Способ очистки ректификационного оборудования от полимерных отложений


 


Владельцы патента RU 2467812:

Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" (RU)

Изобретение относится к способам очистки ректификационного оборудования получения стирола и может быть использовано, в том числе, в совместном производстве окиси пропилена и стирола. Способ очистки от полимерных отложений заключается в обработке ректификационного оборудования деструктирующим раствором на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила с массовой концентрацией активных компонентов 0,0001-40%. Деструктирующая система дополнительно содержит производные гидроксиламина общей формулы: R,R,NOH где R-алкильная группа от 1 до 4 атомов углерода. При этом соотношение функциональных групп NO:NOH=1:0,05-0,3. Изобретение обеспечивает повышению эффективность работы ректификационного оборудования, снижение образования смол, снижение расхода флегмы и энергоносителей на очистку оборудования, уменьшение потерь целевых продуктов и улучшение качества товарного продукта. 1 табл., 12 пр.

 

Изобретение относится к способам очистки ректификационного оборудования получения стирола и может быть использовано, в том числе в совместном производстве окиси пропилена и стирола.

Процессы выделения стирола из углеводородных фракций или очистки от примесей ректификацией сопровождается его нежелательной полимеризацией, поэтому требуют использования ингибиторов.

В процессе совместного получения стирола и окиси пропилена, который включает стадии: окисления этилбензола в гидропероксид, эпоксидирование пропилена для получения оксида пропилена и метилфенилкарбинола (МФК), дегидратацию образующегося МФК. Дегидратация МФК осуществляется в присутствии катализатора при температуре 250-320°C и сопровождается рядом побочных реакций с образованием ацетофенона, этилбензола, бензола, бензойной кислоты, бензальдегида, пропионового альдегида, гексеналя и других соединений, многие из которых вступают в реакцию альдольной конденсации. Температура контактного газа на выходе из реакторов получения стирола достигает 130°C, поэтому для предотвращения радикальной термоинициированной полимеризации стирола используют ингибиторы. Однако процессы альдольной конденсации, а также димеризацию стирола предотвратить не удается, поэтому на практике, в контактном газе, поступающем на установку ректификации, содержание растворимого в стироле полимера составляет 0,002-0,5 мас.%. Такое содержание полимера способствует его отложению в оборудовании.

Особенно актуальной становится проблема загрязнений полимерными отложениями для колонн с регулярной насадкой, которая не поддается чистке ручным способом. Растворение отложений в период останова на капитальный ремонт требует длительного времени, большого расхода растворителя, при этом не достигается полная его очистка. Все это приводит к большим экономическим потерям, прежде всего за счет снижения производительности оборудования.

Существует способ очистки химического оборудования от загрязнений, заключающийся в промывке аппарата жидкостью на углеводородной основе. Для очистки аппарат присоединяют к специальной установке. Процесс протекает при достаточно высоких температурах 200-400°C и давлении до 50 бар. Осуществление такой операции требует демонтажа оборудования (патент РФ №2355486, МПК7 B08B 9/032, опубл. 27.06.2005). Такие условия проведения очистки неприемлемы для промышленных условий.

Известен способ удаления смолистых и полимерных отложений с поверхности рабочего оборудования нанесением раствора органической перекиси в органическом растворителе, активацией нагреванием и одновременной промывкой этих отложений водно-щелочным раствором (патент США №3654940, МПК B08B 3/08, опубл. 11.04.1972).

Недостатками способа являются необходимость останова и вскрытия оборудования, приводящие к сокращению годового пробега, а также необходимость утилизации водно-щелочного раствора.

Наиболее близким к предлагаемому, является способ очистки технологического оборудования от полимерных и смолистых отложений (патент РФ №2243830, МПК7 B08B 3/08, опубл. 10.01.2005) включающий обработку оборудования деструктирующей системой, представляющей собой 0,0001 - 40% 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. Однако при наличии в отложениях примесей, характерных для процесса совместного получения стирола и окиси пропилена, эффективность процесса недостаточно высокая.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение эффективности деструктирующего раствора, позволяющего проводить очистку ректификационного оборудования от полимерных отложений в процессах получения стирола.

