减轻烃设备中的结垢的方法与流程

减轻烃设备中的结垢的方法
发明领域
1.本公开内容涉及减轻结垢，特别是减轻烃设备中的结垢的方法。
2.发明背景
3.乙烯(c2h4)是全球产生的最大量的化学品之一，并且是大多数下游石化工艺的“构成要素(building block)”。乙烯的大规模生产通过在大型、多个热解炉中在蒸汽的存在下热解(裂化)烃原料并且随后通过复杂的单元操作顺序分离所得的气体混合物来进行。乙烯设备最初被设计成裂化特定的原料—lpg(乙烷、丙烷、丁烷)或液体进料(石脑油、冷凝物、瓦斯油)。图1在基本概念上示出了用于液体裂化设备的流程框图。烯烃设备可以被细分为以下主要区段—裂化和猝灭、压缩和处理、干燥和冷却以及产物分离。
4.烯烃设备的产物分离区包括许多蒸馏塔和反应器。它们用于将裂化的气体纯化和分离成聚合物级乙烯和丙烯。大多数设备设计，即kellogg、lummus、stone和webster，都是基于前端脱甲烷。其他设计可以基于前端脱丙烷。在大多数乙烯单元中，在产物纯化区段中包括以下设备：c1-c4塔和再沸器、乙炔和丙二烯转化器、c2分离器和c3分离器。在脱甲烷塔中，甲烷和剩余的氢气产物从塔顶取出。回收的甲烷成为用于裂化炉操作的燃料。氢气被再循环回到冷箱，在冷箱中氢气被进一步纯化并且被用于乙炔和丙二烯转化器。由于脱甲烷塔的非常低的操作温度，在脱甲烷塔中通常不存在工艺结垢问题。脱乙烷塔分离乙烯和乙烷塔顶馏出物。c2流被输送通过乙炔转化器，在乙炔转化器中残余的乙炔被转化为乙烯和乙烷。在c2分离器中，聚合物级乙烯从塔顶取出，并且底部产物乙烷通常被再循环回到裂化炉。脱乙烷塔通常是可能注意到聚合物结垢的第一个区域。通常，塔结垢较少，但再沸器结垢可能相当严重。脱丙烷塔分离c3类塔顶馏出物。然后塔顶馏出产物被输送通过甲基乙炔/丙二烯(mapd)转化器。在处理之后，c3分离器将丙烯塔顶馏出物与丙烷底部产物分离。丙烷被用作燃料，或者被循环回到裂化炉。脱丙烷塔通常是塔盘和再沸器的严重结垢变得明显的第一个塔。预期到由于聚丁二烯引起的严重结垢，一些较现代的设备已经安装了单独的脱丙烷塔底部区段。过氧化物、金属和热引发聚合物反应。在脱丁烷塔中，混合的c4类(丁二烯、丁烯和丁烷)从塔顶取出。塔顶馏出产物成为丁二烯提取/回收设备的进料。在脱丁烷塔塔顶冷凝器、塔和再沸器中已经发现了一些聚合的问题。在上游脱丙烷塔中使用防结垢程序的设备通常具有脱丁烷塔系统结垢的较小问题。
5.用于控制塔和再沸器中的结垢的目前实践包括在工艺流的多个点处测量多种防结垢剂的残余存在。这种实践需要取回样品并且进行分析(通常是提取分光光度法和gc分析)。因此，在可以对进料进行调整之前，必须收集样品，送去用于测试，并且分析结果。因为需要频繁的采样和实验室分析，目前的实践可能变得昂贵且耗时。因此，避免延迟的场外分析并且提供防结垢剂添加的实时控制的手段(means)将使得能够实现蒸汽裂化器的更有效操作。本文公开的系统和方法解决了这些需求和其他需求。
6.公开内容概述
7.本文公开了快速地评价烃分馏塔中的结垢或结垢可能性并且减轻结垢的系统和方法。特别地，发明人已经发现，烃分馏塔中的结垢可以与分馏塔的测量的操作参数相关
联，特别是与分馏塔的底部的流量和温度相关联。这些参数是在精炼厂的典型操作中连续测量的，并且因此可以容易地获得。发明人还开发了一种基于温度和流量数据的算法，该算法控制防结垢剂(抑制剂)向烃分馏塔的进料。因此，本发明避免了延迟的现场或场外分析，并且提供了对防结垢剂添加的实时控制。本发明还使进料效力最大化，并且使防结垢剂浪费最小化。本文描述的方法和系统适用于任何烃分馏塔，例如冷凝物汽提塔、脱乙烷塔、脱丙烷塔或脱丁烷塔。在具体实例中，本文描述的方法和系统可以用于乙烯分馏系统。
8.在本文公开的方法的一些方面中，减轻烃分馏塔中的结垢的方法可以包括：a)测量烃分馏塔的底部流的温度和流量；b)向处理装置提供测量的温度和流量；c)基于底部流的测量的温度和流量，通过处理装置确定用于烃分馏塔的防结垢剂处理方案；和d)通过由处理装置根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理烃分馏塔。
9.温度可以在烃分馏塔的底部或再沸器的出口处测量。流量可以在烃分馏塔的底部处测量。
10.所确定的防结垢剂处理方案(即，待添加至烃分馏塔的防结垢剂的量)可以根据以下等式确定：
11.l/h
(塔x)
＝m (x-y*a) (b-w)*z，
12.其中l/h
(塔x)
是塔中防结垢剂的流量(以l/h为单位)；
13.m是最小防结垢剂剂量，以l/h为单位；
14.a是底部流量(t/h)；
