產(chǎn)品精制脫硫裝置減少溶劑損失和降低設(shè)備腐蝕的措施

張桅 馮爽(中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化公司運(yùn)行二部 陜西咸陽(yáng) 712000)

煉廠干氣與液化石油氣中存在的硫，特別是硫化氫能夠?qū)ο掠窝b置加工、產(chǎn)品質(zhì)量、環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。假若不能有效脫除H 2S，環(huán)境保護(hù)、下游裝置加工、設(shè)備腐蝕等方面產(chǎn)生破壞作用。因此干氣以及液化石油氣用于化工裝置的原料或燃料，脫硫十分必要。再用于化工裝置原料時(shí)表現(xiàn)得更為明顯，因?yàn)榇呋瘎┑幕钚耘c壽命都會(huì)深受硫化物影響，所以在硫含量方面一定要嚴(yán)格控制。

一、產(chǎn)品精制脫硫裝置簡(jiǎn)介及工藝流程

1.產(chǎn)品精制脫硫裝置簡(jiǎn)介

中國(guó)石油長(zhǎng)慶石化公司產(chǎn)品精制裝置2005年擴(kuò)建為140萬(wàn)噸/年重油催化裂化配套精制裝置。主要包括汽油精制、干氣液化氣脫硫和液化氣精制處理三部分。

2.脫硫方法簡(jiǎn)介

干法與濕法是氣體脫硫的兩類方法，現(xiàn)階段干法脫硫在工業(yè)上應(yīng)用得已經(jīng)特別少了，醇胺法脫硫是濕法脫硫中應(yīng)用最普遍的，這種方法在煉廠干氣與液化石油氣脫硫中廣泛應(yīng)用。醇胺是一種弱堿，在25℃～40℃時(shí)，醇胺能吸收氣體中的硫化氫和二氧化碳，分別生產(chǎn)硫化去和酸式硫化及碳酸鹽和酸式碳酸鹽。當(dāng)溫度升高到105℃或更高時(shí)，則分解逸出原吸收的硫化氫和二氧化碳，醇胺得到再生。目前，產(chǎn)品精制干氣和液化氣脫硫均采用醇胺法脫硫，在MDEA（甲基二乙醇胺）溶液中加入阻泡劑進(jìn)行脫除H 2S。

二、溶劑損失和設(shè)備腐蝕原因分析及解決措施

1.減少溶劑損失

夾帶、蒸發(fā)、降解是對(duì)影響氣體脫硫溶劑損失的主要原因，溶解、乳化和夾帶是對(duì)液化石油氣脫硫溶劑損失產(chǎn)生影響的主要因素。胺的蒸發(fā)損失與溶解損失一直都有，兩者比較，溶解損失量高于蒸發(fā)損失量。工業(yè)上降低溶解損失與蒸發(fā)損失可以利用設(shè)置水洗措施來(lái)實(shí)現(xiàn)[3]。發(fā)泡損失是除胺的蒸發(fā)損失與溶解損失外最主要的損失。

（1）發(fā)泡損失

脫硫塔發(fā)泡，一方面會(huì)造成脫硫效果變差，影響凈化度，也會(huì)由于沖塔使得溶劑發(fā)生巨大的損耗，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得裝置不得不停工。

（2）對(duì)發(fā)泡損失降低的措施

①原料的預(yù)處理：先經(jīng)預(yù)處理原料，再進(jìn)入脫硫系統(tǒng)，固體雜質(zhì)與冷凝烴等雜質(zhì)能夠有效避免帶入。

②控制合適的脫硫操作溫度：脫硫塔的溫度由原料氣和貧液進(jìn)塔溫度的高低多決定。

③如果脫硫裝置停工時(shí)間比較長(zhǎng)，然后開(kāi)工，一定要置換、吹掃、水洗，努力清除系統(tǒng)雜質(zhì)，如此胺液循環(huán)才可以進(jìn)行。

2.對(duì)設(shè)備腐蝕降低

（1）管道油相腐蝕機(jī)理

硫化氫對(duì)碳鋼存在強(qiáng)烈的腐蝕作用。腐蝕反應(yīng)為:Fe+H 2S→FeS+H2↑。油氣以氣態(tài)存在時(shí)，一般腐蝕較小；以液態(tài)存在時(shí)，腐蝕較重；氣液兩相產(chǎn)生相變部位的腐蝕是最嚴(yán)重的。再生塔的塔盤和內(nèi)件、檢修發(fā)現(xiàn)吸收塔、酸性氣空冷氣管束、重沸器管束、貧富液管道等腐蝕最為嚴(yán)重，管壁上充滿疏松的腐蝕產(chǎn)物，管束表面出現(xiàn)蝕坑。

