炭化水素処理流体における炭化水素汚染物質を分散させる方法
【課題】炭化水素処理プラントの塔、導管、管路、オーバーヘッドほかの金属表面に堆積する重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類、コークス、ポリマー類、軽油、酸化炭化水素、熱分解産物類等を含む炭化水素汚染物質を炭化水素処理装置から除去する方法を提供する。
【解決手段】高沸点でハロゲンを含まない、処理温度において水よりも大きな密度の水非混和有機溶剤と接触させて、炭化水素汚染物質を分散、溶解またはその粘性を低減させる。
【解決手段】高沸点でハロゲンを含まない、処理温度において水よりも大きな密度の水非混和有機溶剤と接触させて、炭化水素汚染物質を分散、溶解またはその粘性を低減させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類、コークス、ポリマー類、軽油、酸化炭化水素、熱分解産物類等を含む炭化水素汚染物質を、炭化水素処理装置から除去する、および、高沸点な、ハロゲンを含まない、水非混合有機溶媒を用いて、炭化水素処理装置と接触する流体中の汚染物質を分散させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
精製所から石油化学プラントの炭化水素処理プラントは、上流塔、導管、管路、オーバーヘッドおよびその他の炭化水素処理装置の金属表面への炭化水素汚染物質の堆積の結果としての汚損に悩まされている。炭化水素汚染物質は、炭化水素精製処理の副産物のみならず原油中にも存在し得る多種多様な炭化水素を含む。
【０００３】
例えばアスファルテンは、原油の中で最も重く最も極性が高い成分である。通常これらは、多分散物の溶解性クラスであり、非極性溶媒に不溶な分子量の大きな炭化水素と定義される。アスファルテン粒子は、原油の他の成分によって安定化されたコロイド分散物の形で存在すると考えられている。これらの自然に発生する分散物は、石油の生産および処理に伴う種々の機械的および化学的条件によって不安定化され得る。これはアスファルテンの凝集、沈殿および結果としてタール状の残渣の堆積をもたらす。他の高分子量炭化水素汚染物質には、重油、タール類、多環芳香族炭化水素類、コークス等が含まれる。
【０００４】
他の炭化水素汚染物質にはスチレン、ブタジエン、シクロペンタジエン等の重合により形成されるもの、水の密度よりも小さい密度を有する脂肪族および芳香族の炭化水素、一般的に軽油、酸化炭化水素および、メチル第３ブチルエーテル、ポリマー類などの大きな分子の分解、またはその他の大きな分子のより小さな分子への分解から生じる熱分解産物と呼ばれるものを含む。
【０００５】
エチレンプラントにおいて希釈蒸気システム（ＤＳＳ）は炭化水素からのエチレンクエンチ水を分離および回収し、熱を回収し、高温加熱炉用の蒸気を発生させる。希釈蒸気は、炭化水素分圧を低減し、エチレンの形成を促進し、望まない重化合物の形成を低減し、炉管におけるコークスの形成を低減するために必須である。希釈蒸気は、炉原料の約５０％である。約５０〜１５０ｐｓｉｇプラント蒸気である、蒸気−炭化水素比率を満たすほどに十分な希釈蒸気を形成しないエチレンユニットは、その後炉へ投入される。
【０００６】
ＤＳＳは、処理水回収、炭化水素ストリッピングおよび希釈蒸気形成を含む数々の個別の機能を内蔵する。各機能は、プラントオペレーションにおける変化、すなわち分解率、原材料、および取り込まれるまたはリサイクルされる蒸気に密接に関連する。
【０００７】
エチレンクエンチ水は、流入する高温の、熱分解されたガスが圧縮に適した温度まで冷却される場所であるクエンチ貯水塔（ＱＷＴ）において形成される。上記冷却は、上昇する高温ガス流に対して塔の頂上から冷水を噴射することによって成される。上記ガスは圧縮トレーンへと続き、処理される。これらのガスは、反応し、汚染物質を生じる多くの分子を含む。このコンプレッサ内の汚染物質は圧縮効率を低減し得る。いったん十分な効率が失われるとそのプラントは、コンプレッサを取り降ろして清掃する必要がある。これはエチレンプラントの予定外の停止につながる。
【０００８】
上記ガスは、三重結合を二重結合へ低減するためにしばしば水素化処理される。一般的にはこれはアセチレンコンバータなどの装置によって成される。上記コンバータは特に、三重結合に水素分子を付加して二重結合分子を形成する。上記三重結合分子は高反応性であり、関連する装置を汚染する、重く、不揮発性の分子を容易に形成する。
【０００９】
主な蒸気の圧縮はクエンチングオペレーション中に生じ、システム内の蒸気の量を劇的に低減させる。この処理において、大量の潜熱が処理水に移譲される。この熱せられた処理水は、上記プラントの至るところに熱媒体として用いられ、このようにしてクラッキング処理において用いられたエネルギーの主要部分を回収する。ＱＷＴの頂上では、恒常的な低温が望まれる。
【００１０】
ＱＷＴ内に蓄積する高分子量の重タール類は、熱の移譲を大幅に低減し、ＱＷＴがどの程度働くかに影響する。効率的な熱の移譲なしでは、オーバヘッドガスが高温で圧縮トレーンに流入する。いったん温度限界に達すると、結局はプラントを停止してＱＷＴの清掃が必要となるまで、速度が低減されなければならない。
【００１１】
クエンチング処理後、水蒸気はＱＷＳＤへ流れる。この水蒸気は通常、熱分解ガソリン、処理水、リサイクルクエンチ水および重炭化水素のタール類の混合体である。沈降タンク内の熱分解ガソリンは、取り除かれる場所であるドラムの頂上へと移動する。この蒸気は一般的にパイガス(pygas)として公知である。タール類または重炭化水素は通常上記ドラムの底で収集される。これらは、水よりも重い炭化水素である。全てのＱＷＳＤにこの相分離が装備されているわけではなく、多くのプラントにおいては低い流速および上記流れの重い、ポリマー状組成物が原因となり、ドレインまたはボトムラインが閉塞し得る。
【００１２】
炭化水素相からの分離を達成するために、上記処理水およびリサイクルクエンチ水はＱＷＳＤ内での適切な保持時間を要する。ＱＷＳＤの底近くから、水はくみ出され、コアレッサユニットまたは処理水ストリッパー（ＰＷＳ）または両方へ供給され、蒸気の形成の前にさらに浄化される。下流へ運ばれた炭化水素は、下流のユニットの運転効率を低減させる。
【００１３】
ＱＷＳＤの底に重タール類が蓄積し、低流速と、高粘性と、比較的高い凝固点との組合せから、ボトムラインは閉塞し得る。いったんラインが閉塞されると、上記タールが積み重なり、結果として下流のユニットに影響を与えるのに十分な量蓄積する。
【００１４】
ＱＷＴおよびＱＷＳＤ内に蓄積した重タール類は、除去し難いことで悪名高い。従って、清掃のためのシステムの中断を防止し、下流の装置を保護し、炭化水素精製処理の全体的な効率を上げるために、これらの汚染物質を効率よく除去する新しい方法および組成物に対する持続的なニーズがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
しかしながら本発明は、クエンチ水回収システムにおける使用には限定されない。その低い蒸気圧および高い溶解力のため、本発明の有機溶媒は通常蒸留オペレーションにおける重成分のオーバーヘッド巻き込み(overhead entrainment)の低減の目的に有用である。本発明の有機溶媒を蒸留塔の頂上または還流中へ導入することにより、それはより重い成分を溶解するように作用し、上昇する蒸気に巻き込まれる量を低減する。
【００１６】