15.b是出口温度(℃)；
16.x和y是确定a(底部流量)对防结垢剂流量(l/h)的影响的具体参数；
17.z和w是确定b(出口温度)对防结垢剂流量(l/h)的影响的具体参数。
18.通过由处理装置根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理烃分馏塔可以包括进料控制单元向烃分馏塔中添加防结垢剂。例如，进料控制单元可以包括泵，该泵接收对应于所确定的防结垢剂处理方案的电信号，优选地防结垢剂的计算的剂量，该泵具有控制器以改变该泵的泵送速率，该控制器改变作为接收电信号的结果被直接泵送到烃分馏塔中的防结垢剂的泵送速率。防结垢剂的合适的实例包括二烷基羟胺、二芳基羟胺、羟烷基羟胺(hydroxyalkylhydroxylamine)、羟烷基羟胺(hydroxylalkylhydroxylamine)、烷基化的羟基甲苯、芳基二胺、羟烷基哌啶氧基(hydroxyalkylpiperidinoxyl)或其混合物。防结垢剂优选地被添加到烃分馏塔的上游。
19.在本文公开的系统的一些方面中，用于减轻结垢的系统可以包括：a)烃分馏塔；b)一个或更多个分析仪，其中所述一个或更多个分析仪测量烃分馏塔中底部流的温度和流量；以及c)处理装置，所述处理装置与分析仪和进料控制单元通信，其中所述处理装置：i)从一个或更多个分析仪接收测量的温度和流量；ii)基于流中的测量的温度和流量，确定烃分馏塔的防结垢剂处理方案；和iii)通过根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理烃分馏塔。在系统中可以存在多个烃分馏塔。所述多个烃分馏塔可以由相同的处理装置或分开的处理装置控制。
20.在本文公开的系统的其他方面中，用于减轻结垢的系统可以包括非暂时性计算机程序产品，该非暂时性计算机程序产品包括用于由处理器执行的计算机可执行控制逻辑。当被执行时，计算机可执行控制逻辑可以使处理器：a)从分析仪接收烃分馏塔的底部流的
测量的温度和流量；b)基于流中的测量的温度和流量，确定烃分馏塔的防结垢剂处理方案；和c)通过根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理烃分馏塔。
21.本文还提供了减轻烃分馏塔中的结垢的计算机辅助方法。减轻结垢的计算机辅助方法中的计算机可以包括至少一个处理装置和非暂时性存储单元，所述非暂时性存储单元包括控制逻辑，所述控制逻辑当由所述至少一个处理装置执行时使所述至少一个处理装置执行本文公开的方法。特别地，处理装置可以执行包括以下的方法：a)通过至少一个分析仪测量来自烃分馏塔的底部流中的温度和流量；和b)将测量的温度和流量提供给处理装置，其中基于底部流中的测量的温度和流量，处理装置通过控制逻辑执行烃分馏塔的防结垢剂处理方案，包括根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元。处理装置可以与至少一个分析仪或进料控制单元集成和/或可以被集成到至少一个分析仪或进料控制单元中。
22.另外的优点将在随后的描述中部分地阐述，或者可以通过实践来了解。优点将借助于在所附权利要求中特别指出的要素和组合来实现和获得。应理解，前述一般性描述和以下详细描述两者仅为示例性的和解释性的，并且不是限制性的，如所要求保护的。
23.附图
24.被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图图示出了实施方案，并且与描述一起用于解释方法和系统的原理：
25.图1是示出了典型乙烯设备的示意图。
26.图2是示出了乙烯设备的典型分馏系统的示意图。
27.图3是示出了脱丙烷塔的底部流中丁二烯的浓度作为原料的函数的条形图。
28.图4是示出了底部流中的裂化气体％作为多种分馏塔中原料的函数的条形图。
29.图5a-图5c描绘了温度对结垢速率的影响。图5a和图5b示出了温度对结垢的严重程度的影响。图5c示出了温度对r-ooh化合物的相对反应速率的影响。
30.图6a和图6b是示出了在冷凝物汽提塔的底部处防结垢剂的剂量和流量(图6a)或温度(图6b)之间的关系的线形图。
31.图7a和图7b是示出了在脱乙烷塔的底部处防结垢剂的剂量和流量(图7a)或温度(图7b)之间的关系的线形图。
32.图8是示出了在乙烯设备的典型分馏系统中所确定的防结垢剂处理方案的实施的示意图。
33.图9a和图9b是示出了使用本文公开的算法和通过常规实践计算的所确定的防结垢剂处理方案之间的相关性的散点图。
34.详细描述
