重油催化裂化裝置設(shè)備腐蝕調(diào)查與應(yīng)對措施

熊敏智（長慶石化公司，陜西 咸陽 712000）

粗裂解汽油分別經(jīng)選擇性氫化反應(yīng)及醚化反應(yīng)以降低雙烯烴含量及生產(chǎn)第三戊基甲基醚(TAME)，因環(huán)保法規(guī)對燃料市場之沖擊已造成含氧油料之需求，源自輕油裂解工場的裂解汽油成為生產(chǎn)含氧油料的重要來源。然而現(xiàn)有制程因無法避免之觸媒毒化物及反應(yīng)平衡之限制而操作不順暢[1]。

1.重油催化裂化裝置設(shè)備腐蝕的調(diào)查分析

汽油硫含量對于引擎性能并無直接之影響，但對于廢氣排放的影響較大，尤其是裝設(shè)觸媒轉(zhuǎn)化器的車輛，會(huì)因高硫含量的汽油而導(dǎo)致觸媒暫時(shí)性失活，增加廢氣排放中的氮氧化物，由于直接噴入式（gasoline direct injection，GDI）引擎是未來之發(fā)展趨勢，它是利用稀薄燃燒(lean burning)的原理，以獲得更有效率之燃燒，但缺點(diǎn)是對硫含量較為敏感，因此未來汽油的硫含量將會(huì)趨向于低硫的限制[2]。

反應(yīng)器內(nèi)部有一支五點(diǎn)式熱電偶，與溫度指示器相接，作為反應(yīng)溫度的量測；其上端有一壓力表用來指示反應(yīng)壓力，系統(tǒng)的壓力則由背壓閥控制。反應(yīng)后的氣液混合物經(jīng)由背壓閥，通過冷卻器將液體產(chǎn)物冷凝，再經(jīng)氣液分離器分離；液體部份被收集在液體產(chǎn)品儲槽，氣體部份則經(jīng)氣體取樣管后，再進(jìn)入濕式氣體流量計(jì)，最后排放至大氣中。其中液體產(chǎn)品儲槽置放于-15℃的冷凍循環(huán)槽中，再利用其外循環(huán)泵將冷卻液送到冷卻器和氣液分離器，以確保氣液分離的效果，整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)之質(zhì)能平衡維持在95%以上。

2.應(yīng)對措施

2.1 合理選材

一般含鉻不低于11.7%，含鉻愈高，耐蝕性愈強(qiáng)，耐磨性也好。鉻鋼可以鑄造、壓延，也可制成無縫鋼管或作耐磨材料。石化設(shè)備用的鉻鋼主要有 0 Cr13、1 Cr13、2 Cr13、3 Cr13和 4 Cr13等。其含碳量越低，耐蝕性越高。0 Cr13在540℃下對含硫石油及硫化氫等有顯著的耐蝕性。廣泛用于石化廠設(shè)備的各種分餾塔作襯里材料、塔內(nèi)件和連接管線等。其他幾種鉻鋼韌性、耐磨性較好，可制閥門、閥座、軸等。

2.2 表面保護(hù)技術(shù)

反應(yīng)后的氣液混合產(chǎn)物經(jīng)氣液分離器，液體部份由控制閥控制氣液分離器的液位，流出的液體產(chǎn)物收集在液體儲槽；氣體部份則經(jīng)由控制整套系統(tǒng)壓力的背壓閥，進(jìn)入濕式氣體流量計(jì)以記錄流量，然后排放至公用尾氣管線，最后再經(jīng)處理并釋放于大氣中。在一定的進(jìn)料量和觸媒量，二個(gè)反應(yīng)器各有一最佳進(jìn)料溫度，進(jìn)料溫度在第一反應(yīng)器對轉(zhuǎn)化率的影響比第二反應(yīng)器來得明顯。雖然高甲醇莫耳比的操作有助于提高轉(zhuǎn)化率，但是回收甲醇的高成本使得其經(jīng)濟(jì)性不佳。第一反應(yīng)器最佳化后，第二反應(yīng)器只能再提高轉(zhuǎn)化率8.5%，似乎應(yīng)以催化蒸餾塔來取代第二反應(yīng)器。整個(gè)塔槽是由機(jī)械材料打造而成，每次只須更換活性劣化之樹脂觸媒即可，除了腐蝕損傷外，設(shè)備可以一直重復(fù)使用，如此，大幅降低生產(chǎn)成本是可以預(yù)期的結(jié)果。此一催化蒸餾塔內(nèi)固定式觸媒槽的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)將不同于前述的使用反應(yīng)性填料的催化蒸餾塔，液體向下流經(jīng)V型塔盤，然后通過觸媒槽，并同時(shí)發(fā)生醚化反應(yīng)，液相反應(yīng)與氣液相間的質(zhì)傳不再同時(shí)于觸媒槽內(nèi)發(fā)生，因而觸媒槽的設(shè)計(jì)問題又回歸到傳統(tǒng)式固定床的設(shè)計(jì)，譬如，反應(yīng)動(dòng)力與反應(yīng)器模式、質(zhì)量傳送效應(yīng)，及觸媒槽的壓力降與持液量等。離子注入是一種摻雜的方法，由于摻雜的均勻性高，直進(jìn)性強(qiáng)，不受晶體內(nèi)位錯(cuò)及缺陷的影響，可以精確控制摻雜物的濃度分布等特點(diǎn)，目前，這種技術(shù)已被認(rèn)為是一種改變材料表面性質(zhì)的新方法。在此一范圍下，特別是高溫反應(yīng)，內(nèi)質(zhì)傳阻力是不能忽略的。除了顆粒大小，內(nèi)質(zhì)傳阻力亦受到其它變數(shù)的影響，如觸媒孔隙度、酸基濃度等，然而這些變數(shù)對樹脂觸媒催化效能的影響尚未被公開地檢驗(yàn)或討論[4]。在實(shí)驗(yàn)室以恒溫管狀反應(yīng)器于雷諾數(shù)小于0.4的條件下進(jìn)行TAME的合成反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將與考量外質(zhì)傳阻力下的模擬計(jì)算結(jié)果比對。這些結(jié)果將有助于催化蒸餾塔內(nèi)觸媒槽的設(shè)計(jì)。

3.結(jié)語

總之，催化裂化目的是以減壓渣油和溶脫油為原料油，在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油和化工原料。本文通過對重油催化裂化裝置設(shè)備腐蝕調(diào)查與應(yīng)對措施進(jìn)行分析，旨在能夠?yàn)槭突ぴO(shè)備的安全運(yùn)行提供一定的參考與借鑒。

[1]鄭江永.淺議重油催化裂化裝置的工藝流程[J].化工管理，2014，06:188.

[2]國玲玲，江波，王國峰.重油催化裂化裝置多產(chǎn)汽油方案[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2014，02:145-148.

[3]倪前銀.重油催化裂化裝置再生煙氣線路技術(shù)改造及效果分析[J].石油煉制與化工，2014，07:56-61.

[4]武彥勇.1.4Mt/a重油催化裂化裝置油漿系統(tǒng)運(yùn)行問題分析及對策[J].化工管理，2014，14:174.