また、本発明の有機溶媒は、それらの主たる使用を超えてオペレーションに有用な効果もある。そのより高い溶解力は、それが清掃剤として機能し、例えばエチレンプラント内の供給ガスコンプレッサの内壁上に沈殿した、処理のより重い成分を除去することを可能にする。これは、各ホイール上への、またはコンプレッサのサクションへ直接注入することにより達成し得る。同様に、本発明の有機溶媒は、熱分解ガス水素化処理機(hydrotreators)およびアセチレンコンバータなどの触媒表面を清掃するために用いることができる。これらの触媒床上のタール類およびより重い炭化水素蓄積は、処理流と触媒との接触を制限し、非効率的な反応をもたらす。このような触媒ユニットへの供給に伴う上記有機溶媒の注入は、タール類およびより重い炭化水素を除去し、処理流によりきれいな触媒表面を提供することができる。このような方法での使用は、固定床触媒リアクタにとって効果的であり得る。
【００１７】
このように、本発明は、炭化水素処理装置と接触する流体中の炭化水素汚染物質を分散させる方法であって、上記汚染物質を、効果的に分散させる量の、ハロゲンを含まない、処理温度において水よりも大きな密度を有する水非混和有機溶媒と接触させることを含む方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１はクエンチ貯水塔１、クエンチ水ドラム分離機２、フィン扇風機３および熱交換器４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂおよび７を示す、代表的なクエンチ水ループの概略図である。
【図２】図２は、フィン扇風機３の（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図３】図３は、熱交換器６ａおよび６ｂの（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図４】図４は、熱交換器５ａおよび５ｂの（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図５】図５は、熱交換器４ａおよび４ｂの（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図６】図６は、熱交換器７の（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図７】図７は、ここに述べられた有機溶媒がクエンチ水分離機ドラム８の清掃に用いられた、本発明の実施例を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
用語の定義
「アルケニル」は、単一の水素原子の除去による１以上の炭素−炭素二重結合を有する直鎖または枝分れ鎖炭化水素に由来する一価の基を意味する。代表的なアルケニル基は、エテニル、プロペニル、ブテニル、１−メチル−２−ブテン−１−イル等を含む。
【００２０】
「アルコキシ」は、アルキル−Ｏ−基を意味し、アルキルはここで定義されるものである。代表的なアルコキシ基は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等を含む。
【００２１】
「アルキル」は、単一の水素原子の除去による直鎖または枝分れ鎖の飽和炭化水素に由来する一価の基を意味する。代表的なアルキル基は、エチル、ｎ−およびイソ−プロピル、ｎ−、二級、イソおよび三級ブチル、ラウリル、オクタデシル等を含む。
【００２２】
「アルキレン」は、２つの水素原子の除去による直鎖または枝分れ鎖の飽和炭化水素に由来する２価の基を意味する。代表的なアルキレン基は、メチレン、エチレン、プロピレン、イソブチレン等を含む。
【００２３】
「アリール」は、約５〜約１４の環原子を有する飽和および不飽和の芳香性炭素環式ラジカル、および飽和および不飽和芳香性ヘテロサイクリックラジカルを意味する。代表的なアリールは、フェニルナフチル、フェナントリル、アントラシル、ピリジル、フリル、ピロリル、キノリル、チエニル、チアゾリル、ピリミジル、インドリル等を含む。アリールは、ヒドロキシ、Ｃ１〜Ｃ３のアルキルおよびＣ１〜Ｃ３のアルコキシから選択される１以上の基で任意に置換される。
【００２４】
「アリールアルキル」は、アリール−アルキレン−基を意味し、アリールおよびアルキレンはここで定義されるものである。代表的なアリールアルキルは、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル、１−ナフチルメチル等を含む。
【００２５】
「炭化水素汚染物質」は、炭化水素ベースの物質を意味し、炭化水素処理装置上に堆積物の成分を形成する。上記炭化水素汚染物質は、一般的には、まだ堆積物に取り込まれていない無定形固体として堆積物へ取り込まれ、または炭化水素処理流体に巻き込まれ得る。炭化水素汚染物質は、多分散系であり、重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類、コークスなどの非極性溶媒に不溶な高分子量炭化水素、およびポリマー類、軽油、酸化炭化水素、熱分解産物類等を含む水より低い密度を有する炭化水素ベースの物質を含む。
【００２６】
「処理温度」は、ここで述べられている清掃が行われる温度を意味する。
【００２７】
「処理流体」は、水性液体または非水性液体またはガスを意味する。処理流体は、炭化水素処理流および、ここで述べられる清掃を行うために採用される流体を含む。代表的な処理流体は水、濃縮炭化水素、エチレンガス等を含む。
【００２８】
「置換アニソール」は、式Ｃ６Ｈ５ＯＣＨ３の化合物を意味し、１以上の芳香族水素原子が、アルキル、アルコキシおよびニトロから選択される１以上の基で置換されている。代表的な置換アニソールはニトロアニソールである。
【００２９】
「置換シアノ酢酸」は、式ＮＣＣＨ２ＣＯ２Ｒ´の化合物を意味し、Ｒ´はアルキル、アリールおよびアリールアルキルから選択される。代表的な置換シアノ酢酸はシアノ酢酸メチルである。
【００３０】
「置換マレイン酸」は、式Ｒ´Ｏ２ＣＣＨ＝ＣＨＣＯ２Ｒ´´の化合物を意味し、Ｒ´およびＲ´´はそれぞれＨ、アルキル、アリールおよびアリールアルキルから選択され、提供されたＲ´およびＲ´´が共にＨではない。好ましい置換マレイン酸は、Ｃ１−Ｃ３のマレイン酸アルキルエステルを含む。より好ましい置換マレイン酸は、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル等を含む。
【００３１】
「置換フェノール」は、式Ｃ６Ｈ４ＯＨの化合物およびそのオキシアルキレート誘導体を意味し、１以上の芳香族水素原子が、アルキル、アルコキシおよびニトロから選択される基で置換される。代表的な置換フェノールは、エトキシレートノニルフェノール、プロポキシレートブチルフェニル等を含む。
【００３２】
「置換フタル酸」は、式Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２Ｒ´）２の化合物を意味し、Ｒ´はアルキル、アリールおよびアリールアルキルから選択され、１以上の芳香族水素原子がアルキル、アルコキシおよびニトロから選択される基と任意に置換される。好ましい置換フタル酸は、Ｃ１−Ｃ３のフタル酸アルキルエステルを含む。より好ましい置換フタル酸は、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等を含む。
【００３３】
好ましい態様
本発明において分散剤として用いるのに好ましい有機溶媒は、巻き込まれた炭化水素汚染物質および炭化水素汚染物質を含む堆積物が処理流体中で分散されて移送されるように、処理温度において水よりも大きな密度、および処理流体中の炭化水素汚染物質を分散、溶解、またはその粘度を低減させる能力を有する種々の溶媒から適宜選択される。好ましい有機溶媒には、置換フェノール類、置換フタル酸類、置換マレイン酸類、置換アニソール類、置換シアノ酢酸類が含まれる。