35.在公开和描述本发明的方法和系统之前，应理解，方法和系统不限于特定的方法、特定的部件或特定的组成。还应理解，本文使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并且不意图是限制性的。
36.如在本说明书和所附权利要求中使用的，除非上下文另外清楚地指定，否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物。范围可以在本文被表示为从“约”一个特定值和/或到“约”另一个特定值。当这样的范围被表示时，另一种实施方案包括从一个特定值和/或到另一个特定值。类似地，当值通过使用先行词“约”被表示为近似值时，应理解，该特定值形成另一种实施方案。还将理解，每个范围的端点既与其他端点明显相关，又
明显独立于其他端点。
[0037]“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生，并且该描述包括所述事件和情况发生的实例和所述事件和情况不发生的实例。
[0038]
在整个本说明书的描述和权利要求中，词语“包括(comprise)”和该词语的变型诸如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”意指“包括但不限于”，并且不意图排除例如其他添加剂、组分、整数或步骤。“示例性的”意指“......的实例”，并且不意图传达优选的或理想的实施方案的指示。“诸如”不在限制性的意义上被使用，而是用于解释的目的。
[0039]
公开了可以用于执行所公开的方法和系统的部件。这些和其他部件在本文被公开，并且应当理解的是，当这些部件的组合、子集、相互作用、组等被公开时，虽然多种单独和共同的组合中的每个和这些的置换的特定提及可能未被明确公开，但是对于所有的方法和系统，每个都在本文被特别地预期和描述。这适用于本技术的所有方面，包括但不限于在所公开的方法中的步骤。因此，如果存在可以被执行的多个另外的步骤，应理解，这些另外的步骤中的每一个都可以用所公开的方法的任何特定实施方案或实施方案的组合来执行。
[0040]
如本文使用的，术语“结垢”指的是与流动相分离的相在精炼设备的表面上的积累。例如，非气态材料可以与气态流动相分离，并且非液体材料可以与液体流动相分离。分离的相减少了烃可以通过的空间，并且减少了烃和热交换器表面之间的接触。
[0041]
如本文使用的，术语“减轻”包括但不限于结垢减少、结垢缓冲和结垢预防。
[0042]
如本文使用的，术语“烃组合物”或“烃样品”指的是原油、原油共混物、塔底产物、瓦斯油、石脑油、冷凝物、废油、加氢处理油、加氢裂化油、液化裂化气及其混合物。
[0043]
通过参考优选实施方案的下面的详细描述和其中包括的实例以及附图和它们的前面和后面的描述可以更容易地理解本发明的方法和系统。
[0044]
方法
[0045]
本文提供了通过监测烃分馏塔中的操作参数来减轻烃分馏塔中的结垢的方法。烃分馏塔包含用于分离具有至少一种烷烃组分和至少一种烯烃组分的烃流的分馏塔。多个烃分馏塔可以并联和/或串联存在和布置。这样的布置通常被称为烃分馏系统。
[0046]
如本领域技术人员将认识到的，方法和系统可以采取完全硬件实施方案、完全软件实施方案或组合软件和硬件方面的实施方案的形式。此外，方法和系统可以采取在计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可读存储介质具有在该存储介质中体现的计算机可读程序指令(例如，计算机软件)。更特别地，本发明的方法和系统可以采取web实现的计算机软件的形式。可以利用任何合适的计算机可读存储介质，包括硬盘、cd-rom、光储存装置或磁储存装置。
[0047]
下文参考方法和系统的示意图描述方法和系统的实施方案。应理解，每个示意图可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以被加载到通用计算机、专用计算机或生产机器的其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程数据处理设备上执行的指令创建用于实现在图示中指定的功能的装置。
[0048]
这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读存储器中，其可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实现在图示中指定的功能的计算机可读指令的制造物品。计算机程序指令也可以被加载到计算机或其他可编程数据处理设备上，以使一系列操作步骤在计算机或其他可编