（2）影響腐蝕的因素

溶劑種類

試驗(yàn)結(jié)果與裝置操作表面不同溶劑的腐蝕程度，按照從大到小的順序排列是：MEA>D EA>MDEA，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)煉廠脫硫裝置采用的復(fù)配溶劑大部分以MDEA溶劑或以MDEA為主體，對(duì)節(jié)能降耗外、選擇性吸收充分考慮，同時(shí)也十分注重裝置腐蝕降低。

脫硫氣分組成中CO2的影響

由于催化干氣中含有CO2，CO2與水反應(yīng)生成碳酸，它會(huì)促進(jìn)H 2S溶液腐蝕；在脫硫塔底部及胺液回收器位置，受胺液存在影響，CO2可以和碳鋼出現(xiàn)非常強(qiáng)烈的化合，也CO2是造成這一系統(tǒng)發(fā)生腐蝕的主要原因。并隨CO2含量的提高不斷加劇。

溶液中的污染物

酸性組分（H 2S與CO2）本身是最主要的腐蝕劑，干燥的H 2S與CO2對(duì)金屬材料均無(wú)腐蝕作業(yè)，但在水里溶解后能夠產(chǎn)生很大的腐蝕性。第二種腐蝕劑是由于溶劑發(fā)生降解產(chǎn)生的，就MDEA溶液而言，生產(chǎn)的酸性熱穩(wěn)定性鹽是最主要的降解物。其他如溶液中懸浮的固體顆粒（主要是硫化鐵）會(huì)造成設(shè)備出現(xiàn)磨蝕。

3.解決腐蝕的措施

（1）設(shè)備材質(zhì)的選擇

根據(jù)加工高硫原油重點(diǎn)裝置主要管道設(shè)計(jì)選材導(dǎo)則（SH/T3129-2002），氣體脫硫裝置主要管道推薦用材見(jiàn)表1。在一些易于發(fā)生腐蝕的部位，如吸收塔和再生塔的塔盤和內(nèi)件、富液管道等宜/可采用不銹鋼。

（2）控制合適的胺液濃度與酸性氣負(fù)荷

胺液濃度與酸性氣負(fù)荷逐漸增大，腐蝕速率也會(huì)相應(yīng)變高。這是由于胺液濃度與酸性氣具有較高的負(fù)荷，單位體積內(nèi)含有的胺液中H 2S與CO2越多，腐蝕就會(huì)越厲害，所以對(duì)胺液濃度和酸性氣負(fù)荷進(jìn)行合理的控制十分關(guān)鍵。

（3）加強(qiáng)日常操作管理

平穩(wěn)操作，避免裝置各流量的頻繁、大幅波動(dòng)，也可控制和減輕裝置腐蝕。

結(jié)論

產(chǎn)品精制脫硫裝置的平穩(wěn)操作，對(duì)下游裝置氣體分餾裝置的運(yùn)行有很大影響。本文對(duì)產(chǎn)品精制脫硫裝置溶劑損失和設(shè)備腐蝕進(jìn)行了分析，對(duì)減少溶劑損失和防腐措施提出了建議，總結(jié)如下：

1.減少溶劑損失的措施：①原料的預(yù)處理；②控制合適的脫硫操作溫度；③醇胺溶液儲(chǔ)罐頂部設(shè)置氮?dú)饷芊獯胧虎苊摿蜓b置長(zhǎng)時(shí)間停工后開(kāi)工，必須經(jīng)過(guò)吹掃、置換、水洗，將系統(tǒng)雜質(zhì)盡可能清除后，方可進(jìn)行胺液循環(huán)。

2.針對(duì)影響脫硫裝置腐蝕的因素，建議了減緩腐蝕的措施：①設(shè)備材質(zhì)的選擇；②控制合適的胺液濃度和酸性氣負(fù)荷；③加強(qiáng)日常操作管理。

[1]張德義.含硫原油加工技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2003.

[2]產(chǎn)品精制操作規(guī)程,2010.

[3]張菁菁.采用水洗方式降低煉油廠脫硫裝置的溶劑損失[J].石油化工設(shè)計(jì)，2008，25（4）：50-52.