【００３４】
本発明の好ましい態様においては、上記有機溶媒が、マレイン酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、シアノ酢酸メチルおよび２−ニトロアニソールから成る群から選択される。
【００３５】
他の好ましい態様においては、上記有機溶媒が、マレイン酸ジメチル、フタル酸ジエチルおよびフタル酸ジメチルから成る群から選択される。
【００３６】
より好ましい態様においては、上記有機溶媒が、フタル酸ジメチルである。
【００３７】
上記有機溶媒は炭化水素処理装置の清掃に用いることができ、装置と接触する流体中の低分子量から高分子量の汚染物質を分散、溶解、またはその粘性を低減させる。上記溶媒は、そのまま用いてもよいし、他の溶媒中の溶液として用いられてもよい。本発明における液体有機溶媒は、加熱されてもよい。室温で固体である有機溶媒は溶かされてもよく、室温において炭化水素流体中でそれが溶媒和されたままでいるように、高温であり、液体の溶媒は、溶かして汚染物質を溶媒和するために用いることができる。
【００３８】
本発明の好ましい態様においては、上記炭化水素汚染物質が、重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類およびコークスから成る群から選択される。
【００３９】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、精製装置である。
【００４０】
他の好ましい態様においては、上記精製装置が、水素化処理機(hydrotreator)である。
【００４１】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、エチレンプラント装置である。
【００４２】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、水素化処理装置(hydrotreating equipment)である。
【００４３】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、コンプレッサである。
【００４４】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、アセチレンコンバータである。
【００４５】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、エチレン炉である。
【００４６】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、希釈蒸気システム処理装置である。
【００４７】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、クエンチ貯水塔である。
【００４８】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、クエンチ水分離機である。
【００４９】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、クエンチ水分離ドラムと関連がある、ボトムライン類、貯蔵タンク類、導管類、ポンプ類等である。
【００５０】
有機溶媒の効果的な量およびそのアプリケーション方法は、汚染物質の特性、処理流体および清掃される処理装置に依存する。
【００５１】
例えばＱＷＴを清掃するための溶媒供与量は、系内の清掃流体に基づいて約１０ｐｐｍ〜約５重量％、好ましくは約０．５〜約５重量％の範囲である。有機溶媒は、脱ベンゼン(debenzenized)芳香族凝縮物または重芳香族凝縮物などの不飽和炭化水素溶媒で希釈され、ＱＷＴ内へ回帰(returning)クエンチ水と共に同時注入されることが好ましい。それはそのまま注入されてもよい。それはバッチまたは連続的な処理において用いることができる。有機溶媒は単独で使用されてもよく、また他の一般的なＱＷＴ処理剤（ｐＨ調整および乳化破壊のためのものを含む）と組み合せて使用してもよい。
【００５２】
ＱＷＴ内に蓄積する高分子量の重タール類は分散し難い。ほとんどの稼動中に行われる(on-line)清掃剤は高分子量汚染物質には有効には働かないか、水中で不良な乳化物を形成するか、またはその両方であり、これらの全ては下流の運転に影響する。有機溶媒は、塔の清掃、および重タール物質が炭化水素相中に分散されたままに維持することには大いに役立つ。このことは上記汚染物質が塔から除去され、ＤＳＳにおける下流の運転に影響しないことを意味する。
【００５３】
ＱＷＳＤにおける重タール除去ラインの清掃のためには、有機溶媒はそのまま、初期のタール除去用に約１０から約１０００ガロンの供給量、ユニットを清潔に保つ（保守）ために分離機１つあたり１日につき約０．５〜約５０ガロン投与される。好ましい投与量は、初期にタールを除去するために約１００〜約４００ガロンであり、ユニットを清潔に保つためには分離機１つあたり１日につき約１〜約５ガロンである。清掃は、バッチワイズまたはスラグ方式で行われる。清潔さの維持のためには、バッチワイズまたはスラグ方式または連続的のいずれかにより行われる。このアプリケーションにおいては、本発明の有機溶媒は他の処理と共に同時に注入されてもよく、他の処理がクエンチ水分離機において発生している間に用いることもできる。上記注入はクエンチ水分離機の底へのものでなくてはならず、軽炭化水素層とは混合し得ない。クエンチ水分離機の運転温度において有機溶媒は比較的低い粘性を有するため、上記有機溶媒はボトムラインを開いた状態に維持することができ、これによりタールを連続的に除去してラインを開いた状態に維持することができる。タールは除去され、回収され、処分される。
【００５４】
高温清掃作業のための一般的な有機溶媒供給量は、少なくとも約１０ｐｐｍである。効果的な供給量は、汚染物質および位置に依存する。清掃はバッチ／スラグ処理として行われ、大気圧における温度は約５℃〜約２７５℃の範囲であり得る。一般的に清掃は、有機溶媒単独または他の処理と共同して行われる。有機溶媒と共同して、他の洗浄化学薬品を用いることができる。現在の溶液に対する本発明の利点は、上記方法は高温で働き、高温においては清掃時間が低減される傾向にあるということである。
【００５５】
上記は、下記の実施例を参照することによってより理解されるかもしれないが、下記の実施例は説明のために提供されるものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００５６】
実施例１
実験室試験
クエンチ水、軽炭化水素および汚染物質試料が米国南部のエチレンプラントのクエンチ水ドラム分離機から回収される。約５グラムの汚染物質が２オンスのガラス瓶の底に沿って塗り付けられ、約３０ｍＬのクエンチ水がジャーに添加される。試験試料と共に、比較試料がセットアップされる。５ｍＬのフタル酸ジメチル（「ＤＭＰ」）が試験瓶へ添加され、両方の瓶は穏やかに振られた。上記フタル酸ジメチルは、即座に汚染物質の粘性を低減させる。期待されたようにその密度に基づいて、フタル酸ジメチルは瓶の底に留まる。
【００５７】
実施例２
現場試験
実施例１で述べた試験を、エチレンプラントにおいて新鮮な試料についても行った。この試験において、フタル酸ジメチルは、カスタマーの重芳香族溜出（ＨＡＤ）溶媒に混合された際、タール類、アスファルテン類、およびコークス微粉類を分散させること、および流れ内に汚染物質を懸濁させたままにすることについてすばらしい働きをした。
【００５８】
実施例３