程设备上被执行，以产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在图示中指定的功能的步骤。
[0049]
因此，图示支持用于执行指定的功能的装置的组合、用于执行指定的功能的步骤的组合、以及用于执行指定的功能的程序指令装置。还将理解，每个图示和图示的组合可以由执行指定的功能或步骤的专用的基于硬件的计算机系统或专用的硬件和计算机指令的组合来实现。
[0050]
图1是用于回收烯烃的典型烃精炼厂的高级图示。在图1中，原料被进料至一系列分离(分馏)塔。在脱甲烷塔中，甲烷从顶部获得，而底部流被进料至脱乙烷塔。脱乙烷塔的顶部，主要包含乙烯和乙烷，被进料至乙炔转化器，并且然后在c2分离器中分馏。在该塔中，轻馏分被从塔顶馏出物中除去并且被再循环至压缩系统，而聚合物级(pg)乙烯作为侧流从塔中抽出。来自c2分离器底部的乙烷被再循环至裂化炉。脱乙烷塔底部流被进料至脱丙烷塔，该脱丙烷塔使塔顶馏出物中的c3组分蒸馏。该塔顶馏出物流被催化加氢处理用于甲基乙炔和丙二烯去除，并且然后被进料至c3分离器。在该塔中，轻馏分被从塔顶馏出物中除去并且被再循环至压缩器，而聚合物级(pg)丙烯作为侧流从塔中抽出。来自c3分离器底部的丙烷被再循环至裂化炉。从脱丙烷塔底部流获得c4 流。富含c4 的流可以在脱丁烷塔中被进一步处理以产生丁二烯、正丁烷和异丁烯中的一种或更多种，其作为塔顶馏出产物离开脱丁烷塔。c5 和更重的材料加入脱丁烷塔底部流，并且离开脱丁烷塔，并且流向汽油加氢单元(ghu)。
[0051]
在一些实施方案中，烃精炼厂还可以包括冷凝物汽提塔。现在参考图2，示出了包括冷凝物汽提塔的烃精炼厂中的示例性烃分馏系统的示意图。第一原料可以被进料至脱乙烷塔(dec2)，并且第二原料可以被进料至冷凝物汽提塔(cs)。在冷凝物汽提塔中，较重的馏分在底部流处回收。脱乙烷塔底部流和冷凝物汽提塔底部流被进料至脱丙烷塔(dec3)，以将c3组分与c4和更重的组分分离。从脱丙烷塔底部获得c4 流。富含c4 的流可以在脱丁烷塔(dec4)中被进一步处理以产生丁二烯、正丁烷和异丁烯中的一种或更多种，其作为塔顶馏出产物离开脱丁烷塔。
[0052]
分馏塔中的结垢可能是严重的操作困难。例如，在大多数乙烯精炼厂中，脱乙烷塔和/或脱丙烷塔可能成为用于使精炼厂以最大产量和最长服务时间操作的主要瓶颈。在具体的实例中，当ngl裂化时，在脱乙烷塔和脱丙烷塔中以及在使用时的冷凝物汽提塔中发生结垢。当石脑油/瓦斯油裂化时，蒸馏(分馏)塔中的总结垢可能性可能比在ngl裂化器中通常看到的小。在一些情况下，脱乙烷塔由于极小的结垢趋势而未被处理。然而，脱丙烷塔需要某种形式的防结垢处理，因为塔底部流中高的丁二烯浓度，这可能形成聚丁二烯橡胶。如果通过塔底部流的热量产生另外的自由基，则脱丁烷塔也可能需要处理。
[0053]
已知若干个因素影响分馏塔的速率和结垢可能性。特别地，已知烃在塔中的长停留时间增加结垢。蒸汽(c3h8(c3)和c4h
10
(c4))裂化增加了分馏塔中的停留时间、含氧化合物和丁二烯浓度。图3示出了分馏系统(包括冷凝物汽提塔(cs)、脱乙烷塔(dec2)、脱丙烷塔(dec3)和脱丁烷塔(dec4))的底部流中的裂化气体的百分比。对于冷凝物汽提塔、脱丙烷塔和脱丁烷塔，蒸汽(c3和c4)进料的裂化气体的百分比明显低于石脑油进料的裂化气体的百分比。因此，冷凝物汽提塔、脱丙烷塔和脱丁烷塔由于在蒸汽裂化期间较长的停留时间，将呈现出较高的结垢倾向。脱乙烷塔通常呈现出较高量的裂化气体，与进料无关，并且因此由
于蒸汽气体的较短的停留时间，具有较低的结垢倾向。
[0054]
当塔底部流中的二烯烃浓度增加时，分馏塔的结垢速率也增加。图4示出了脱丙烷塔的底部流中的丁二烯浓度。与石脑油相比，当裂化c4烷烃时，脱丙烷塔中的丁二烯浓度增加，并且当裂化c3烷烃时，丁二烯浓度甚至更显著地增加。因此，脱丙烷塔将需要某种形式的防结垢处理，因为塔底部流中高的丁二烯浓度，其可能形成聚丁二烯橡胶。如果通过塔底部的热量产生另外的自由基，则脱丁烷塔也可能需要处理。
[0055]
图5a-图5c示出了温度对分馏塔中存在的含氧化合物的结垢速率和反应速率的影响。图5b示出，当底部温度从低于85℃升高到85℃-100℃再到高于100℃时，结垢可能性从低到中到高增加。如图5c所示，温度也对自由基形成的速率和抑制剂消耗具有直接影响。聚合物的形成是自由基传播可以终止的速率的函数。这是使用抑制剂的原因。
[0056]
