本發(fā)明涉及煙氣管道除垢技術(shù)領(lǐng)域,具體地,涉及一種煙氣垢質(zhì)分散劑及其配制方法,更具體地,涉及一種用于催化裂化裝置的煙氣垢質(zhì)分散劑及其配制方法。
背景技術(shù):
催化裂化裝置是一種熱量過剩且高品位能量較多的煉油裝置。能量回收在節(jié)能中的作用十分顯著。近年來利用催化裂化再生煙氣、再生器和循環(huán)油漿等全部高溫余熱發(fā)生中壓蒸汽,驅(qū)動(dòng)背壓汽輪機(jī)做功后利用1.0MPa或0.5MPa背壓蒸汽作為工藝或全廠用汽的方法,收到了良好的節(jié)能效果。
催化裂化裝置的進(jìn)料通常是蠟油摻入部分減壓渣油或是全部常壓渣油,這些進(jìn)料含有較高的殘?zhí)?、重金屬和難于裂解的組分。在提升管反應(yīng)器內(nèi),進(jìn)料與助劑接觸進(jìn)行裂解反應(yīng)生成輕烴,例如汽油、柴油和氣體產(chǎn)品等。同時(shí),難于裂解的組分縮合成焦炭,焦炭沉積在助劑表面致使助劑失去活性。為了使失活的助劑再生,必須向再生器內(nèi)通入空氣,從而燒掉助劑表面的焦質(zhì),恢復(fù)助劑的活性。在再生燒焦過程中所釋放出來的熱量,一部分使助劑提高溫度,提供裂化反應(yīng)所需的熱量,另一部分被煙氣帶走,產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔狻?/p>
再生高溫?zé)煔庵泻兄鷦┓蹓m,這會(huì)對(duì)煙機(jī)有磨損。可以在煙機(jī)前設(shè)置三旋,經(jīng)三旋分離后的煙氣含塵量為0.2g/m3。煙氣攜帶的助劑粉塵粒度較細(xì),其中90%以上的粉塵粒度<10μm,但無腐蝕性。助劑粉塵使受熱面產(chǎn)生積灰,積灰呈疏松狀,遍及整個(gè)鍋爐受熱面。
再生煙氣含有硫化物SOx。SOx含量取決于進(jìn)料含硫量,通常催化裂化原料油中含有0.3%~3.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的硫。國(guó)產(chǎn)催化原料油的含硫量通?!?%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),而中東產(chǎn)原油生產(chǎn)的催化原料油的含硫量較高。原料油中的硫以有機(jī)硫化物的形式存在。經(jīng)裂化后,進(jìn)料中的硫大約50%以H2S形式進(jìn)入氣體產(chǎn)物,40%進(jìn)入液體產(chǎn)品,其余的10%進(jìn)入焦炭,沉積在裂化助劑上。在再生器燒焦過程中焦炭中的硫氧化為SO2和SO3,統(tǒng)稱為SOx,存在于煙氣中。通過計(jì)算可知,當(dāng)催化原料油含硫量超過0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),煙氣中的SOx就達(dá)到300μg/g以上。受反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件限制,煙氣中的SO3一般占SOx總量的10%以下。SO3可以提高煙氣露點(diǎn),能與低溫受熱面上的凝結(jié)液形成稀硫酸,對(duì)受熱面金屬產(chǎn)生低溫腐蝕。高溫?zé)煔饨?jīng)三旋分離后,大部分助劑粉塵得以去除,但氣相介質(zhì)中仍殘留一定數(shù)量的粒度<10μm極細(xì)助劑粉塵和SOx酸性氣體。助劑粉塵使受熱面產(chǎn)生積灰,積灰呈疏松狀,遍及整個(gè)鍋爐受熱面。SO3可以提高煙氣露點(diǎn),能與低溫受熱面上的凝結(jié)液形成稀硫酸,對(duì)受熱面金屬產(chǎn)生低溫腐蝕。
余熱鍋爐上的積灰按其粘結(jié)強(qiáng)度可分為松散性和粘結(jié)性積灰。松散性積灰的產(chǎn)生僅是個(gè)物理過程,只要保證合適的受熱面結(jié)構(gòu)尺寸和足夠的氣流能量,并在必要時(shí)配合正常的定期吹灰等即可將積灰污染程度控制在合理的范圍內(nèi)。但對(duì)同時(shí)伴有物理、化學(xué)2種作用的粘結(jié)性積灰,由于積灰層強(qiáng)度高,物理方法難以消除,容易造成堵灰。低溫粘結(jié)性積灰是由于H2SO4、H2O凝結(jié)在受熱面上,與灰粒通過低溫硬結(jié)形成,硬結(jié)過程的時(shí)間效應(yīng)和化學(xué)作用使得沉積物有較高的粘結(jié)強(qiáng)度,不容易清除,造成裝置的熱量損失并且降低了裝置的使用壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種煙氣垢質(zhì)分散劑的新技術(shù)方案。