エチレンプラントの稼動中(on-line)清掃試験
試験は３つの段階から成る。第１段階は、クエンチ水ループおよびエチレンプラントの塔に亘って炭化水素溶媒中の１％ＤＭＰ溶液（連続的にん２Ｌ／分で注入される）を循環させてクエンチ貯水塔および熱交換器を清掃することである。図１はクエンチ貯水塔１（ＱＷＴ）、クエンチ水ドラム分離機２（ＱＷＤＳ）、フィン扇風機３および熱交換器４、５、６および７を示す。図２〜５は、クエンチループ内の異なる熱交換器の熱伝達効率を示す。熱効率は、設計(design)Ｕ係数のパーセントとして測定された。
【００５９】
図２は、フィン扇風機熱交換器バンク３のＵ値のデータを示す。フィン扇風機のバンクは分離し難いため、それらはめったに清掃されない。図２に示されるように、ＤＭＰの注入開始後にフィン扇風機は、即座および劇的な改善を示した。
【００６０】
図３は、熱交換器６ａおよび６ｂのデータを示す。これらの熱交換器は、クエンチ塔の中間部に供給(feed)する。これらの熱交換器、特に６ｂは、ＤＭＰ注入の前は、下降線をたどる。ＤＭＰ注入後の最初の６ｂデータポイントは、まだ下降線をたどっているが、２番目のポイントでは急激に上向いている。６ａの効率も、ＤＭＰ注入後に上向いている。
【００６１】
図４および５は、トップの熱交換器バンク４ａと４ｂおよび５ａと５ｂをそれぞれ示す。両バンクは約１５日目に清掃され、Ｕ値は急激に増加した。清掃に続き、Ｕ係数は素早く低減し、フィン扇風機のように、Ｕ係数はいったんＤＭＰが注入されると即座の改善を示した。
【００６２】
図６は、熱交換器７のＵ値データを示す。上記交換器のＵ値は、初期は一定であり、その後ＤＭＰ注入中に増加する。注入後、Ｕ値は急激に下降する。８５日頃、上記交換器は清掃され、Ｕ値は元に戻るが、すぐに悪化する。本発明の清掃方法の効果の他の兆候は、クエンチ貯水塔にわたる差圧である。トップ部分においては、試験開始前の差圧は１５ポンドである。４日後、差圧は１４ポンドへ降下し、１週間後、差圧は１２．６ポンドまで下がった。試験開始前の塔全体の差圧は２１．７ポンドであり、１週間後には１８．９ポンドまで下がった。工程技師はクエンチ塔のオーバーヘッド温度が低減されたという報告もしている。
【００６３】
実施例４
クエンチ水分離機ドラムの清掃
この実施例は、クエンチ水分離機ドラム（ＱＷＤＳ）用の汚染物質抑制剤としてのＤＭＰの使用について述べる。ＱＷＤＳの概略図が図６に示されている。ドラム８の底に沿ってタールのインベントリーがある。ここでタールは、系内の重汚染物質を意味し、任意のタール類、アスファルテン類、またはコークス微粉類を含む。このタールの層は、リターンライン９内へＱＷＴへと、およびライン１０内へ処理水ストリッパー（ＰＷＳ）へと引き戻される。いったんタールがこれらのユニットへ戻ると、タールはユニットを汚染し、ユニットの運転寿命を低減させる。図８に、分離機ドラムの底層におけるタールインベントリーの除去方法を示す。ＤＭＰは小さなタンク１１に貯蔵される。溶媒は分離機ドラムのボトムドロー１２の一つへ注入され、他のボトムドロー１３から除去され、小さな貯蔵タンク１１へと戻される。この循環は、溶媒がタール物質で飽和されるまで継続される。タール飽和溶媒は、小さな貯蔵タンク１１の底に沈み、炭化水素溶媒と混合され、生成物としてタールと共に精製装置へ送られる。小さな貯蔵タンクにおいて捕らえられたいくらかの水はＱＷＴへ戻される。
【００６４】
特許請求の範囲に規定される発明の概念および範囲から外れることなく、ここに記載された発明の方法の構成、操作およびアレンジメントの変更ができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類、コークス、ポリマー類、軽油、酸化炭化水素、熱分解産物類等を含む炭化水素汚染物質を、炭化水素処理装置から除去する、および、高沸点な、ハロゲンを含まない、水非混合有機溶媒を用いて、炭化水素処理装置と接触する流体中の汚染物質を分散させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
精製所から石油化学プラントの炭化水素処理プラントは、上流塔、導管、管路、オーバーヘッドおよびその他の炭化水素処理装置の金属表面への炭化水素汚染物質の堆積の結果としての汚損に悩まされている。炭化水素汚染物質は、炭化水素精製処理の副産物のみならず原油中にも存在し得る多種多様な炭化水素を含む。
【０００３】
例えばアスファルテンは、原油の中で最も重く最も極性が高い成分である。通常これらは、多分散物の溶解性クラスであり、非極性溶媒に不溶な分子量の大きな炭化水素と定義される。アスファルテン粒子は、原油の他の成分によって安定化されたコロイド分散物の形で存在すると考えられている。これらの自然に発生する分散物は、石油の生産および処理に伴う種々の機械的および化学的条件によって不安定化され得る。これはアスファルテンの凝集、沈殿および結果としてタール状の残渣の堆積をもたらす。他の高分子量炭化水素汚染物質には、重油、タール類、多環芳香族炭化水素類、コークス等が含まれる。
【０００４】
他の炭化水素汚染物質にはスチレン、ブタジエン、シクロペンタジエン等の重合により形成されるもの、水の密度よりも小さい密度を有する脂肪族および芳香族の炭化水素、一般的に軽油、酸化炭化水素および、メチル第３ブチルエーテル、ポリマー類などの大きな分子の分解、またはその他の大きな分子のより小さな分子への分解から生じる熱分解産物と呼ばれるものを含む。
【０００５】
エチレンプラントにおいて希釈蒸気システム（ＤＳＳ）は炭化水素からのエチレンクエンチ水を分離および回収し、熱を回収し、高温加熱炉用の蒸気を発生させる。希釈蒸気は、炭化水素分圧を低減し、エチレンの形成を促進し、望まない重化合物の形成を低減し、炉管におけるコークスの形成を低減するために必須である。希釈蒸気は、炉原料の約５０％である。約５０〜１５０ｐｓｉｇプラント蒸気である、蒸気−炭化水素比率を満たすほどに十分な希釈蒸気を形成しないエチレンユニットは、その後炉へ投入される。
【０００６】
ＤＳＳは、処理水回収、炭化水素ストリッピングおよび希釈蒸気形成を含む数々の個別の機能を内蔵する。各機能は、プラントオペレーションにおける変化、すなわち分解率、原材料、および取り込まれるまたはリサイクルされる蒸気に密接に関連する。
【０００７】
エチレンクエンチ水は、流入する高温の、熱分解されたガスが圧縮に適した温度まで冷却される場所であるクエンチ貯水塔（ＱＷＴ）において形成される。上記冷却は、上昇する高温ガス流に対して塔の頂上から冷水を噴射することによって成される。上記ガスは圧縮トレーンへと続き、処理される。これらのガスは、反応し、汚染物質を生じる多くの分子を含む。このコンプレッサ内の汚染物質は圧縮効率を低減し得る。いったん十分な効率が失われるとそのプラントは、コンプレッサを取り降ろして清掃する必要がある。これはエチレンプラントの予定外の停止につながる。
【０００８】
上記ガスは、三重結合を二重結合へ低減するためにしばしば水素化処理される。一般的にはこれはアセチレンコンバータなどの装置によって成される。上記コンバータは特に、三重結合に水素分子を付加して二重結合分子を形成する。上記三重結合分子は高反応性であり、関連する装置を汚染する、重く、不揮発性の分子を容易に形成する。
【０００９】
主な蒸気の圧縮はクエンチングオペレーション中に生じ、システム内の蒸気の量を劇的に低減させる。この処理において、大量の潜熱が処理水に移譲される。この熱せられた処理水は、上記プラントの至るところに熱媒体として用いられ、このようにしてクラッキング処理において用いられたエネルギーの主要部分を回収する。ＱＷＴの頂上では、恒常的な低温が望まれる。
【００１０】
