高洪亮 大慶油田建設(shè)集團(tuán)慶升實(shí)業(yè)公司慶生化工廠
輕烴分餾裝置防腐對(duì)策探究
高洪亮 大慶油田建設(shè)集團(tuán)慶升實(shí)業(yè)公司慶生化工廠
原穩(wěn)輕烴中含有的水和硫化氫,對(duì)輕烴分餾生產(chǎn)裝置腐蝕嚴(yán)重,影響了設(shè)備正常運(yùn)行。采用對(duì)原料脫硫和脫水,可以控制腐蝕生成環(huán)境,確保設(shè)備長(zhǎng)期、安全運(yùn)行。
輕烴;分餾裝置;腐蝕;脫硫;脫水
對(duì)輕烴分餾裝置來(lái)說(shuō),由于原穩(wěn)中含有硫化氫(來(lái)自原油中硫化氫和硫化氫的分解)和水,而硫化氫在水環(huán)境下對(duì)設(shè)備和管線腐蝕嚴(yán)重。本文對(duì)分流裝置的腐蝕問(wèn)題尋找對(duì)策。
1、現(xiàn)場(chǎng)掛片試驗(yàn)
現(xiàn)場(chǎng)掛片試驗(yàn)最大限度地模擬了腐蝕發(fā)生的環(huán)境,連續(xù)測(cè)量其腐蝕電位進(jìn)行原位動(dòng)態(tài)檢測(cè)。條件許可下,每隔一段時(shí)間取出試片觀察腐蝕情況。掛片實(shí)驗(yàn)是采用1×4cm厚為2mm的銅片,用尼龍線吊掛在測(cè)量的部位,與氣體的流動(dòng)方向垂直,隔一段時(shí)間取出銅片試驗(yàn)觀察,可以準(zhǔn)確分析腐蝕發(fā)生的過(guò)程,進(jìn)而確定腐蝕發(fā)生的機(jī)理。通過(guò)對(duì)腐蝕穿孔部位的金屬材料、容器內(nèi)腐蝕殘留物、裝置中游離水等可能引起腐蝕的物質(zhì)進(jìn)行分析,初步認(rèn)為:主要腐蝕物是H2S腐蝕,其次CO2、H2O,一些硫酸鹽類(lèi)殘?jiān)雀街诠芫€、容器內(nèi)壁引起腐蝕。找出了引起腐蝕的主要因素是H2S的存在。
2、理論依據(jù)H2O-H2S腐蝕
此反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行,F(xiàn)e基體不斷遭受腐蝕
1、脫水方案
采用液液聚結(jié)器,聚結(jié)機(jī)理為:小液滴被纖維束吸附,隨流體流動(dòng),小液滴被送至纖維交叉點(diǎn),2個(gè)液滴碰撞成為大液滴,重復(fù)上述過(guò)程,形成更大液滴。流體的拖曳力使液滴脫離纖維束,脫離纖維束的液滴在重力或浮力作用下聚集于聚結(jié)器底部。
2、原料脫硫方案
脫硫劑選用武漢科林精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的W702復(fù)合氧化物精脫硫劑和W201硫醇轉(zhuǎn)化催化劑,原料油自下而上通過(guò)W702復(fù)合氧化物精脫硫劑,將H2S吸附轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硫化物固定下來(lái),脫除H2S后的油品在自下而上通過(guò)W201硫醇轉(zhuǎn)化催化劑,將原料油中的硫醇轉(zhuǎn)化為二烷基二硫化物 。由于原料油含液化氣,不能連續(xù)補(bǔ)氧,因此在W201硫醇轉(zhuǎn)化催化劑塔前預(yù)設(shè)補(bǔ)氧裝置,用于系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后W201催化劑活性下降時(shí)補(bǔ)氧回復(fù)其活性。經(jīng)此脫硫工藝,凈化后的油品無(wú)機(jī)硫小于0.1ppm,RSH小于5ppm,可滿(mǎn)足銅片實(shí)驗(yàn)通過(guò),博士試驗(yàn)合格。