总的来说，随着温度和停留时间的增加，结垢速率更多地沿着对数路径而不是线性函数行进。影响结垢的其他因素包括氧气含量。原料被氧气污染将导致过氧化物形成，这进一步增加了加热时的结垢速率。过渡金属，诸如铁和铜，也催化聚合。铁催化过氧化物分解成过氧自由基，并且可以提高生成引发剂的狄尔斯-阿尔德反应的速率。
[0057]
如本文公开的，本发明人已经发现结垢可以与烃分馏塔中测量的操作参数相关联，特别是与分馏塔的底部的流量(1/流动～停留时间)和温度相关联。发明人进一步开发了基于温度和流量数据以减轻烃分馏塔中的结垢的方法和系统。
[0058]
在本文公开的减轻结垢的方法中，该方法包括测量分馏塔的底部流的温度和流量。分馏塔的“底部流”在本领域中被充分理解。在一些情况下，“底部流”的温度和流量在烃分馏塔的典型操作中被连续测量，并且因此容易获得。然而，“底部流”的典型规格是具有以体积计从2:1至1:10的“顶部”产物(离开顶部隔室的产物):“底部”产物(离开底部隔室的产物)的比。例如，脱丙烷塔的“底部流”的典型规格是以体积计1:1的c3:c4 的比。
[0059]
可以在底部流离开分馏塔之前，在分馏塔的出口处或在再沸器的出口处测量温度。分析仪用于测量底部流的温度。在一个非限制性实例中，用于测量底部流的温度的分析仪包括温度计。然而，应理解，可以使用其他分析仪。底部流的温度与聚合速率和分馏塔的装载量(charge)直接相关。
[0060]
可以在底部流离开分馏塔之后测量流量。分析仪用于测量底部流的流量。在一个非限制性实例中，用于测量底部流的流量的分析仪是流量计。然而，应理解，可以使用其他分析仪。底部流的流量与停留时间直接相关(1/流动～停留时间)。底部的流量与蒸汽裂化器进料的总流量和蒸汽(c2-c4)裂化的百分比相关。
[0061]
可以使用分析仪连续测量分馏塔的底部流的温度和流量。
[0062]
在本文公开的减轻结垢的方法中，该方法可以包括向处理装置提供测量的温度和流量。如本文所使用的，处理装置指的是执行编码的指令的物理硬件装置，所述编码的指令用于对输入起作用并且产生输出。处理装置可以与分析仪集成或可以被集成到分析仪中，或者可以与分析仪分离。例如，处理装置可以是控制系统的一部分，并且可以包括可编程逻辑控制器(plc)、计算机、分布式控制系统(dcs)、现场可编程门阵列(fpga)以及类似物。在一个方面中，处理装置可以包括彼此通信的多个处理器。例如，分析仪的处理器可以与控制系统的处理器通信。
[0063]
虽然分析仪测量底部流的温度和流量，但应理解，温度或流量可以在分馏塔中的
其他位置处测量。例如，流量和温度可以通过分析仪在入口处或在分馏塔内测量，以用于比较目的。在一些情况下，提供给处理装置的测量的流量和温度包括在分馏塔的入口处、在分馏塔的内部或在分馏塔的底部处测量的流量和温度。
[0064]
本文公开的减轻结垢的方法可以包括基于底部流的测量的温度和流量通过处理装置来确定分馏塔的防结垢剂处理方案。如本文公开的，发明人开发了一种基于测量的温度和流量的算法，该算法控制防结垢剂(抑制剂)向分馏塔的进料以减轻结垢。控制防结垢剂向分馏塔的进料的基于测量的温度和流量的算法可以根据以下等式：
[0065]
l/h
(塔x)
＝m (x-y*a) (b-w)*z，
[0066]
其中l/h
(塔x)
是塔中防结垢剂的流量(以升/小时为单位)；
[0067]
m是最小防结垢剂剂量(以升/小时为单位)；
[0068]
a是底部流的流量(吨/小时，t/h)；
[0069]
b是底部流的温度(℃)；
[0070]
x和y是确定a(底部流的流量)对防结垢剂流量(l/h)的影响的具体参数；
[0071]
z和w是确定b(底部流的温度)对防结垢剂流量(l/h)的影响的具体参数。
[0072]
最小防结垢剂剂量m可以按照常规结垢机理来确定。例如，结垢可能性指数可以基于最有效的防结垢产物配方自动建立最小防结垢剂剂量范围。对于非常规结垢机理，可以基于相关的塔参数和单元操作来设计定制的防结垢程序。特定的塔和化学物质的类型决定了防结垢剂剂量范围。最小防结垢剂剂量m可以在从0.5l/h至3l/h或从0.75l/h至1.5l/h的范围内。在一些实施方案中，最小防结垢剂剂量m可以是约0.75l/h。
[0073]
如本文所讨论的，底部流的流量a是测量的参数，并且以吨/小时(t/h)提供。流量a可以通过分析仪测量。
[0074]
底部流的温度b也是测量的参数，并且以摄氏度(℃)提供。温度b可以通过分析仪测量。
[0075]
x和y是确定a(底部流的流量)对防结垢剂流量(l/h)的影响的具体参数。如本文描述的，底部流的流量与停留时间(1/流动～停留时间)和蒸汽(c2-c4)裂化百分比直接相关，这由此影响结垢。因此，确定底部流的流量对防结垢剂流量的影响的具体参数(x和y)包括底部流的停留时间和c2-c4裂化百分比(即，底部流中裂化气体的百分比)。