ＱＷＴ内に蓄積する高分子量の重タール類は、熱の移譲を大幅に低減し、ＱＷＴがどの程度働くかに影響する。効率的な熱の移譲なしでは、オーバヘッドガスが高温で圧縮トレーンに流入する。いったん温度限界に達すると、結局はプラントを停止してＱＷＴの清掃が必要となるまで、速度が低減されなければならない。
【００１１】
クエンチング処理後、水蒸気はＱＷＳＤへ流れる。この水蒸気は通常、熱分解ガソリン、処理水、リサイクルクエンチ水および重炭化水素のタール類の混合体である。沈降タンク内の熱分解ガソリンは、取り除かれる場所であるドラムの頂上へと移動する。この蒸気は一般的にパイガス(pygas)として公知である。タール類または重炭化水素は通常上記ドラムの底で収集される。これらは、水よりも重い炭化水素である。全てのＱＷＳＤにこの相分離が装備されているわけではなく、多くのプラントにおいては低い流速および上記流れの重い、ポリマー状組成物が原因となり、ドレインまたはボトムラインが閉塞し得る。
【００１２】
炭化水素相からの分離を達成するために、上記処理水およびリサイクルクエンチ水はＱＷＳＤ内での適切な保持時間を要する。ＱＷＳＤの底近くから、水はくみ出され、コアレッサユニットまたは処理水ストリッパー（ＰＷＳ）または両方へ供給され、蒸気の形成の前にさらに浄化される。下流へ運ばれた炭化水素は、下流のユニットの運転効率を低減させる。
【００１３】
ＱＷＳＤの底に重タール類が蓄積し、低流速と、高粘性と、比較的高い凝固点との組合せから、ボトムラインは閉塞し得る。いったんラインが閉塞されると、上記タールが積み重なり、結果として下流のユニットに影響を与えるのに十分な量蓄積する。
【００１４】
ＱＷＴおよびＱＷＳＤ内に蓄積した重タール類は、除去し難いことで悪名高い。従って、清掃のためのシステムの中断を防止し、下流の装置を保護し、炭化水素精製処理の全体的な効率を上げるために、これらの汚染物質を効率よく除去する新しい方法および組成物に対する持続的なニーズがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
しかしながら本発明は、クエンチ水回収システムにおける使用には限定されない。その低い蒸気圧および高い溶解力のため、本発明の有機溶媒は通常蒸留オペレーションにおける重成分のオーバーヘッド巻き込み(overhead entrainment)の低減の目的に有用である。本発明の有機溶媒を蒸留塔の頂上または還流中へ導入することにより、それはより重い成分を溶解するように作用し、上昇する蒸気に巻き込まれる量を低減する。
【００１６】
また、本発明の有機溶媒は、それらの主たる使用を超えてオペレーションに有用な効果もある。そのより高い溶解力は、それが清掃剤として機能し、例えばエチレンプラント内の供給ガスコンプレッサの内壁上に沈殿した、処理のより重い成分を除去することを可能にする。これは、各ホイール上への、またはコンプレッサのサクションへ直接注入することにより達成し得る。同様に、本発明の有機溶媒は、熱分解ガス水素化処理機(hydrotreators)およびアセチレンコンバータなどの触媒表面を清掃するために用いることができる。これらの触媒床上のタール類およびより重い炭化水素蓄積は、処理流と触媒との接触を制限し、非効率的な反応をもたらす。このような触媒ユニットへの供給に伴う上記有機溶媒の注入は、タール類およびより重い炭化水素を除去し、処理流によりきれいな触媒表面を提供することができる。このような方法での使用は、固定床触媒リアクタにとって効果的であり得る。
【００１７】
このように、本発明は、炭化水素処理装置と接触する流体中の炭化水素汚染物質を分散させる方法であって、上記汚染物質を、効果的に分散させる量の、ハロゲンを含まない、処理温度において水よりも大きな密度を有する水非混和有機溶媒と接触させることを含む方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１はクエンチ貯水塔１、クエンチ水ドラム分離機２、フィン扇風機３および熱交換器４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂおよび７を示す、代表的なクエンチ水ループの概略図である。
【図２】図２は、フィン扇風機３の（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図３】図３は、熱交換器６ａおよび６ｂの（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図４】図４は、熱交換器５ａおよび５ｂの（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図５】図５は、熱交換器４ａおよび４ｂの（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図６】図６は、熱交換器７の（％設計Ｕとしての）効率データ対、本発明における有機溶媒での清掃の前および後の両方の時間のプロットである。
【図７】図７は、ここに述べられた有機溶媒がクエンチ水分離機ドラム８の清掃に用いられた、本発明の実施例を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
用語の定義
「アルケニル」は、単一の水素原子の除去による１以上の炭素−炭素二重結合を有する直鎖または枝分れ鎖炭化水素に由来する一価の基を意味する。代表的なアルケニル基は、エテニル、プロペニル、ブテニル、１−メチル−２−ブテン−１−イル等を含む。
【００２０】
「アルコキシ」は、アルキル−Ｏ−基を意味し、アルキルはここで定義されるものである。代表的なアルコキシ基は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ等を含む。
【００２１】
「アルキル」は、単一の水素原子の除去による直鎖または枝分れ鎖の飽和炭化水素に由来する一価の基を意味する。代表的なアルキル基は、エチル、ｎ−およびイソ−プロピル、ｎ−、二級、イソおよび三級ブチル、ラウリル、オクタデシル等を含む。
【００２２】
「アルキレン」は、２つの水素原子の除去による直鎖または枝分れ鎖の飽和炭化水素に由来する２価の基を意味する。代表的なアルキレン基は、メチレン、エチレン、プロピレン、イソブチレン等を含む。
【００２３】
「アリール」は、約５〜約１４の環原子を有する飽和および不飽和の芳香性炭素環式ラジカル、および飽和および不飽和芳香性ヘテロサイクリックラジカルを意味する。代表的なアリールは、フェニルナフチル、フェナントリル、アントラシル、ピリジル、フリル、ピロリル、キノリル、チエニル、チアゾリル、ピリミジル、インドリル等を含む。アリールは、ヒドロキシ、Ｃ１〜Ｃ３のアルキルおよびＣ１〜Ｃ３のアルコキシから選択される１以上の基で任意に置換される。
【００２４】
「アリールアルキル」は、アリール−アルキレン−基を意味し、アリールおよびアルキレンはここで定義されるものである。代表的なアリールアルキルは、ベンジル、フェニルエチル、フェニルプロピル、１−ナフチルメチル等を含む。
【００２５】
「炭化水素汚染物質」は、炭化水素ベースの物質を意味し、炭化水素処理装置上に堆積物の成分を形成する。上記炭化水素汚染物質は、一般的には、まだ堆積物に取り込まれていない無定形固体として堆積物へ取り込まれ、または炭化水素処理流体に巻き込まれ得る。炭化水素汚染物質は、多分散系であり、重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類、コークスなどの非極性溶媒に不溶な高分子量炭化水素、およびポリマー類、軽油、酸化炭化水素、熱分解産物類等を含む水より低い密度を有する炭化水素ベースの物質を含む。