Поставленная задача решается способом очистки ректификационного оборудования от полимерных отложений в процессе получения стирола путем их обработки деструктирующим раствором на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила с массовой концентрацией активных компонентов 0,0001-40%, причем деструктирующая система дополнительно содержит производные гидроксиламина общей формулы: R,R,NOH, где R-алкильная группа от 1 до 4 атомов углерода, при этом соотношение функциональных групп NO:NOH=1:0,05-0,3.

Наиболее целесообразно готовить раствор деструктирующей системы в веществах, присутствующих в процессе получения стирола, но возможно использование и других растворителей, подходящих для данного процесса.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что для очистки ректификационного оборудования в качестве деструктирующей системы используют синергетическую смесь раствора на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и производных гидроксиламина, при этом оптимальное соотношение NO:NOH=1:0,05-0,3.

Раствор с соотношением функциональных групп NO:NOH ниже указанных пределов не обладает синергетическим эффектом, выше указанных пределов - неэкономичен.

Введение новых отличительных признаков в сочетании с достигаемым результатом указывает на «изобретательский уровень» предлагаемого изобретения.

Предлагаемое изобретение соответствует критерию «промышленная применимость», так как оно может быть использовано в промышленности, что подтверждается примерами конкретного осуществления изобретения.

Пример 1

Испытания проводят на лабораторной установке, представляющей собой круглодонную колбу с обратным холодильником, при остаточном давлении 300-400 мм рт.ст., температуре в кубе 120°C, предусматривается полная конденсация паров стирола. Между колбой и холодильником устанавливается стеклянная трубка с насадками, моделирующая тарелки в колонне разделения этилбензола и стирола. Трубка с насадками взвешивается на аналитических весах с точностью 0,0002 г. На насадку помещают образцы полимерных отложений с промышленной установки получения стирола, состоящие из олигомеров и полимера стирола, продуктов конденсации непредельных и кислородсодержащих соединений, смол, взвешенные на аналитических весах с точностью 0,0002 г.

В колбу загружают стирол, содержащий любой классический раствор ингибитора (аминофенол, хинон, фенилендиамин, гидроксиламин, динитросоединение и/или их смеси), в количествах, полностью предотвращающих полимеризацию стирола в условиях эксперимента. В процессе испытаний ведут визуальные наблюдения. После проведения опыта трубку с насадками продувают азотом в течение 15 минут и взвешивают.

После проведенного опыта вес полимера, помещенного в трубку с насадкой, не изменился, что свидетельствует о том, что известные классические ингибирующие системы не оказывают деструктирующего действия на ранее образованный полимер.

Пример 2

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила с концентрацией активных компонентов 1 мас.%.

После проведенного опыта полимер, помещенный в трубку с насадкой, частично растворился, что свидетельствует о том, что 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксил способствует деструкции полимера, при этом эффективность деструкции не достигает максимальных значений.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 3

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксида с концентрацией активных компонентов 40 мас.%.

После проведенного опыта полимер, помещенный в трубку с насадкой, частично растворился, что свидетельствует о том, что 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксил способствует деструкции полимера, при этом эффективность деструкции не достигает максимальных значений.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 4

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор диэтилгидроксиламина с концентрацией активных компонентов 40 мас.%.

После проведенного опыта полимер, помещенный в трубку с насадкой, частично растворился, что свидетельствует о том, что диэтилгидроксиламин способствует частичной деструкции ранее образованного полимера.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 5

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор диэтилгидроксиламина с концентрацией активных компонентов 0,0001 мас.%.

После проведенного опыта полимер, помещенный в трубку с насадкой, незначительно растворился, что свидетельствует о том, что диэтилгидроксиламин способствует частичной деструкции ранее образованного полимера.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 6

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина с концентрацией активных компонентов 0,0001 мас.%. Соотношение NO:NOH в растворе составляет 1:0,05.

После проведенного опыта насадка чистая, полимер, помещенный в трубку с насадкой, растворился, что свидетельствует о том, что при совместном использовании 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина наблюдается увеличение эффективности деструкции полимера.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 7

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина с концентрацией активных компонентов 0,00005 мас.%. Соотношение NO:NOH в растворе составляет 1:0,3.

