陈 更 秦俊岭 徐 慧 赵起锋 王伟杰 刘 博
(中海油能源发展股份有限公司上海环境工程技术分公司,上海 200000)
延迟焦化装置是炼油厂加工渣油的重要装置之一。
延迟焦化与热裂化相似,只是在短时间内加热到焦化反应所需温度,控制原料在炉管中基本上不发生裂化反应,而延缓到专设的焦炭塔中进行裂化反应,“延迟焦化”也正是因此得名[1]。
由于延迟焦化具有投资少,操作费用低,转化深度高等优点,延迟焦化已发展成为渣油轻质化最主要的加工方法。延迟焦化过程中,料液会产生大量泡沫,影响焦化反应过程,同时产生的气泡会造成冲塔和空泡腐蚀,影响装置安全,因此在延迟焦化过程中需添加消泡剂[2]。
延迟焦化消泡剂应用在高温环境中,一般在400℃以上,普通的脂肪醇类消泡剂很难耐如此高温,以含硅类的延迟焦化消泡剂居多[3]。高硅的延迟焦化消泡剂虽然消泡效果好,但添加量过多会引起后续装置的催化剂中毒;无硅的延迟焦化消泡剂又存在不耐温和效果欠佳的缺点;针对以上情况,研制低硅高效消泡剂是目前较好的解决办法。
研制延迟焦化消泡剂的一个难点在于其室内模拟评价装置的搭建[4,5]。该评价装置需要达到400℃以上的高温,并且要保证在此温度加热渣油的安全性,以及如何方便的测量泡沫高度。我们在室内搭建了小型评价装置,可以方便的对延迟焦化消泡剂进行评选。在本文中,对16种市售的消泡剂进行了评选。
将消泡剂与渣油按比例混合均匀配成试样,在反应管中加入定量的试样,将反应管放入加热装置,在延迟焦化的温度下观察并记录泡沫达到的最高高度(H)。根据空白未加剂样品与加剂样品的泡沫高度计算消泡率(DF)。
评价试验在同一外显温度600℃下进行,消除了温度对泡沫高度的影响。试验误差主要来自于起泡高度测量。
评选按照加剂浓度由高到低的顺序进行,对高加剂浓度消泡效果不良的延迟焦化消泡剂直接剔除,只有消泡效果良好的消泡剂才能进入低加剂浓度评选。
表1是高加剂浓度下,加消泡剂和未加消泡剂时泡沫高度的数据。对无硅消泡剂选择加剂浓度80ppm,低硅消泡剂加剂浓度50ppm。
表1 消泡剂添加量与泡沫高度(高加剂量条件下)
表1(续)
由表1数据和式(1)计算各消泡剂的消泡率,如图1所示。
由图1知型号6、7、8、13的消泡率分别为71%、71%、79%、68%,该四种产品进入低加剂量评选。
表2是低加剂浓度下,加消泡剂和未加消泡剂时泡沫高度的数据。
表2 消泡剂添加量与泡沫高度(低加剂量条件下)
由表2数据和公式(1)计算各消泡剂的消泡率,如图2所示。
由图2得知消泡剂6、7、8、13的消泡率分别为43%、61%、71%、36%。最优的产品是消泡剂8,继续对其加剂浓度为20ppm时的消泡率进行评价,其消泡率可达到57%。
经过评选, 消泡剂8是最优的延迟焦化消泡剂。将消泡剂8采用焦化柴油稀释成10%的溶液,与急冷油一起进入某炼厂焦化装置塔顶,起到了良好的消泡效果。也说明用本室内评价方法,可以评选出实用的消泡剂产品。