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種煙氣垢質(zhì)分散劑。該分散劑為在線使用,其包括有機(jī)溶劑、表面活性劑、緩蝕劑、第一氧化劑、第二氧化劑和助劑,所述有機(jī)溶劑、所述表面活性劑、所述緩蝕劑、所述第一氧化劑、所述第二氧化劑和所述助劑混合在一起,其中,所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量份數(shù)為30-50份,所述表面活性劑的質(zhì)量份數(shù)為15-18份,所述緩蝕劑的質(zhì)量份數(shù)為10-17份,所述第一氧化劑的質(zhì)量份數(shù)為10-15份,所述第二氧化劑的質(zhì)量份數(shù)為6-10份,所述助劑的質(zhì)量份數(shù)為5-10份。
可選地,所述有機(jī)溶劑為甲醇、二甲基甲酰胺、正己烷、乙醇和乙二醇中的至少一種。
可選地,所述表面活性劑為脂肪酸山梨坦、聚山梨酯和硬脂酸中的至少一種。
可選地,所述緩蝕劑為鉬酸鹽、烏洛托品、硫脲和LAN-826中的至少一種,其中,鉬酸鹽、烏洛托品和硫脲以水溶液的形式添加,水溶液濃度為1%-25%。
可選地,所述第一氧化劑為過硼酸鈉和過硫酸銨中的至少一種,所述第二氧化劑為硝酸鹽和次氯酸鹽中的至少一種,所述第一氧化劑和所述第二氧化劑以水溶液的形式添加,水溶液的濃度為1-20%。
可選地,所述助劑為氯酸鉀和三氧化二鐵中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面,提供了一種煙氣垢質(zhì)分散劑的配制方法。該方法包括:
S1、將所述有機(jī)溶劑、所述表面活性劑以及所述緩蝕劑進(jìn)行混合;
S2、采用滴加的方法向S1形成的溶液中滴加第一氧化劑和第二氧化劑;
S3、向S2形成的溶液中加入所述助劑。
可選地,該配制方法的配制溫度為80-120℃,配制壓力為0.2-0.3Mpa。
可選地,該配制方法是在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行的,制得的分散劑在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行封裝。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)有技術(shù)中,通常采用物理方法進(jìn)行煙氣積灰的清除,停爐時(shí)間長(zhǎng),影響生產(chǎn)。因此,本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)任務(wù)或者所要解決的技術(shù)問題是本領(lǐng)域技術(shù)人員從未想到的或者沒有預(yù)期到的,故本發(fā)明是一種新的技術(shù)方案。
通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述,本發(fā)明的其它特征及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。
附圖說明
被結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例,并且連同其說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的煙氣垢質(zhì)分散劑的配制方法的流程圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于煙氣垢質(zhì)分散劑的加藥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明:
10:余熱鍋爐;11:煙氣通道;12:加藥管路;13:加藥泵;14:藥劑槽;15:閥門。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)注意到:除非另外具體說明,否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不限制本發(fā)明的范圍。