После проведенного опыта полимер, помещенный в трубку с насадкой, почти растворился, что свидетельствует о том, что при совместном использовании 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина наблюдается увеличение эффективности деструкции полимера, причем соотношение NO:NOH в растворе, взятое 1:0,3, наиболее предпочтительно.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 8

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина с концентрацией активных компонентов 40 мас.%. Соотношение NO:NOH в растворе составляет 1:0,3.

После проведенного опыта насадка чистая, полимер, помещенный в трубку с насадкой, растворился, что свидетельствует о том, что при совместном использовании 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина наблюдается увеличение эффективности деструкции полимера.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 9

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и дибутилгидроксиламина с концентрацией активных компонентов 0,5 мас.%. Соотношение NO:NOH в растворе составляет 1:0,15.

После проведенного опыта насадка чистая, полимер, помещенный в трубку с насадкой, растворился, что свидетельствует о том, что при совместном использовании 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и дибутилгидроксиламина наблюдается увеличение эффективности деструкции полимера.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 10

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина с концентрацией активных компонентов 10 мас.%. Соотношение NO:NOH в растворе составляет 1:0,3.

После проведенного опыта насадка чистая, полимер, помещенный в трубку с насадкой, растворился, что свидетельствует о том, что при совместном использовании 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина наблюдается увеличение эффективности деструкции полимера.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 11

Опыт проводят в условиях примера 1. В колбу добавляют раствор на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина с концентрацией активных компонентов 45 мас.%. Соотношение NO:NOH в растворе составляет 1:0,2.

После проведенного опыта насадка чистая, полимер, помещенный в трубку с насадкой, растворился, что свидетельствует о том, что при совместном использовании 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина наблюдается увеличение эффективности деструкции полимера.

Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 12

В углеводородный сырьевой поток колонны промышленной установки разделения стирола и легкокипящих углеводородов с регулярной насадкой, загрязненной полимером, во время опытно-промышленных испытаний подается 500 л/час ацетофенона, содержащего 1 мас.% 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и диэтилгидроксиламина. Соотношение NO:NOH в растворе составляет 1:0,15.

Колонна работает при следующих технологических параметрах: температура куба - 88°C, остаточное давление куба - 70 мм рт.ст., остаточное давление верха - 50 мм рт.ст.

Косвенной оценкой эффективности работы колонны в процессе эксплуатации является состав дистиллята, а именно содержание в нем этилбензола. На начало испытаний, содержание этилбензола в дистилляте колонны составляло 12 мас.% (при пуске установки на чистой насадке содержание этилбензола в дистилляте колонны составляло 25 мас.%). В процессе использования деструктирующего раствора данный показатель вырос до 25 мас.% за счет увеличения поверхности контакта (увеличение числа условных теоретических тарелок) после растворения полимерных отложений на насадке.

Таблица
Результаты опытов (исходный вес стеклянной трубки с насадкой - 126,3280 г)
№ опыта Вес стеклянной трубки с насадкой и полимером до испытаний, г Вес стеклянной трубки с насадкой и полимером после испытаний, г Эффективность деструкции, %
1 131,3300 131,3300 0
2 130,9384 128,6210 50,3
3 131,2160 128,1200 67,2
4 131,2806 130,0123 25,6
5 131,3264 131,2064 2,4
6 130,9615 127,3984 76,8
7 130,9965 126,6421 93,3
8 131,3116 126,3280 100
9 131,3214 126,3993 98,6
10 131,3183 126,3280 100
11 130,9864 126,3280 100

Приведенные примеры наглядно демонстрируют преимущества предлагаемого изобретения, а именно: синергетический эффект от совместного использования 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила и производных гидроксиламина, простоту способа, сокращение потерь целевых продуктов, увеличение эффективности работы ректификационного оборудования, улучшение качества товарного продукта.

В результате применения предлагаемого способа восстанавливается эффективность работы ректификационных колонн, в том числе с регулярной насадкой, снижается образование смол, снижается расход флегмы, сокращается расход энергоносителей на очистку технологического оборудования, уменьшаются потери целевых продуктов, снижается расход используемых классических ингибиторов.