【００２６】
「処理温度」は、ここで述べられている清掃が行われる温度を意味する。
【００２７】
「処理流体」は、水性液体または非水性液体またはガスを意味する。処理流体は、炭化水素処理流および、ここで述べられる清掃を行うために採用される流体を含む。代表的な処理流体は水、濃縮炭化水素、エチレンガス等を含む。
【００２８】
「置換アニソール」は、式Ｃ６Ｈ５ＯＣＨ３の化合物を意味し、１以上の芳香族水素原子が、アルキル、アルコキシおよびニトロから選択される１以上の基で置換されている。代表的な置換アニソールはニトロアニソールである。
【００２９】
「置換シアノ酢酸」は、式ＮＣＣＨ２ＣＯ２Ｒ´の化合物を意味し、Ｒ´はアルキル、アリールおよびアリールアルキルから選択される。代表的な置換シアノ酢酸はシアノ酢酸メチルである。
【００３０】
「置換マレイン酸」は、式Ｒ´Ｏ２ＣＣＨ＝ＣＨＣＯ２Ｒ´´の化合物を意味し、Ｒ´およびＲ´´はそれぞれＨ、アルキル、アリールおよびアリールアルキルから選択され、提供されたＲ´およびＲ´´が共にＨではない。好ましい置換マレイン酸は、Ｃ１−Ｃ３のマレイン酸アルキルエステルを含む。より好ましい置換マレイン酸は、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル等を含む。
【００３１】
「置換フェノール」は、式Ｃ６Ｈ４ＯＨの化合物およびそのオキシアルキレート誘導体を意味し、１以上の芳香族水素原子が、アルキル、アルコキシおよびニトロから選択される基で置換される。代表的な置換フェノールは、エトキシレートノニルフェノール、プロポキシレートブチルフェニル等を含む。
【００３２】
「置換フタル酸」は、式Ｃ６Ｈ４（ＣＯ２Ｒ´）２の化合物を意味し、Ｒ´はアルキル、アリールおよびアリールアルキルから選択され、１以上の芳香族水素原子がアルキル、アルコキシおよびニトロから選択される基と任意に置換される。好ましい置換フタル酸は、Ｃ１−Ｃ３のフタル酸アルキルエステルを含む。より好ましい置換フタル酸は、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等を含む。
【００３３】
好ましい態様
本発明において分散剤として用いるのに好ましい有機溶媒は、巻き込まれた炭化水素汚染物質および炭化水素汚染物質を含む堆積物が処理流体中で分散されて移送されるように、処理温度において水よりも大きな密度、および処理流体中の炭化水素汚染物質を分散、溶解、またはその粘度を低減させる能力を有する種々の溶媒から適宜選択される。好ましい有機溶媒には、置換フェノール類、置換フタル酸類、置換マレイン酸類、置換アニソール類、置換シアノ酢酸類が含まれる。
【００３４】
本発明の好ましい態様においては、上記有機溶媒が、マレイン酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、シアノ酢酸メチルおよび２−ニトロアニソールから成る群から選択される。
【００３５】
他の好ましい態様においては、上記有機溶媒が、マレイン酸ジメチル、フタル酸ジエチルおよびフタル酸ジメチルから成る群から選択される。
【００３６】
より好ましい態様においては、上記有機溶媒が、フタル酸ジメチルである。
【００３７】
上記有機溶媒は炭化水素処理装置の清掃に用いることができ、装置と接触する流体中の低分子量から高分子量の汚染物質を分散、溶解、またはその粘性を低減させる。上記溶媒は、そのまま用いてもよいし、他の溶媒中の溶液として用いられてもよい。本発明における液体有機溶媒は、加熱されてもよい。室温で固体である有機溶媒は溶かされてもよく、室温において炭化水素流体中でそれが溶媒和されたままでいるように、高温であり、液体の溶媒は、溶かして汚染物質を溶媒和するために用いることができる。
【００３８】
本発明の好ましい態様においては、上記炭化水素汚染物質が、重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類およびコークスから成る群から選択される。
【００３９】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、精製装置である。
【００４０】
他の好ましい態様においては、上記精製装置が、水素化処理機(hydrotreator)である。
【００４１】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、エチレンプラント装置である。
【００４２】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、水素化処理装置(hydrotreating equipment)である。
【００４３】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、コンプレッサである。
【００４４】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、アセチレンコンバータである。
【００４５】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、エチレン炉である。
【００４６】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、希釈蒸気システム処理装置である。
【００４７】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、クエンチ貯水塔である。
【００４８】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、クエンチ水分離機である。
【００４９】
他の好ましい態様においては、上記炭化水素処理装置が、クエンチ水分離ドラムと関連がある、ボトムライン類、貯蔵タンク類、導管類、ポンプ類等である。
【００５０】
有機溶媒の効果的な量およびそのアプリケーション方法は、汚染物質の特性、処理流体および清掃される処理装置に依存する。
【００５１】
例えばＱＷＴを清掃するための溶媒供与量は、系内の清掃流体に基づいて約１０ｐｐｍ〜約５重量％、好ましくは約０．５〜約５重量％の範囲である。有機溶媒は、脱ベンゼン(debenzenized)芳香族凝縮物または重芳香族凝縮物などの不飽和炭化水素溶媒で希釈され、ＱＷＴ内へ回帰(returning)クエンチ水と共に同時注入されることが好ましい。それはそのまま注入されてもよい。それはバッチまたは連続的な処理において用いることができる。有機溶媒は単独で使用されてもよく、また他の一般的なＱＷＴ処理剤（ｐＨ調整および乳化破壊のためのものを含む）と組み合せて使用してもよい。
【００５２】
ＱＷＴ内に蓄積する高分子量の重タール類は分散し難い。ほとんどの稼動中に行われる(on-line)清掃剤は高分子量汚染物質には有効には働かないか、水中で不良な乳化物を形成するか、またはその両方であり、これらの全ては下流の運転に影響する。有機溶媒は、塔の清掃、および重タール物質が炭化水素相中に分散されたままに維持することには大いに役立つ。このことは上記汚染物質が塔から除去され、ＤＳＳにおける下流の運転に影響しないことを意味する。
【００５３】