以下對(duì)至少一個(gè)示例性實(shí)施例的描述實(shí)際上僅僅是說明性的,決不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。
對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和設(shè)備可能不作詳細(xì)討論,但在適當(dāng)情況下,所述技術(shù)、方法和設(shè)備應(yīng)當(dāng)被視為說明書的一部分。
在這里示出和討論的所有例子中,任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的,而不是作為限制。因此,示例性實(shí)施例的其它例子可以具有不同的值。
應(yīng)注意到:相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,提供了一種煙氣垢質(zhì)分散劑。該分散劑為在線使用。即,催化裂化裝置在運(yùn)行過程中,通過噴灑的方式將分散劑噴射到煙氣通道中。通過這種方試,催化裂化裝置無需停車即可進(jìn)行分散劑的添加。該分散劑包括有機(jī)溶劑、表面活性劑、緩蝕劑、第一氧化劑、第二氧化劑和助劑,所述有機(jī)溶劑、所述表面活性劑、所述緩蝕劑、所述第一氧化劑、所述第二氧化劑和所述助劑混合在一起,其中,所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量份數(shù)為30-50份,所述表面活性劑的質(zhì)量份數(shù)為15-18份,所述緩蝕劑的質(zhì)量份數(shù)為10-17份,所述第一氧化劑的質(zhì)量份數(shù)為10-15份,所述第二氧化劑的質(zhì)量份數(shù)為6-10份,所述助劑的質(zhì)量份數(shù)為5-10份。
該分散劑尤其適用于催化裂化裝置的余熱鍋爐的煙氣分散,避免煙氣聚集形成積灰甚至結(jié)垢。
該分散劑采用在線噴灑,分散劑被噴入高溫?zé)煔夂?,借助煙氣的溫度和?dòng)能瞬間實(shí)現(xiàn)氣化和與煙氣的均勻混合,起效迅速。
此外,分散劑與高溫?zé)煔庵械臉O細(xì)催化粉塵發(fā)生共晶,或者分散劑吸附在煙氣的結(jié)晶表面上,扭曲晶格,破壞結(jié)晶行為和取向性。改變晶體的形狀和尺寸,避免了晶間粘結(jié)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。阻止晶體的繼續(xù)形成和發(fā)育,大大減少了晶體在蒸汽過熱器、蒸發(fā)管束和省煤器爐管上聚集形成積灰。
此外,分散劑中的表面活性劑,能清除爐管表面、消除金屬表面電荷,阻止雜質(zhì)在爐管壁上附著。表面活性劑對(duì)余熱鍋爐已經(jīng)形成的積灰有潤(rùn)濕、滲透作用,對(duì)余熱鍋爐管壁積灰有去除作用,并且不影響高溫?zé)煔獾亩卫谩?/p>
此外,分散劑在爐管壁上形成保護(hù)膜,阻止催化粉塵及酸性氣體等物質(zhì)接觸爐管表面,保持余熱鍋爐裝置其它部位的金屬表面光滑。
此外,分散劑可以吸收煙氣中酸性氣體,降低酸性氣體濃度,達(dá)到緩蝕效果,防止管壁發(fā)生點(diǎn)蝕。
此外,所投加的分散劑量是微量的,例如,煙氣流量為20萬方/小時(shí)的煙氣管道,分散劑投加量為1.8升/小時(shí)。該投加量不會(huì)改變煙氣組分及其理化性質(zhì),例如煙氣的溫度、含塵、壓力、流量等,更不會(huì)對(duì)余熱鍋爐正常運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。
此外,分散劑中含有緩蝕性組份,通過余熱鍋爐管線后,會(huì)對(duì)管線產(chǎn)生保護(hù)作用。
可選的是,所述有機(jī)溶劑為甲醇、二甲基甲酰胺、正己烷、乙醇和乙二醇中的至少一種。上述有機(jī)溶劑在煙氣中分散性良好,可以使分散劑迅速分散,分散劑起效快。
可選的是,所述表面活性劑為脂肪酸山梨坦、聚山梨酯和硬脂酸中的至少一種。上述表面活性劑可使分散劑有效地附著在煙氣管道的內(nèi)表面,并降低積灰的附著力。
可選的是,所述緩蝕劑為鉬酸鹽、烏洛托品、硫脲和LAN-826中的至少一種,其中,鉬酸鹽、烏洛托品和硫脲以水溶液的形式添加,水溶液濃度為1%-25%。LAN-826位