Способ очистки от полимерных отложений ректификационного оборудования в процессе получения стирола путем обработки деструктирующим раствором на основе 2,2'6,6'-тетраметил-4-оксопиперидин-1-оксила с массовой концентрацией активных компонентов 0,0001-40%, отличающийся тем, что деструктирующая система дополнительно содержит производные гидроксиламина общей формулы: R,R,NOH, где R - алкильная группа от 1 до 4 атомов углерода, при этом соотношение функциональных групп NO:NOH=1:0,05-0,3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки и касается устройства и способа для непрерывной мойки емкостей, изготовленных из пластика, а также для удаления загрязнителей и этикеток с их поверхности.

Изобретение относится к области очистки - обезжириванию поверхностей и полостей изделий от минеральных масел, жиров и других загрязнений органической природы с помощью растворителей, а также к области подготовки изделий к высокочувствительным испытаниям на герметичность, и может найти применение в технологии изготовления жидкостных ракет с высокими требованиями к чистоте и степени герметичности в ракетостроении, авиастроении, приборостроении и других отраслях техники.

Изобретение относится к области эффективного удаления окалины, образующейся в процессе производства стального листа. .

Изобретение относится к способу очистки поверхности от углеводородных соединений. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при обслуживании в процессе текущей эксплуатации и ремонте промышленного теплообменного оборудования, систем отопления жилых зданий и производственных помещений, котлов и холодильного оборудования различного назначения и другого теплоэнергетического оборудования, где в качестве теплоносителя используется вода.

Изобретение относится к технологии и технике достижения высокой чистоты поверхностей изделий растворителями. .
Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к технологии очистки маслонаполненного силового электротехнического оборудования, и обеспечивает повышение эффективности очистки при одновременном сохранении необходимых электротехнических и механических параметров данного оборудования.
Изобретение относится к составам и способам очистки использующих сжатие пара смазываемых систем. .

Изобретение относится к способу очистки полой детали вращения, в частности большеразмерной полой детали, например, как турбинного колеса, содержащего кольцевые полости, отделенные друг от друга сваренными между собой дисками.
Изобретение относится к способу очистки технологического оборудования, в частности фильтров, таких как мембранные фильтры, которые используются при производстве жидких продуктов питания, таких как молоко или молочные продукты, фруктовые соки, пиво, безалкогольные напитки (например, лимонады), сидр, вино, херес, портвейн, напитки, полученные перегонкой и т.п

Изобретение относится к области ракетной техники, в частности к разработке установки для очистки металлических корпусов малогабаритных ракетных двигателей от смесевого твердого топлива на основе синтетических каучуков, перхлората аммония и алюминиевого порошка

Изобретение относится к области технической химии, в частности к способам демеркуризации поверхностей, загрязненных металлической ртутью при ее проливе при температурах от 0 до -30°С
Изобретение относится к области добычи и обработки ископаемых смол, в частности янтаря, и может быть использовано в процессе промышленной очистки янтаря
Изобретение относится к способу очистки технологической аппаратуры, в частности мембранных фильтров, и может быть использовано в пищевой промышленности и на установках очистки сточных вод. Очистку фильтра проводят раствором пероксидисульфата с pH более 11 и температурой в диапазоне 70-80°С. Изобретение позволяет проводить стадию очистки за относительно малое время при использовании повышенной температуры, при этом отсутствует необходимость в дополнительной обработке с помощью реагентов. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.
Изобретение относится к очистке от нефтезагрязнений и может быть использовано для очистки твердых поверхностей, включая грунт и объекты со сложной геометрией поверхности. Способ включает струйную отмывку твердых поверхностей в потоке моющей жидкости и последующее фазовое разделение загрязненной моющей жидкости. В качестве моющей жидкости используют 1-15%-ную водную дисперсию монодисперсных твердых частиц, представляющих собой полистирольные микросферы или минеральные частицы. Размер твердых частиц выбирают из интервала 0,2-6,0 мкм, а поверхность модифицируют кремнийорганическим поверхностно-активным веществом. Максимальное двумерное давление 2D пленок, сформированных из твердых частиц, составляет от 12 до 18 мН/м. Фазовое разделение загрязненной моющей жидкости осуществляют добавлением водного раствора электролита. Изобретение позволяет упростить технологию и повысить экологичность процесса. 3 пр.

