施方式，所述炼油装置包括S Zorb装置、EVA装置、加热炉中的至少一种。
作为本发明所述炼油装置清洗剂在炼油装置清洗中的应用的优选实施方式，所述炼油装置为S Zorb装置中的原料换热器E101。
作为本发明所述炼油装置清洗剂在炼油装置清洗中的应用的优选实施方式，所述炼油装置清洗剂清洗炼油装置的方法为：将溶质和有机溶剂先后泵入炼油装置的管程中，进行循环清洗。
优选地，所述清洗的时间不低于8h，更优选为8h-15h。
优选地，所述炼油装置清洗剂清洗换热器E101的方法为：将溶质和有机溶剂先后泵入换热器的管程中，进行循环清洗，清洗时间不低于8h。
清洗时，对溶质和有机溶剂的先后泵入顺序无特殊要求；优选地，清洗时，清洗剂的加入量与换热器管程的质量体积比为(1-2)t：(1-2)m3。
具体的，可采用如下清洗方法对换热器E101进行清洗：在一列换热器管壳程进出口阀处加盲板，在换热器管程进出口阀前放空处接临时金属软管连接至地面的临时设施，所述临时设施包括一个缓冲箱和一台机泵，按照换热器的体积取所需的溶质和有机溶剂，首先将有机溶剂加入缓冲箱中后启动泵打入换热器管程中，然后再将溶质用同样方法加入换热器中，之后启动泵建立清洗剂循环并进行清洗。
本发明具有如下有益效果：本发明的炼油装置清洗剂采用强极性的N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺作为溶质，将其溶于有机溶剂中，能够有效溶解炼油装置运行过程中形成的焦块，清洗效果好，能够有效提升炼油装置的效率和处理量。
附图说明
图1为焦块图；
图2为焦块用水溶解的示意图；
图3为焦块用实施例1的清洗剂溶解的示意图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为N,N-二甲基乙酰胺，有机溶剂为甲苯；溶质的质量百分浓度为30％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本实施例炼油装置清洗剂。
实施例2
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为N,N-二甲基乙酰胺，有机溶剂为甲苯；溶质的质量百分浓度为50％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本实施例炼油装置清洗剂。
实施例3
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为N,N-二甲基乙酰胺，有机溶剂为甲苯；溶质的质量百分浓度为80％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本实施例炼油装置清洗剂。
实施例4
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为N,N-二甲基乙酰胺，有机溶剂为二甲苯；溶质的质量百分浓度为30％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本实施例炼油装置清洗剂。
实施例5
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为N,N-二甲基甲酰胺，有机溶剂为甲苯；溶质的质量百分浓度为30％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本实施例炼油装置清洗剂。
实施例6
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为N,N-二甲基乙酰胺，有机溶剂为乙苯；溶质的质量百分浓度为30％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本实施例炼油装置清洗剂。
对比例1
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为环丁砜，有机溶剂为甲苯；溶质的质量百分浓度为30％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本对比例炼油装置清洗剂。
对比例2
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为N,N-二甲基乙酰胺，有机溶剂为甲苯；溶质的质量百分浓度为20％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本对比例炼油装置清洗剂。
对比例3