可選的是,所述第一氧化劑為過硼酸鈉和過硫酸銨中的至少一種,所述第二氧化劑為硝酸鹽和次氯酸鹽中的至少一種,所述第一氧化劑和所述第二氧化劑以水溶液的形式添加,水溶液的濃度為1-20%。硝酸鹽可選的是硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鋅或者硝酸鈣。次氯酸鹽可選的是,次氯酸鉀、次氯酸鈉或者次氯酸鈣。第一氧化劑和第二氧化劑與硬質(zhì)垢能形成低熔點(diǎn)共熔物,在煙氣溫度作用下,硬質(zhì)垢成為疏松易剝落產(chǎn)物。
可選的是,所述助劑為氯酸鉀和三氧化二鐵中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,提供了一種煙氣垢質(zhì)分散劑的配制方法。該方法包括:
S1、將所述有機(jī)溶劑、所述表面活性劑以及所述緩蝕劑進(jìn)行混合;
S2、采用滴加的方法向S1形成的溶液中滴加第一氧化劑和第二氧化劑;
S3、向S2形成的溶液中加入所述助劑。
該配制方法可以形成均勻的分散劑,并且避免在混合過程中溶液過度放熱。
可選的是,該配制方法的配制溫度為80-120℃,配制壓力為0.2-0.3Mpa。在該條件下,分散劑的各個(gè)組分能迅速互溶。
可選的是,該配制方法是在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行的,制得的分散劑在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行封裝。在該條件下,能夠有效地防止第一氧化劑和第二氧化劑的氧化,可使分散劑保持持久的分散效果。
實(shí)施例:
某煉油廠,每年因催化裂化再生高溫?zé)煔庥酂峄厥斟仩t積灰清理造成的停爐時(shí)間為40天。余熱鍋爐產(chǎn)汽量為50t/h。由于停爐,使得產(chǎn)汽量減少48000噸,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。
采用本發(fā)明的分散劑進(jìn)行在線添加。如圖2所示,煙氣通道11通往余熱鍋爐10。加藥裝置包括加藥泵13和藥劑槽14,加藥泵13通過管路與藥劑槽14連通在一起。加藥泵13通過加藥管路12與煙氣通道11連通。加藥管路12和煙氣通道11上分別設(shè)置有閥門15以控制流量。分散劑被加入到余熱鍋爐10的煙氣管道11的入口前。例如,加藥管路12的入口設(shè)置在進(jìn)余熱鍋爐10前1-1.5米處。加藥管路12采用DN15mm不銹鋼管,管線的走向可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。此外,在冬季加藥時(shí),加藥管線12要求加伴熱管并保溫。為了達(dá)到更好的加藥效果,在加藥管路12的入口設(shè)置有噴淋裝置(未示出),噴淋裝置可以使分散劑迅速擴(kuò)散。
在加藥后,分散劑借助煙氣的殘留溫度瞬間氣化,氣化后的分散劑與煙氣在流動(dòng)中均勻混合,并進(jìn)入余熱鍋爐內(nèi)。分散劑在氣態(tài)下直接對(duì)余熱鍋爐的灰垢的產(chǎn)生有效抑制和分散,使積灰和結(jié)垢大大減少,顯著延長(zhǎng)余熱鍋爐的使用壽命,大大減少了停爐次數(shù)。
所使用的分散劑按照本發(fā)明提供的配制方法進(jìn)行配置。例如:
實(shí)施例一:
分散劑包括:甲醇30份,脂肪酸山梨坦15份,5%的鉬酸鹽10份,1%的過硫酸鈉15份,1%硝酸鋅10份,氯酸鉀5份。
實(shí)施例二:
分散劑包括:甲醇50份,脂肪酸山梨坦18份,10%的鉬酸鹽17份,20%的過硫酸鈉10份,20%硝酸鋅10份,氯酸鉀10份。
實(shí)施例三:
分散劑包括:甲醇40份,脂肪酸山梨坦16份,5%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鋅11份,氯酸鉀7份。
實(shí)施例四:
分散劑包括:二甲基甲酰胺30份,聚山梨酯16份,10%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鋅11份,氯酸鉀7份。
實(shí)施例五:
分散劑包括:二甲基甲酰胺30份,脂肪酸山梨坦15份,5%的鉬酸鹽10份,1%的過硫酸鈉15份,1%過硝酸鈉10份,氯酸鉀5份。
實(shí)施例六:
分散劑包括:二甲基甲酰胺50份,脂肪酸山梨坦18份,10%的鉬酸鹽17份,20%的過硫酸鈉10份,20%硝酸鈉10份,氯酸鉀10份。
實(shí)施例七:
分散劑包括:二甲基甲酰胺40份,脂肪酸山梨坦16份,5%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鈉11份,氯酸鉀7份。
實(shí)施例八:
分散劑包括:乙二醇30份,聚山梨酯16份,10%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鈉11份,氯酸鉀7份。
實(shí)施例九:
分散劑包括:乙二醇30份,脂肪酸山梨坦15份,5%的鉬酸鹽10份,1%的過硫酸鈉15份,1%硝酸鉀10份,氯酸鉀5份。
實(shí)施例十:
分散劑包括:乙二醇50份,脂肪酸山梨坦18份,10%的鉬酸鹽17份,20%的過硫酸鈉10份,20%硝酸鉀10份,氯酸鉀10份。
實(shí)施例十一:
分散劑包括:乙二醇40份,脂肪酸山梨坦16份,5%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鉀11份,氯酸鉀7份。
實(shí)施例十二:
分散劑包括:二甲基甲酰胺30份,硬脂酸15份,5%的鉬酸鹽10份,1%的過硫酸鈉15份,1%過硝酸鉀10份,氯酸鉀5份。
實(shí)施例十三:
分散劑包括:二甲基甲酰胺50份,硬脂酸18份,10%的鉬酸鹽17份,20%的過硫酸鈉10份,20%硝酸鋅10份,氯酸鉀10份。
實(shí)施例十四:
分散劑包括:二甲基甲酰胺40份,硬脂酸16份,5%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鋅11份,氯酸鉀7份。
實(shí)施例十五:
分散劑包括:乙二醇30份,硬脂酸16份,10%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鋅11份,氯酸鉀7份。
實(shí)施例十六:
分散劑包括:乙二醇30份,硬脂酸15份,5%的鉬酸鹽10份,1%的過硫酸鈉15份,1%硝酸鋅10份,氯酸鉀5份。
實(shí)施例十七:
分散劑包括:乙二醇50份,硬脂酸18份,10%的鉬酸鹽17份,20%的過硫酸鈉10份,20%硝酸鋅10份,氯酸鉀10份。
實(shí)施例十八:
分散劑包括:乙二醇40份,硬脂酸16份,5%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鋅11份,氯酸鉀7份。
實(shí)施例十九:
分散劑包括:甲醇30份,脂肪酸山梨坦15份,5%的鉬酸鹽10份,1%的過硫酸鈉15份,1%硝酸鉀10份,三氧化二鐵5份。
實(shí)施例二十:
分散劑包括:甲醇50份,脂肪酸山梨坦18份,10%的鉬酸鹽17份,20%的過硫酸鈉10份,20%硝酸鉀10份,三氧化二鐵10份。
實(shí)施例二十一:
分散劑包括:甲醇40份,脂肪酸山梨坦16份,5%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鉀11份,三氧化二鐵7份。
實(shí)施例二十二:
分散劑包括:二甲基甲酰胺30份,聚山梨酯16份,10%的鉬酸鹽13份,10%的過硫酸鈉12份,10%硝酸鉀11份,三氧化二鐵7份。
在另一個(gè)實(shí)施例中,緩蝕劑采用LAN826、1%-25%的烏洛托品水溶液或者1%-25%的硫脲水溶液。
在另一個(gè)實(shí)施例中,有機(jī)溶劑采用正己烷或者乙醇。
上述實(shí)施例中的份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)。
采用上述實(shí)施例的分散劑后,余熱鍋爐運(yùn)行周期顯著延長(zhǎng),因積灰造成的停爐檢修事故,每年用于清理煙氣積灰的停爐時(shí)間為6-12天,大大減少了因停爐造成的生產(chǎn)損失。
該藥劑在清灰的同時(shí)還有極強(qiáng)的金屬緩蝕效果,能大大延長(zhǎng)余熱鍋爐機(jī)組、配套設(shè)備以及部件的壽命。
雖然已經(jīng)通過例子對(duì)本發(fā)明的一些特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明,但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解,以上例子僅是為了進(jìn)行說明,而不是為了限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解,可在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下,對(duì)以上實(shí)施例進(jìn)行修改。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。