脫硫劑型號(hào)、用量
2.1 W702 復(fù)合氧化物精脫硫劑
性能特點(diǎn)及用途:針對(duì)煉油廠天然氣、液化氣、丙烯、石腦油、汽油等硫含量高,銅片腐蝕不合格情況,武漢科林精細(xì)化工有限公司與武漢工程大學(xué)合作,研究開(kāi)發(fā)出了W702型復(fù)合氧化物精脫硫劑,其特點(diǎn)是:
1)、脫硫精度高:進(jìn)口H2S 大于1000ppm時(shí),出口H2S≤0.1ppm。
2)、反應(yīng)速度快:LPG脫硫?qū)嶒?yàn)表明,在液空速高達(dá)20h-1的情況下,液化氣銅片腐蝕仍可從3~4級(jí)降至0~1級(jí)。
3)、脫硫范圍廣,可脫除H2S、元素硫或硫醇等腐蝕性硫化物,僅需一種脫硫劑就可消除LPG、石腦油等銅片腐蝕。
4)、無(wú)氧條件下工作硫容大,一次性精脫H2S硫容大于20.0%。
5)、耐水性好:水煮24h或浸泡30天不粉化,強(qiáng)度不變;12MPa壓力下急驟充壓、卸壓進(jìn)行100次沖擊試驗(yàn)后,強(qiáng)度無(wú)變化。
6)、適用溫度范圍廣:0~100℃。
該精脫硫劑適用于LPG、石腦油、天然氣、水煤氣、焦?fàn)t氣、變換氣、食品CO2等各種無(wú)氧條件的精脫硫,也可與W504水解催化劑配套使用,運(yùn)用于丙烯精脫硫。
主要理化性能及技術(shù)指標(biāo)
反應(yīng)原理
H2S、元素硫與脫硫劑中的活性金屬氧化物作用生成硫化物或硫酸鹽,達(dá)到脫硫防腐蝕的目的。
使用條件
1).空速:氣空速500~2000h-1;液空速0.5~3h-1
2).溫度:0~100℃
3).壓力:常壓~8.0MPa
2.2 W201 硫醇轉(zhuǎn)化催化劑
性能特點(diǎn)及用途W(wǎng)201硫醇精脫硫劑是武漢科林精細(xì)化工有限公司開(kāi)發(fā)的新型產(chǎn)品??捎糜谀烙?、直餾石腦油、溶劑油、液態(tài)烴和各種化工原料中脫除硫醇,達(dá)到無(wú)堿、無(wú)空氣脫硫除臭之目的。且W201可反復(fù)再生使用。
主要理化性能及技術(shù)指標(biāo)
反應(yīng)原理
原料油中的硫醇等在催化劑作用下被氧化成二烷基二硫化物,達(dá)到脫臭的目的。反應(yīng)方程式為:
脫硫塔床層阻力:計(jì)算為:W702脫硫塔~359pa ; W201脫硫塔 ~127pa
注:系統(tǒng)阻力主要來(lái)自管道。
工藝圖(見(jiàn)圖1)。
效果
圖1
通過(guò)對(duì)原料的脫硫和脫水,破壞了H2O-H2S腐蝕環(huán)境,脫硫塔出口含硫由200PPm以上降到40PPm以下,裝置的腐蝕速度降低很多,容器、管線腐蝕速度由1.5mm/y減小到0.6mm/y,換熱器、冷卻器的更換周期也由1年延長(zhǎng)到2年,部分換熱器更換周期已延長(zhǎng)到3年。由此產(chǎn)生的容器、管線更換費(fèi)用、大修費(fèi)用大大降低,每年的二次檢修也改為一年一次,確保生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。
[1] 林世雄.石油煉制工程.石油化工出版社
[2] 孫家禮.石油化工裝置設(shè)備與防護(hù)手冊(cè).中國(guó)石油出版社