一种炼油装置清洗剂，包括溶质和有机溶剂，溶质为二甲基亚砜，有机溶剂为甲苯；溶质的质量百分浓度为30％；按所述浓度取溶质和有机溶剂混合，即得本对比例炼油装置清洗剂。
将实施例和对比例的炼油装置清洗剂以及水在实验中进行焦块溶解的预实验，实验过程如下：分别取E101焦块样品15g，焦块的外观如图1所示，焦块密度较小，表面较酥脆，放入不同烧杯中，再分别加入实施例和对比例的炼油装置清洗剂以及水150mL，室温25℃匀速搅拌5min，过程中观察焦块的溶解情况，记录在下表1中。
表1炼油装置清洗剂及水溶解焦块的效果
采用水清洗焦块时，焦块并未溶解，且表面变得坚硬，说明焦块完全不溶于水，水溶解焦块的示意图如图2所示。采用本发明实施例1的炼油装置清洗剂溶解焦块时，开始搅拌时，焦块开始破碎溶解，搅拌5min后，焦块完全溶解，溶解后的状态示意图如图3所示。表明本发明的炼油装置清洗剂对焦块具有较好的溶解效果，能有效清洗结焦的炼油装置。而对比例2中，溶质的浓度过低，导致焦块的清洗效率不高，对比例3中，采用二甲基亚砜作为溶质，并不能有效溶解焦块，进一步说明本发明清洗剂能够有效清洁结焦的炼油装置。
将实施例1的炼油装置清洗剂用于炼油装置清洗，过程如下：
S Zorb装置E101共十台换热器，分为两列，每列串联五台换热器。E101总压降上涨至0.426Mpa，严重影响E101换热效率和装置处理量。用N,N-二甲基乙酰胺做溶质，甲苯作有机溶剂，配置了溶质质量百分浓度为30％浓度炼油装置清洗剂进行循环清洗。
清洗方法：在一列换热器管壳程进出口阀处加盲板，在换热器管程进出口阀前放空处接临时金属软管连接至地面的临时设施(包括一个缓冲箱和一台机泵)，按照换热器的体积38m3，使用N,N-二甲基乙酰胺和甲苯来配置30％浓度炼油装置清洗剂42吨，首先将有机溶剂甲苯加入缓冲箱中后启动泵打入换热器管程中，然后再将N,N-二甲基乙酰胺用同样方法加入换热器中，之后启动泵建立炼油装置清洗剂循环并进行清洗，清洗时间8小时。
原计划对两列换热器清洗，但由于生产需要缩短了清洗时间，仅对一列换热器进行循环清洗除焦，循环清洗开始后就有大量焦块溶解于清洗液后落入临时缓冲箱中，循环8小时后临时缓冲箱中已存在大量溶解的焦。
两列换热器管程进出口总管有压力测量仪表，通过测量进出口压力可以计算出换热器进出口压降，循环清洗前十台换热器总压降为0.426Mpa，使用炼油装置清洗剂对E101一列共五台换热器进行了循环清洗，投用后E101十台换热器总压降由0.426Mpa降低至0.212Mpa，说明清洗效果较好。
以上实验说明本发明对于S Zorb装置E101结焦清洗效果较好，根据结焦原理推测，本发明对于各类加热炉炉管结焦以及EVA装置物料管线结焦同样有效。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种炼油装置清洗剂，其特征在于，包括溶质和有机溶剂，所述溶质包括N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述溶质的质量百分浓度为30％-80％。
2.根据权利要求1所述的炼油装置清洗剂，其特征在于，所述有机溶剂包括甲苯、乙苯、二甲苯、己烷、环己烷、辛烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的炼油装置清洗剂，其特征在于，所述溶质的质量百分浓度为30％-50％。
4.根据权利要求1所述的炼油装置清洗剂，其特征在于，所述溶质的质量百分浓度为30％。
5.根据权利要求1所述的炼油装置清洗剂，其特征在于，所述溶质为N,N-二甲基乙酰胺。
6.权利要求1-5所述的炼油装置清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按所需浓度取溶质和有机溶剂混合，即成。
7.权利要求1-5所述的炼油装置清洗剂在炼油装置清洗中的应用。
8.根据权利要求7所述的炼油装置清洗剂在炼油装置清洗中的应用，其特征在于，所述炼油装置包括S Zorb装置、EVA装置、加热炉中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的炼油装置清洗剂在炼油装置清洗中的应用，其特征在于，所述炼油装置为S Zorb装置中的原料换热器E101。
10.根据权利要求7所述的炼油装置清洗剂在炼油装置清洗中的应用，其特征在于，所述炼油装置清洗剂清洗炼油装置的方法为：将溶质和有机溶剂先后泵入炼油装置的管程中，进行循环清洗。
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