ＱＷＳＤにおける重タール除去ラインの清掃のためには、有機溶媒はそのまま、初期のタール除去用に約１０から約１０００ガロンの供給量、ユニットを清潔に保つ（保守）ために分離機１つあたり１日につき約０．５〜約５０ガロン投与される。好ましい投与量は、初期にタールを除去するために約１００〜約４００ガロンであり、ユニットを清潔に保つためには分離機１つあたり１日につき約１〜約５ガロンである。清掃は、バッチワイズまたはスラグ方式で行われる。清潔さの維持のためには、バッチワイズまたはスラグ方式または連続的のいずれかにより行われる。このアプリケーションにおいては、本発明の有機溶媒は他の処理と共に同時に注入されてもよく、他の処理がクエンチ水分離機において発生している間に用いることもできる。上記注入はクエンチ水分離機の底へのものでなくてはならず、軽炭化水素層とは混合し得ない。クエンチ水分離機の運転温度において有機溶媒は比較的低い粘性を有するため、上記有機溶媒はボトムラインを開いた状態に維持することができ、これによりタールを連続的に除去してラインを開いた状態に維持することができる。タールは除去され、回収され、処分される。
【００５４】
高温清掃作業のための一般的な有機溶媒供給量は、少なくとも約１０ｐｐｍである。効果的な供給量は、汚染物質および位置に依存する。清掃はバッチ／スラグ処理として行われ、大気圧における温度は約５℃〜約２７５℃の範囲であり得る。一般的に清掃は、有機溶媒単独または他の処理と共同して行われる。有機溶媒と共同して、他の洗浄化学薬品を用いることができる。現在の溶液に対する本発明の利点は、上記方法は高温で働き、高温においては清掃時間が低減される傾向にあるということである。
【００５５】
上記は、下記の実施例を参照することによってより理解されるかもしれないが、下記の実施例は説明のために提供されるものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例】
【００５６】
実施例１
実験室試験
クエンチ水、軽炭化水素および汚染物質試料が米国南部のエチレンプラントのクエンチ水ドラム分離機から回収される。約５グラムの汚染物質が２オンスのガラス瓶の底に沿って塗り付けられ、約３０ｍＬのクエンチ水がジャーに添加される。試験試料と共に、比較試料がセットアップされる。５ｍＬのフタル酸ジメチル（「ＤＭＰ」）が試験瓶へ添加され、両方の瓶は穏やかに振られた。上記フタル酸ジメチルは、即座に汚染物質の粘性を低減させる。期待されたようにその密度に基づいて、フタル酸ジメチルは瓶の底に留まる。
【００５７】
実施例２
現場試験
実施例１で述べた試験を、エチレンプラントにおいて新鮮な試料についても行った。この試験において、フタル酸ジメチルは、カスタマーの重芳香族溜出（ＨＡＤ）溶媒に混合された際、タール類、アスファルテン類、およびコークス微粉類を分散させること、および流れ内に汚染物質を懸濁させたままにすることについてすばらしい働きをした。
【００５８】
実施例３
エチレンプラントの稼動中(on-line)清掃試験
試験は３つの段階から成る。第１段階は、クエンチ水ループおよびエチレンプラントの塔に亘って炭化水素溶媒中の１％ＤＭＰ溶液（連続的にん２Ｌ／分で注入される）を循環させてクエンチ貯水塔および熱交換器を清掃することである。図１はクエンチ貯水塔１（ＱＷＴ）、クエンチ水ドラム分離機２（ＱＷＤＳ）、フィン扇風機３および熱交換器４、５、６および７を示す。図２〜５は、クエンチループ内の異なる熱交換器の熱伝達効率を示す。熱効率は、設計(design)Ｕ係数のパーセントとして測定された。
【００５９】
図２は、フィン扇風機熱交換器バンク３のＵ値のデータを示す。フィン扇風機のバンクは分離し難いため、それらはめったに清掃されない。図２に示されるように、ＤＭＰの注入開始後にフィン扇風機は、即座および劇的な改善を示した。
【００６０】
図３は、熱交換器６ａおよび６ｂのデータを示す。これらの熱交換器は、クエンチ塔の中間部に供給(feed)する。これらの熱交換器、特に６ｂは、ＤＭＰ注入の前は、下降線をたどる。ＤＭＰ注入後の最初の６ｂデータポイントは、まだ下降線をたどっているが、２番目のポイントでは急激に上向いている。６ａの効率も、ＤＭＰ注入後に上向いている。
【００６１】
図４および５は、トップの熱交換器バンク４ａと４ｂおよび５ａと５ｂをそれぞれ示す。両バンクは約１５日目に清掃され、Ｕ値は急激に増加した。清掃に続き、Ｕ係数は素早く低減し、フィン扇風機のように、Ｕ係数はいったんＤＭＰが注入されると即座の改善を示した。
【００６２】
図６は、熱交換器７のＵ値データを示す。上記交換器のＵ値は、初期は一定であり、その後ＤＭＰ注入中に増加する。注入後、Ｕ値は急激に下降する。８５日頃、上記交換器は清掃され、Ｕ値は元に戻るが、すぐに悪化する。本発明の清掃方法の効果の他の兆候は、クエンチ貯水塔にわたる差圧である。トップ部分においては、試験開始前の差圧は１５ポンドである。４日後、差圧は１４ポンドへ降下し、１週間後、差圧は１２．６ポンドまで下がった。試験開始前の塔全体の差圧は２１．７ポンドであり、１週間後には１８．９ポンドまで下がった。工程技師はクエンチ塔のオーバーヘッド温度が低減されたという報告もしている。
【００６３】
実施例４
クエンチ水分離機ドラムの清掃
この実施例は、クエンチ水分離機ドラム（ＱＷＤＳ）用の汚染物質抑制剤としてのＤＭＰの使用について述べる。ＱＷＤＳの概略図が図６に示されている。ドラム８の底に沿ってタールのインベントリーがある。ここでタールは、系内の重汚染物質を意味し、任意のタール類、アスファルテン類、またはコークス微粉類を含む。このタールの層は、リターンライン９内へＱＷＴへと、およびライン１０内へ処理水ストリッパー（ＰＷＳ）へと引き戻される。いったんタールがこれらのユニットへ戻ると、タールはユニットを汚染し、ユニットの運転寿命を低減させる。図８に、分離機ドラムの底層におけるタールインベントリーの除去方法を示す。ＤＭＰは小さなタンク１１に貯蔵される。溶媒は分離機ドラムのボトムドロー１２の一つへ注入され、他のボトムドロー１３から除去され、小さな貯蔵タンク１１へと戻される。この循環は、溶媒がタール物質で飽和されるまで継続される。タール飽和溶媒は、小さな貯蔵タンク１１の底に沈み、炭化水素溶媒と混合され、生成物としてタールと共に精製装置へ送られる。小さな貯蔵タンクにおいて捕らえられたいくらかの水はＱＷＴへ戻される。
【００６４】
特許請求の範囲に規定される発明の概念および範囲から外れることなく、ここに記載された発明の方法の構成、操作およびアレンジメントの変更ができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素処理装置と接触する流体中の炭化水素汚染物質を分散、溶解またはその粘性を低減させる方法であって、
効果的に分散、溶解または低減させる量の、ハロゲンを含まない、処理温度において水よりも大きな密度を有する水非混和有機溶媒と、前記汚染物質とを接触させることを含む方法。
【請求項２】
前記有機溶媒が、フェノール類、フタル酸類、マレイン酸類、アニソール類、シアノ酢酸類およびこれらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機溶媒が、マレイン酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、シアノ酢酸メチル、２−ニトロアニソールおよびこれらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記有機溶媒が、Ｃ１−Ｃ３のマレイン酸アルキルエステルおよびＣ１−Ｃ３のフタル酸アルキルエステル、これらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記有機溶媒が、マレイン酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチルおよびこれらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記有機溶媒が、フタル酸ジメチルであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記炭化水素汚染物質が、重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類およびコークスから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記炭化水素汚染物質が、ポリマー類、軽油、酸化炭化水素および熱分解産物類から成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記炭化水素処理装置が、精製装置であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記精製装置が、水素化処理機(hydrotreator)であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記炭化水素処理装置が、エチレンプラント装置であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記炭化水素処理装置が、水素化処理装置(hydrotreating equipment)であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記炭化水素処理装置が、コンプレッサであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記炭化水素処理装置が、アセチレンコンバータであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記炭化水素処理装置が、エチレン炉であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記炭化水素処理装置が、希釈蒸気システム処理装置であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記炭化水素処理装置が、クエンチ貯水塔であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記炭化水素処理装置が、クエンチ水分離機であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記炭化水素処理装置が、クエンチ水分離ドラムと関連がある、ボトムライン類、貯蔵タンク類、導管類、ポンプ類等であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１】
炭化水素処理装置と接触する流体中の炭化水素汚染物質を分散、溶解またはその粘性を低減させる方法であって、
効果的に分散、溶解または低減させる量の、ハロゲンを含まない、処理温度において水よりも大きな密度を有する水非混和有機溶媒と、前記汚染物質とを接触させることを含む方法。
【請求項２】
前記有機溶媒が、フェノール類、フタル酸類、マレイン酸類、アニソール類、シアノ酢酸類およびこれらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有機溶媒が、マレイン酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、シアノ酢酸メチル、２−ニトロアニソールおよびこれらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記有機溶媒が、Ｃ１−Ｃ３のマレイン酸アルキルエステルおよびＣ１−Ｃ３のフタル酸アルキルエステル、これらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記有機溶媒が、マレイン酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチルおよびこれらの組合せから成る群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記有機溶媒が、フタル酸ジメチルであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記炭化水素汚染物質が、重油、タール類、アスファルテン類、多環芳香族炭化水素類およびコークスから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記炭化水素汚染物質が、ポリマー類、軽油、酸化炭化水素および熱分解産物類から成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記炭化水素処理装置が、精製装置であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記精製装置が、水素化処理機(hydrotreator)であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記炭化水素処理装置が、エチレンプラント装置であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記炭化水素処理装置が、水素化処理装置(hydrotreating equipment)であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記炭化水素処理装置が、コンプレッサであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記炭化水素処理装置が、アセチレンコンバータであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記炭化水素処理装置が、エチレン炉であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記炭化水素処理装置が、希釈蒸気システム処理装置であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記炭化水素処理装置が、クエンチ貯水塔であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記炭化水素処理装置が、クエンチ水分離機であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記炭化水素処理装置が、クエンチ水分離ドラムと関連がある、ボトムライン類、貯蔵タンク類、導管類、ポンプ類等であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１０２３３４（Ｐ２０１２−１０２３３４Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８２００２（Ｐ２０１１−２８２００２）
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【分割の表示】特願２００７−５１５１０１（Ｐ２００７−５１５１０１）の分割
【原出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（５０７２４８８３７）ナルコ カンパニー (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【分割の表示】特願２００７−５１５１０１（Ｐ２００７−５１５１０１）の分割
【原出願日】平成１７年４月２７日（２００５．４．２７）
【出願人】（５０７２４８８３７）ナルコ カンパニー (91)
【Ｆターム（参考）】
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