延遲焦化汽油消泡劑的特征及操作條件優(yōu)化

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(guò)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(guó)外相比落后了幾十年。近年來(lái)國(guó)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(duì)延遲焦化的特點(diǎn)進(jìn)行了影響因素分析和評(píng)價(jià)。

延遲焦化是通過(guò)渣油在高流速、高熱強(qiáng)度條件下以強(qiáng)烈湍流狀態(tài)通過(guò)加熱爐管，在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(jìn)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。在反應(yīng)的過(guò)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(shí)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)小氣泡會(huì)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(guò)大油氣管道進(jìn)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(wèn)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(yùn)行，嚴(yán)重制約了延遲焦化的生產(chǎn)，也給油品在運(yùn)輸、使用過(guò)程中造成了嚴(yán)重影響，經(jīng)濟(jì)效益低下。因此開發(fā)適宜的消泡劑及其評(píng)選過(guò)程具有重要意義。

1 焦化消泡劑的要求

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(duì)所有泡沫都具有消泡作用的“萬(wàn)能”消泡劑。所以，必須針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)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(diǎn)，因此對(duì)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(jià)格廉價(jià)；（5）對(duì)于焦化產(chǎn)品后續(xù)加工無(wú)不良影響；對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕作用。

2 試驗(yàn)裝置

2.1 試驗(yàn)裝置（見圖1）

2.2 儀器及材料

氣體泵、量杯、微型注射器、攪拌器、計(jì)時(shí)器恒溫裝置、氣體擴(kuò)散頭、原料油、A型消泡劑。

3 焦化消泡劑的理化性能指標(biāo)

表1 A型消泡劑理化指標(biāo)

4 影響因素探討

4.1 溫度對(duì)泡沫的影響（見圖2）

4.2 消泡劑加入位置對(duì)泡沫的影響

將消泡劑注入到塔底進(jìn)料中，與塔底進(jìn)料一起進(jìn)入焦炭塔，優(yōu)點(diǎn)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(diǎn)，即從進(jìn)料開始到進(jìn)料結(jié)束，始終能發(fā)揮消泡作用；（3）操作簡(jiǎn)單，不易發(fā)生事故，勞動(dòng)強(qiáng)度小。建議消泡劑從塔底進(jìn)料。

將消泡劑由焦炭塔頂部注入。該方案優(yōu)點(diǎn)是消泡劑注入泡沫層中，消泡速度迅速，但缺點(diǎn)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(jìn)料時(shí)，必須及時(shí)切換消泡劑系統(tǒng)，造成了操作難度大，勞動(dòng)強(qiáng)度大、易發(fā)生事故等。

4.3 操作條件對(duì)消泡劑的影響

（1）檢查注入點(diǎn)蒸汽注入是否暢通，如不暢通，注入點(diǎn)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(diǎn)應(yīng)屆于計(jì)量往復(fù)泵的哪一程；（4）檢查計(jì)量泵入口閥是否打開，通過(guò)導(dǎo)淋檢查入口線暢通情況；（5）檢查計(jì)量泵的潤(rùn)滑、固定、電源系統(tǒng)有無(wú)問(wèn)題；（6）啟動(dòng)計(jì)量泵，調(diào)節(jié)計(jì)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(shí)，慢慢打開泵出口閥，當(dāng)壓力維持在1.2 MPa時(shí)，打開四通閥前的注入點(diǎn)消泡劑閥門，檢查計(jì)量泵出口壓力，如＞1.0 MPa，說(shuō)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(shí)間；（8）停止消泡劑注入，應(yīng)先關(guān)閉四通閥注入點(diǎn)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。

5 消泡劑的使用效果評(píng)價(jià)

表2 A型消泡劑在24℃試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

6 結(jié)論

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)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(guò)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(zhǎng)；（4）大大地提高了焦化塔容積的利用率。目前國(guó)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(jì)效益。

［1］劉程，等.表面活性劑手冊(cè)［S］.科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

［2］張慶懷.安慶化工［J］.2001，（1）：18-20.