馬利海
(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅蘭州 730060)
消泡劑又稱防沫劑,是在溶液發(fā)泡前預(yù)先加入阻止發(fā)泡的表面活性劑,用以消除和抑制在使用過程中產(chǎn)生的泡沫。目前在印染、造紙、皮革等行業(yè)中使用消泡劑較為普通和成熟,但在石油化工行業(yè)中如常減壓、延遲焦化等裝置中消泡劑的使用幾乎很少,與國外相比落后了幾十年。近年來國內(nèi)一些大化工企業(yè)開始使用消泡劑,在這些使用的消泡劑中,大多是替代品和自已研制產(chǎn)品,本文中針對延遲焦化的特點進行了影響因素分析和評價。
延遲焦化是通過渣油在高流速、高熱強度條件下以強烈湍流狀態(tài)通過加熱爐管,在短時間內(nèi)通過渣油的臨界裂解溫度范圍,達(dá)到焦化反應(yīng)溫度,并迅速離開加熱爐管,進入焦炭塔的反應(yīng)空間,使縮合反應(yīng)和裂解反應(yīng)延遲到焦炭塔來實現(xiàn)的。在反應(yīng)的過程中,縮合生成的焦炭層從上到下逐漸焦結(jié)在焦炭塔內(nèi)壁,焦層上部有泡沫層,生成物中有許多中間產(chǎn)物,它們以泡沫的形式存在。大量的氣泡同時向上運動時小氣泡會互相聚合成更大氣泡,因此隨氣泡上升,氣泡直徑逐漸增大。泡沫層太高,使焦粉攜帶量加大,焦粉隨氣相通過大油氣管道進入分餾塔,堵塞分餾塔盤和側(cè)線空冷器及水冷器,而中間產(chǎn)物太多,也影響了延遲焦化裝置的輕質(zhì)油收率。操作中要求泡沫層應(yīng)該低于焦炭塔的安全高度,因此焦炭塔的泡沫層問題已是延遲焦化工藝的瓶頸,并且大量的泡沫嚴(yán)重影響了裝置的正常運行,嚴(yán)重制約了延遲焦化的生產(chǎn),也給油品在運輸、使用過程中造成了嚴(yán)重影響,經(jīng)濟效益低下。因此開發(fā)適宜的消泡劑及其評選過程具有重要意義。
發(fā)泡是多種因素綜合作用的結(jié)果,目前還未開發(fā)出對所有泡沫都具有消泡作用的“萬能”消泡劑。所以,必須針對應(yīng)用場合的不同,選擇合適的消泡劑,才能達(dá)到滿意的消泡效果。由于焦化產(chǎn)生的泡沫同別的起泡體系產(chǎn)生的泡沫起因不同,形成的泡沫體系有一些自身特點,因此對于延遲焦化消泡劑要求如下:
(1)具有消除泡膜能力;(2)在 450~500 ℃高溫下有相當(dāng)好的耐熱性;(3)具有消泡和抑泡能力;(4)加量少且價格廉價;(5)對于焦化產(chǎn)品后續(xù)加工無不良影響;對設(shè)備無腐蝕作用。
氣體泵、量杯、微型注射器、攪拌器、計時器恒溫裝置、氣體擴散頭、原料油、A型消泡劑。
表1 A型消泡劑理化指標(biāo)
將消泡劑注入到塔底進料中,與塔底進料一起進入焦炭塔,優(yōu)點較明顯:(1)與反應(yīng)物料充分混合,消泡效果明顯;(2)隨著生焦高度的增加,消泡劑也隨著物料到達(dá)最高點,即從進料開始到進料結(jié)束,始終能發(fā)揮消泡作用;(3)操作簡單,不易發(fā)生事故,勞動強度小。建議消泡劑從塔底進料。
將消泡劑由焦炭塔頂部注入。該方案優(yōu)點是消泡劑注入泡沫層中,消泡速度迅速,但缺點較多:(1)由于焦炭塔直徑為6 m左右,截面積較大,消泡效果僅是局部;(2)由于焦炭塔生產(chǎn)屬間隙性操作,切換進料時,必須及時切換消泡劑系統(tǒng),造成了操作難度大,勞動強度大、易發(fā)生事故等。
(1)檢查注入點蒸汽注入是否暢通,如不暢通,注入點壓力表指示為1.0 MPa,如暢通壓力表指示為0.8 MPa;(2)檢查消泡劑罐液位應(yīng)在50%以上;(3)檢查流程,確認(rèn)注入點應(yīng)屆于計量往復(fù)泵的哪一程;(4)檢查計量泵入口閥是否打開,通過導(dǎo)淋檢查入口線暢通情況;(5)檢查計量泵的潤滑、固定、電源系統(tǒng)有無問題;(6)啟動計量泵,調(diào)節(jié)計量泵的調(diào)節(jié)旋鈕刻度在“15”上,待泵出口壓力到1.2 MPa時,慢慢打開泵出口閥,當(dāng)壓力維持在1.2 MPa時,打開四通閥前的注入點消泡劑閥門,檢查計量泵出口壓力,如>1.0 MPa,說明消泡劑注入正常,反之,則不正常;(7)消泡劑注入正常后,應(yīng)立即記錄好消泡劑罐液位準(zhǔn)確高度及時間;(8)停止消泡劑注入,應(yīng)先關(guān)閉四通閥注入點消泡劑閥門(注意蒸汽不能停)然后再停消泡劑泵,打開泵的出口入口連通閥,向罐內(nèi)撤壓后,關(guān)閉泵的入口閥。
表2 A型消泡劑在24℃試驗數(shù)據(jù)記錄
通過以上實驗發(fā)現(xiàn)使用焦化消泡劑后,延遲效果改善如下:(1)由于減少了霧沫夾帶的焦粉,焦化餾分油色澤明顯改善;(2)焦炭中氣泡含量大大減少,焦炭性能穩(wěn)定;(3)過熱結(jié)垢現(xiàn)象明顯減慢,裝置連續(xù)生產(chǎn)周期大大延長;(4)大大地提高了焦化塔容積的利用率。目前國內(nèi)一些廠家已經(jīng)在焦化裝置中使用消泡劑,并且取得了較好的經(jīng)濟效益。
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