[0076]
z和w是确定b(底部流的温度)对防结垢剂流量(l/h)的影响的具体参数。如本文描述的，底部流的温度与聚合速率和分馏塔的装载量直接相关。因此，决定底部流的温度对防结垢剂流量的影响的具体参数(z和w)包括底部流中的聚合速率和装载量。
[0077]
图6a-图6b是描绘脱丙烷塔(dec3)的防结垢剂处理方案的图。具体地，图6a和图6b描绘了作为脱丙烷塔(dec3)中底部流的温度和流量的函数的防结垢剂剂量(l/h)。脱丙烷塔的防结垢剂剂量(l/h)使用以下等式计算：
[0078]
l/h
(dec3)
＝0.6 (1.25-0.064*a) (b-100)*0.042，
[0079]
其中l/h
(dec3)
是脱丙烷塔中的防结垢剂流量(以l/h为单位)；a是流量(t/h)；并且b是温度(℃)。
[0080]
图7a-图7b是描绘冷凝物汽提塔(cs)的防结垢剂处理方案的图。具体地，图7a和图7b描绘了作为冷凝物汽提塔(cs)中底部流的温度和流量的函数的防结垢剂剂量(l/h)。冷凝物汽提塔的防结垢剂剂量(l/h)使用以下等式计算：
[0081]
l/h
(cs)
＝1.28 (2.9-0.058*a) (b-92)*0.078，
[0082]
其中l/h
(cs)
是冷凝物汽提塔中的防结垢剂流量(以l/h为单位)；a是流量(t/h)；并且b是温度(℃)。
[0083]
在其他具体实例中，脱乙烷塔(dec2)的防结垢剂处理方案可以根据以下等式计算：
[0084]
l/h
(dec2)
＝l/h
(dec3)-l/h
(cs)
，
[0085]
其中l/h
(dec2)
是脱乙烷塔中防结垢剂的流量(以l/h为单位)。
[0086]
本文描述的减轻分馏塔中的结垢的方法可以包括通过由处理装置根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理分馏塔。在一些情况下，通过由处理装置根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理分馏塔可以包括进料控制单元向分馏塔中添加防结垢剂。“防结垢剂”是配方组分的通用术语，其可以包括抗氧化剂、抗聚合剂和金属钝化剂。聚合抑制剂最经常为结垢提供最有效的解决方案。受影响的具体分馏塔和实际结垢可能性是被裂化的原料的直接函数。添加的防结垢剂可以包括二烷基羟胺、二芳基羟胺、羟烷基羟胺、羟烷基羟胺、烷基化的羟基甲苯、芳基二胺、羟烷基哌啶氧基或其混合物。
[0087]
防结垢剂可以被添加到分馏塔的上游，即测量底部流的流量和温度的点的上游。例如，防结垢剂可以被添加到测量底部流的流量和温度的点上游的进料流中。在一些情况下，当dec2的入口温度低时，防结垢剂可以在入口分配器下方的塔盘处注入塔中。
[0088]
在一个方面中，处理装置可以用于基于测量的流量和温度控制分馏塔的上游或下游的处理的一个或更多个方面。
[0089]
图8示出了减轻结垢的示例性方法。冷凝物汽提塔接收来自处理设备的烃流，其中烃流进入入口到冷凝物汽提塔中。分析仪至少测量冷凝物汽提塔中底部流的流量和温度。通过分析仪将测量的流量和温度提供给处理装置，其中基于底部流中的测量的流量和温度，处理装置执行冷凝物汽提塔的处理方案，包括根据所确定的处理方案控制进料控制单元。如本文所述，处理装置可以与分析仪集成或可以被集成到分析仪中，或者可以与分析仪分离。通常，通过由处理装置根据所确定的处理方案控制进料控制单元来处理冷凝物汽提塔包括进料控制单元向冷凝物汽提塔中添加防结垢剂。
[0090]
类似地，脱丙烷塔接收来自冷凝物汽提塔和/或脱乙烷塔的烃流，其中烃流进入入口到脱丙烷塔中。分析仪至少测量脱丙烷塔中底部流的流量和温度。通过分析仪将测量的流量和温度提供给处理装置，其中基于底部流中的测量的流量和温度，处理装置执行脱丙烷塔的处理方案，包括根据所确定的处理方案控制进料控制单元。通常，通过由处理装置根据所确定的处理方案控制进料控制单元来处理脱丙烷塔包括进料控制单元向脱丙烷塔中添加防结垢剂。
[0091]
脱乙烷塔接收来自处理设备的烃流，其中烃流进入入口到脱乙烷塔中。分析仪至少测量脱乙烷塔中底部流的流量和温度。通过分析仪将测量的流量和温度提供给处理装置，其中基于底部流中的测量的流量和温度，处理装置执行脱乙烷塔的处理方案，包括根据所确定的处理方案控制进料控制单元。可选择地，脱乙烷塔的处理方案可以基于冷凝物汽提塔和脱丙烷塔的处理方案并且如本文描述来确定。通常，通过由处理装置根据所确定的处理方案控制进料控制单元来处理脱乙烷塔包括进料控制单元向脱乙烷塔中添加防结垢