Микропузырьковая система очистки включает ванну с находящимся в ней химическим раствором, в который погружают изделие для его очистки; средство подачи для введения микропузырьков в химический раствор и подачи химического раствора, включающего микропузырьки, в ванну; маслоотделительное устройство, которое собирает пузырьки, поднявшиеся к поверхности химического раствора, находящегося в ванне, в результате очистки изделия, а также часть химического раствора, находящуюся вблизи поверхности химического раствора, чтобы отделить масло от раствора; средство формирования, предназначенное для формирования поверхностного потока раствора вблизи поверхности раствора, чтобы удалить пузырьки, поднявшиеся к поверхности раствора в промывочной ванне; и средство удаления, предназначенное для удаления диоксида углерода из воздуха, используемого для формирования микропузырьков с помощью средства подачи. Предложен также способ очистки с использованием микропузырьковой системы. 2 н. и 4 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к химическим средствам (смывкам), предназначенным для размягчения с целью последующего удаления локальных участков некондиционных толстослойных (1,0-4,0 мм) полимерных покрытий с поверхности металлических труб магистральных и промысловых нефте-, газопроводов и продуктопроводов с жидкими углеводородами, а также фасонных соединительных деталей, фитингов, запорной арматуры и монтажных узлов, труб и арматуры компрессорных и насосных станций, станций подземного хранения газа и нефтехранилищ в условиях заводского и трассового нанесения покрытий при строительстве, реконструкции и ремонте трубопроводных систем. Композиция содержит, мас.%: полярный апротонный сорастворитель - N,N-диметилформамид - 30,0-35,0, полимерный загуститель -поливинилхлоридную хлорированную смолу типа ПСХ-ЛС - 20,0-25,0, замедлитель испарения - парафиновое или вазелиновое масло - 0,3-1,0, разрыхлитель и поверхностно-активное вещество, в качестве которых используется дистиллированное талловое масло или жирные кислоты таллового масла, имеющие кислотное число 165-195 мгКОН/г, - 10,0-15,0, активный хлорорганический растворитель - метиленхлорид - остальное до 100,0. Технический результат - эффективность при удалении толстослойных покрытий с наклонных и вертикальных поверхностей, меньшая токсичность и отсутствие коррозионного воздействия на изделия из черного металла. 2 табл.
Изобретение относится к области очистки бетонных изделий от токсичных веществ и может быть использован, преимущественно, для снижения содержания карбамида в бетонных стенах и перекрытиях в жилых и производственных помещениях. Способ заключается в том, что используют водный раствор соли азотистой кислоты, который наносят на поверхность бетонного изделия, причем количество соли азотистой кислоты в водном растворе выбирают из расчета на один моль карбамида от одного до десяти молей соли азотистой кислоты, а содержание воды в растворе от 10 до 90%. Результатом является разработка принципиально нового и эффективного способа обработки бетонных изделий для очистки от карбамида, а также в расширении ассортимента средств для обработки бетонных изделий. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к проблеме удаления продуктов коррозии и солевых отложений в трубопроводах и теплообменной аппаратуре ЖКХ с использованием водооборотных систем и может быть использовано в нефтехимической, химической, металлургической промышленности, а также на предприятиях промышленной энергетики. Предлагаемые промывочные жидкости для систем отопления содержат или раствор 1-3 масс.% лимонной кислоты, 0.03-0.05 масс.% соляной кислоты и 0.05-0.5 масс.% хитозана, модифицированного изомасляной кислотой, содержащей метилпиразольную группу (метилпиразолилизобутират хитозана-ХМПИ), или 1-3 масс.% лимонной кислоты, 0.1-0.15 масс.% раствор серной кислоты и 0.05-0.5 масс.% хитозана, модифицированного изомасляной кислотой, содержащей метилпиразольную группу (метилпиразолилизобутират хитозана-ХМПИ), остальное вода. Технический результат - эффективная очистка трубопроводов, продление срока службы систем отопления и защита от коррозии стальных трубопроводов. 2 н.п. ф-лы.
Наверх