Способ очистки технологического оборудования от полимерных и смолистых отложений
Владельцы патента RU 2243830:
Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" (RU)
Изобретение относится к способам очистки оборудования от полимерных и смолистых отложений методом деструкции и может быть использовано в нефтехимической и химической отраслях промышленности, а именно, в процессах производства мономеров и полимеров. Способ включает обработку оборудования деструктирующей системой, при этом в качестве деструктирующей системы используют 0,0001-40%-ный раствор 2,2′6,6′-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила или смеси 2,2′6,6′-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и димера 2,2′6,6′-тетраметил-4-оксопиперидин-4-фульвена в органическом растворителе. Способ позволяет проводить очистку оборудования от смолистых и полимерных отложений в процессе его эксплуатации в непрерывном режиме, увеличить длительность рабочего цикла, сократить потери целевых продуктов. 1 табл.
Изобретение относится к способам очистки оборудования от полимерных и смолистых отложений методом деструкции и может быть использовано в нефтехимической и химической отраслях промышленности, а именно, в процессах производства мономеров и полимеров.
Известен способ воздействия на полимерные отложения паровоздушной смесью при температуре 400-500°С. При этом отложения разлагаются с образованием CO2, воды и жидких продуктов, которые удаляются из трубок теплообменных аппаратов (Р.П.Посаженникова, Л.В.Румянцев, Л.П.Шадрин "Промышленность СК", 1974, №8, стр.10).
Использование температур 400-500°С означает необходимость демонтажа оборудования и проведение выжига отложений в специальных печах, что делает способ промышленно неприменимым.
Известен способ очистки теплообменной аппаратуры от полимерных отложений смесью 96%-ного этилового спирта и уксусной кислоты в соотношении 1:3. Демонтированная теплообменная аппаратура помещается в специальную ванну с раствором, где выдерживается 12 часов, после чего промывается сильной струей воды (П.П.Пурыгин, Н.Г.Черемных, Г.П.Жестовский "Промышленность СК", 1974, №8, стр.10).
Однако данный способ может быть применен только для малогабаритного оборудования, а использование уксусной кислоты приводит к коррозии оборудования.
Известен способ деструкции бутадиенсодержащих каучуков в присутствии каталитической системы, включающей инициатор свободнорадикального типа в сочетании с металлом переменной валентности и спирт (С.С.Никулин, Ю.А.Сергеев "Производство и использование эластомеров", М., 2001, №3, стр.11). В качестве веществ, распадающихся по радикальному механизму, выбраны гидропероксиды изопропилбензола и циклогексилизопропилбензола, а в качестве соединений металлов переменной валентности - соль железа FеСl3. Процесс деструкции проводят в ароматических, алифатических растворителях (нефрас С 4-150/200, уайтспирит, толуол, ксилол).
Недостатками данного способа является многокомпонентность и сложность приготовления используемой композиции, необходимость останова промышленной установки, а также применение гидроперекисей.
Наиболее близким к предлагаемому является способ удаления смолистых и полимерных отложений с поверхности рабочего оборудования нанесением раствора органической перекиси в органическом растворителе, активацией нагреванием и одновременной промывке этих отложений водно-щелочным раствором (Патент США №3654940, МПК В 08 В 3/08, опубл. 11.04.1972).
Недостатками способа являются останов и вскрытие оборудования, приводящие к сокращению годового пробега оборудования, а также необходимость утилизации водно-щелочного раствора.
Задачей изобретения является разработка способа, позволяющего проводить очистку технологического оборудования от смолистых и полимерных отложений в процессе его эксплуатации в непрерывном режиме.
Поставленная задача решается способом очистки технологического оборудования от полимерных и смолистых отложений, включающем их обработку деструктирующей системой, при этом в качестве деструктирующей системы используют 0,0001-40%-ный раствор 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила или смеси 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и димера 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-4-фульвена в органическом растворителе.
В качестве органического растворителя деструктирующей системы используют такие растворители, как бензол, толуол, этилбензол, углеводородные фракции С6-C8 и др.
Отличием предлагаемого изобретения от наиболее близкого является то, что для очистки оборудования в качестве деструктирующей системы используют 0,0001-40%-ный раствор 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила или смеси 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и димера 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-4-фульвена в органическом растворителе. В результате увеличивается пробег оборудования, что особенно актуально для теплообменного оборудования, средний пробег которого составляет 1,5-2 месяца, сокращается расход электро- и энергоносителей на очистку технологического оборудования и уменьшаются потери целевых продуктов.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Для испытаний берут образец полимерных отложений с промышленной установки получения этилена, состоящий из сополимера дивинила и стирола со степенью сшивки 49,5, взвешенный на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. Образец полимера помещают в ситчатую ячейку, жестко прикрепленную к мешалке колбы. При непрерывном перемешивании в течение 5 часов осуществляется омывание образца потоком углеводородной фракции С6-C8, содержащей 5% масс. смеси 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и димера 2,2’6,6’-тетраметилпиперидин-4-фульвена. Образец вынимают из ячейки, сушат при нормальных условиях 18 часов, взвешивают на аналитических весах и рассчитывают эффективность деструкции в % по формуле:
Э=(Х-Х1/Х)•100, где Х - вес полимерного образца до испытаний, г;
X1 - вес полимерного образца после испытаний, г.
Эффективность деструкции взятого образца составила 92,3%.
Затем образец, оставшийся непродеструктурированным, помещают в предварительно взвешенный бюкс с крышкой, заливают бензолом, закрывают бюкс крышкой и оставляют набухать 24 часа. Через 24 часа сливают бензол и взвешивают набухший образец, затем оставляют его на 24 часа на воздухе отбухать. Взвешивают отбухший образец и вновь определяют число сшивок.
После проведенного опыта степень сшивки оставшегося образца массой 0,0024 г составила 0,048.
Пример 2
Проводят деструкцию образца полимерных отложений с промышленной установки производства изопрена, состоящих из сополимера изопрена и пиперилена. Опыт проводят в условиях примера 1. Для деструкции полимерного образца используют 40%-ный раствор смеси 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и димера 2,2’6,6’-тетраметилпиперидин-4-фульвена в толуоле.
Результаты опыта представлены в таблице.
Пример 3
Проводят деструкцию образца промышленных полимерных отложений, представляющих собой сополимер стирола и дивинилбензола. Опыт проводят в условиях примера 1. Для деструкции полимерного образца используют этилбензол, содержащий 0,05% масс. смеси 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и димера 2,2’6,6’-тетраметилпиперидин-4-фульвена.
Результаты опыта представлены в таблице.
Пример 4
Проводят деструкцию образца промышленных полимерных отложений, в состав которых входит полимер бутадиена и смолы, отобранный из оборудования установки предварительной ректификации бутилен-бутадиеновой фракции. Опыт проводят в условиях примера 1. В качестве деструктирующей системы используют 0,0001%-ный раствор 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила в толуоле.
Результаты опыта представлены в таблице.
Пример 5
В углеводородный сырьевой поток депропанизатора установки газоразделения продуктов пиролиза, имеющего отложения в местах, недоступных чистке ручным методом, а именнно, в местах крепления тарелок, подается гидрированная фракция С6-C8, содержащая 0,0005% масс. 2,2’6,6’-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила. В количестве 20 л/час. Депропанизатор работает при следующих технологических параметрах: температура куба - 82°С, температура верха - 10°С, давление 7,2 кг/см2.
После годового пробега при визуальном осмотре состояния оборудования в очередной капитальный ремонт полимерные и смолистые отложения не обнаружены.
Приведенные примеры наглядно демонстрируют преимущества предлагаемого изобретения: простота способа, увеличение длительности рабочего цикла, сокращение потерь целевых продуктов. Очень важным является социальная сторона вопроса: отсутствие трудоемкого ручного труда.
| Таблица | |||||
| № примера | Вес полимерного образца, г | Эффективность деструкции, % | Степень сшивки полимерного образца | ||
| до испытаний | после испытаний | до испытаний | после испытаний | ||
| 1 | 0,0310 | 0,0024 | 92,3 | 49,5 | 0,048 |
| 2 | 0,0334 | 0,0014 | 95,8 | 1560 | 106,2 |
| 3 | 0,0292 | 0,0013 | 95,5 | 1978,6 | 89,9 |
| 4 | 0,0273 | Полностью растворился | 100 | 1320 | Отс. |
Способ очистки технологического оборудования от полимерных и смолистых отложений, включающий их обработку деструктирующей системой, отличающийся тем, что в качестве деструктирующей системы используют 0,0001-40%-ный раствор 2,2′6,6′-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила или смеси 2,2′6,6′-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и димера 2,2′6,6′-тетраметил-4-оксопиперидин-4-фульвена в органическом растворителе.