剂。
[0092]
系统
[0093]
本文还描述了用于减轻结垢的系统。系统在上文被描述为包括单元。本领域技术人员将理解，这是功能描述，并且相应的功能可以由软件、硬件或软件和硬件的组合执行。单元可以是软件、硬件或软件和硬件的组合。单元可以包括用于处理废水的软件。在一个示例性的方面中，单元可以包括处理装置，该处理装置包括如下文描述的处理器。
[0094]
在多个方面中，处理装置可以包括分析仪和/或控制系统的全部或一部分。如本文所使用的，“处理装置”可以包括多个处理装置。处理装置可以包括一个或更多个硬件部件，诸如例如处理器、随机存取存储器(ram)模块、只读存储器(rom)模块、储存器、数据库、一个或更多个输入/输出(i/o)装置和接口。可选择地和/或另外地，处理装置可以包括一个或更多个软件部件，诸如例如包括用于执行与示例性实施方案相关的方法的计算机可执行指令的计算机可读介质。预期上文列出的一个或更多个硬件部件可以使用软件来实现。例如，储存器可以包括与一个或更多个其他硬件部件相关的软件分区。应理解，上文列出的部件仅仅是示例性的，并且不意图是限制性的。
[0095]
处理器可以包括一个或更多个处理器，每个处理器被配置成执行指令并且处理数据，以执行与用于处理废水的处理装置相关的一个或更多个功能。处理器可以通信地耦接到ram、rom、储存器、数据库、i/o装置和接口。处理器可以被配置成执行计算机程序指令的序列以执行多种过程。计算机程序指令可以被加载到ram中以用于由处理器执行。
[0096]
ram和rom各自可以包括用于储存与处理器的操作相关的信息的一个或更多个装置。例如，rom可以包括被配置成访问和储存与处理装置相关的信息的存储器装置，所述与处理装置相关的信息包括用于识别、初始化和监测一个或更多个部件和子系统的操作的信息。ram可以包括用于储存与处理器的一个或更多个操作相关的数据的存储器装置。例如，rom可以将指令加载到ram中以用于由处理器执行。
[0097]
储存器可以包括被配置成储存处理器可能需要来执行与所公开的实施方案一致的过程的信息的任何类型的大容量储存装置。例如，储存器可以包括一个或更多个磁盘和/或光盘装置，诸如硬盘驱动器、cd-rom、dvd-rom或任何其他类型的大容量介质装置。
[0098]
数据库可以包括协作来储存、组织、分类、过滤和/或排列由处理装置和/或处理器使用的数据的一个或更多个软件和/或硬件部件。例如，数据库可以储存用于基于底部流的测量的流量和温度来确定分馏塔的防结垢剂剂量的算法。数据库还可以储存与使用流量和温度分析仪减轻结垢的方法相关的信息，该方法包括从分析仪接收烃分馏塔的底部流的测量的温度和流量；基于流中的测量的温度和流量，确定流的防结垢剂处理方案；以及通过根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理烃分馏塔。
[0099]
i/o装置可以包括一个或更多个被配置成与处理装置相关的用户传递信息的部件。例如，i/o装置可以包括具有集成的键盘和鼠标的控制台，以允许用户维护用于基于底部流的测量的流量和温度来确定分馏塔的防结垢剂剂量的算法，用于通过根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理烃分馏塔的软件，以及类似物。i/o装置还可以包括显示器，该显示器包括用于在监视器上输出信息的图形用户界面(gui)。i/o装置还可以包括外围装置，诸如例如用于打印与处理装置相关的信息的打印机、用户可访问的磁盘驱动器(例如，usb端口、软盘、cd-rom或dvd-rom驱动器等)以允许用户输入储存在便携式介质
装置、麦克风、扬声器系统或任何其他合适的类型的接口装置上的数据。
[0100]
接口可以包括一个或更多个被配置成经由通信网络来传输和接收数据的部件，所述通信网络诸如互联网、局域网、工作站对等网络、直接链路网络、无线网络或任何其他适合的通信平台。例如，接口可以包括一个或更多个调制器、解调器、多路复用器、去复用器、网络通信装置、无线装置、天线、调制解调器以及被配置成实现经由通信网络的数据通信的任何其他类型的装置。
[0101]
在一些具体实例中，用于减轻烃分馏塔中的结垢的系统可以包括：a)烃分馏塔；b)一个或更多个分析仪，其中所述一个或更多个分析仪测量烃分馏塔中底部流的温度和流量；以及c)与分析仪和进料控制单元通信的处理装置。处理装置从一个或更多个分析仪接收测量的温度和流量；基于流中的测量的温度和流量，确定烃分馏塔的防结垢剂处理方案；以及通过根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理烃分馏塔。在一些实施方案中，进料控制单元包括泵，该泵接收对应于所确定的防结垢剂处理方案的电信号，优选地防结垢剂的计算的剂量，该泵具有控制器以改变其泵送速率，该控制器改变作为接收电信号的结果被直接泵送到烃分馏塔中的防结垢剂的泵送速率。
[0102]
在其他具体实例中，用于减轻烃分馏塔中的结垢的系统包括非暂时性计算机程序产品，该非暂时性计算机程序产品包括用于由处理器执行的计算机可执行控制逻辑，所述计算机可执行控制逻辑使处理器：a)从分析仪接收烃分馏塔的底部流的测量的温度和流量；b)基于底部流中的测量的温度和流量，确定烃分馏塔的防结垢剂处理方案；和c)通过根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元来处理烃分馏塔。
[0103]
系统还可以用于提供减轻烃分馏塔中的结垢的计算机辅助方法。计算机可以包括至少一个处理装置和包括控制逻辑的非暂时性存储单元，该控制逻辑当由所述至少一个处理装置执行时使得所述至少一个处理装置执行计算机辅助方法。减轻结垢的计算机辅助方法可以包括：a)通过至少一个分析仪测量来自烃分馏塔的底部流中的温度和流量；和b)将测量的温度和流量提供给处理装置，其中基于底部流中的测量的温度和流量，处理装置通过控制逻辑执行烃分馏塔的防结垢剂处理方案，包括根据所确定的防结垢剂处理方案控制进料控制单元。
[0104]
虽然已经结合优选的实施方案和具体实例描述了方法和系统，但是意图并不是范围被限制于所阐述的特定实施方案，因为本文的实施方案意图在所有方面中是说明性的而不是限制性的。
[0105]
除非另外明确陈述，否则决不意图是本文阐述的任何方法都被解释为要求其步骤以特定的顺序执行。因此，在方法权利要求实际上没有叙述其步骤遵循的顺序或者没有在权利要求或描述中以其他方式具体陈述步骤将被限于特定顺序的情况下，在任何方面中决不意图是推断顺序。这适用于任何可能的非明示的解释基础，包括关于步骤的排列或操作流程的逻辑问题；源自语法组织或标点符号的简单含义；说明书中描述的实施方案的数量或类型。
[0106]
该处理装置可以用于确定烃分馏塔的流的处理方案。例如，处理装置可以执行前馈/反馈控制策略中的算法，以根据所确定的处理方案自动调整进料控制单元向分馏塔的防结垢剂进料，以确保连续有效的防结垢剂定量给料。
实施例
[0107]
表1示出了在冷凝物汽提塔(cs)和脱丙烷塔(dec3)中在逻辑实施之前(常规确定)和在手动逻辑实施之后的防结垢剂剂量率的比较。手动意指基于逻辑计算每周调整剂量率(无自动化)。与基于逻辑的计划的剂量率相比，相关产物的剂量率过高或过低的次数的显著减少通过逻辑的实施来实现。这导致防结垢剂的更有效使用。
[0108]
表1：向冷凝物汽提塔的防结垢剂定量给料
[0109][0110][0111]
过量给料＝实际剂量》基于逻辑的计算的剂量
×
1.1
[0112]
给料不足＝实际剂量《基于逻辑的计算的剂量
×
0.9
[0113]
与冷凝物汽提塔相关的总结：防结垢剂剂量率在期望的范围内的次数从17％增加至36％。
[0114]
表2：向脱丙烷塔的防结垢剂定量给料
[0115]
剂量，脱丙烷塔在逻辑实施之前在逻辑实施之后过量给料42％26％定量给料适合irt逻辑24％45％剂量率不足34％29％
[0116]
与脱丙烷塔相关的总结：防结垢剂剂量率在期望的范围内的次数从24％增加至45％。
[0117]
表3示出了在逻辑实施之前(常规确定)和在手动逻辑实施之后多种分馏塔的平均运行长度。
[0118]
表3：冷凝物汽提塔和再沸器的运行长度
[0119]
平均运行长度在逻辑实施之前在逻辑实施之后塔，冷凝物汽提塔7021278*再沸器，冷凝物汽提塔140451*
[0120]
*仍在运行
[0121]
逻辑的引入以及随后的与基于该逻辑的计划的剂量率相比防结垢剂剂量率过低的次数的减少导致相关柱和再沸器的运行长度增加。塔和再沸器的运行长度分别增加了82％和222％。
[0122]
所附权利要求的方法和系统在范围上不受本文描述的具体方法和组合物的限制，这些具体方法和组合物意图作为权利要求的几个方面的说明，并且任何功能上等同的方法和系统都在本公开内容的范围内。除了本文示出和描述的那些之外的方法和系统的多种修改意图落入所附权利要求的范围内。此外，虽然仅具体描述了这些方法和系统的某些代表性方法、系统和方面，但其他方法和系统以及这些方法和系统的多种特征的组合意图落入
所附权利要求的范围内，即使没有具体叙述。因此，本文可以明确地提及步骤、要素、部件或成分的组合；然而，包括步骤、要素、部件和成分的所有其他组合，即使没有明确陈述。