重油催化分餾塔頂結(jié)鹽預(yù)防及頂循油水洗除鹽技術(shù)

李 璇，范振杰

（蘭州寰球工程公司工藝室，甘肅蘭州 730000）

重油催化分餾塔頂結(jié)鹽預(yù)防及頂循油水洗除鹽技術(shù)

李 璇，范振杰

（蘭州寰球工程公司工藝室，甘肅蘭州 730000）

煉油廠重油催化分餾塔普遍存在結(jié)鹽腐蝕問(wèn)題，本文以中石油某煉油廠重油催化分餾塔為例，分析其結(jié)鹽、腐蝕的形成機(jī)理，介紹了幾種常用的塔頂結(jié)鹽預(yù)防改進(jìn)措施，并對(duì)不停工條件下塔頂循環(huán)油部分水洗除鹽技術(shù)進(jìn)行闡述，該技術(shù)能有效解決塔頂結(jié)鹽問(wèn)題，從而降低腐蝕速率，保證常減壓裝置能安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。

分餾塔；結(jié)鹽腐蝕；頂循油；水洗

目前，煉油廠重油催化裝置受催化原料性質(zhì)和分餾塔操作條件等影響，分餾塔結(jié)鹽、腐蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為分餾塔頂部系統(tǒng)及頂循回流系統(tǒng)結(jié)鹽[1]，分餾塔壓降大幅上升效率下降，頂循環(huán)抽出量下降，產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法有效控制，被迫頻繁洗塔和處理頂循系統(tǒng)。分餾塔結(jié)鹽腐蝕問(wèn)題不僅成為限制裝置大處理量的瓶頸，而且造成油和柴油餾程重疊度增加，裝置能耗指標(biāo)變差和經(jīng)濟(jì)效益的流失，另外，結(jié)鹽腐蝕問(wèn)題會(huì)對(duì)下游的加工工藝裝置運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

1 產(chǎn)生結(jié)鹽腐蝕現(xiàn)象的原因

由于在進(jìn)料油品中的硫、氯等多種化學(xué)元素的存在，導(dǎo)致分餾塔頂循環(huán)油系統(tǒng)鹽含量過(guò)高，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，含鹽量逐漸累加，最終會(huì)大量結(jié)晶析出，將塔頂部的塔盤堵塞，使其損壞，造成工藝參數(shù)不穩(wěn)定，使得沖塔[2]的可能性加大，同時(shí)由于結(jié)晶顆粒增大，會(huì)使設(shè)備沖刷磨損加重，不僅危及生產(chǎn)安全還使操作難度大大增加，隨著塔盤堵塞分餾塔頂部循環(huán)油系統(tǒng)中的換熱器、加壓泵、管線[3]等也會(huì)發(fā)生結(jié)鹽腐蝕現(xiàn)象，如圖1所示，導(dǎo)致泄露、緊急停工可能性加大，設(shè)備材料更換周期縮短，日常維護(hù)困難加大。

圖1 分餾塔結(jié)鹽腐蝕現(xiàn)象

造成分餾塔結(jié)鹽的主要化學(xué)元素為[4]氯和胺，由原料中有機(jī)、無(wú)機(jī)氯化物和氮化物在催化提升過(guò)程中轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)氯化物和氮化物，隨反應(yīng)油氣進(jìn)入分餾塔，在分餾塔頂?shù)蜏夭课荒A或是結(jié)晶析出NH4Cl（或通過(guò)水相揮發(fā)沉積，或氣相直接凝華）沉積在塔盤、降液管以及塔內(nèi)壁上。凝華點(diǎn)溫度與塔頂NH4Cl濃度和溫度有關(guān)，而結(jié)晶主要是塔底局部溫度低于露點(diǎn)溫度，不斷形成NH4Cl的沉積。腐蝕主要因素是H2O-HCl-H2S、H2O-HCN-H2S腐蝕體系造成頂部塔盤，頂部循環(huán)和塔頂冷卻系統(tǒng)的腐蝕。

2 針對(duì)塔頂結(jié)鹽常采用預(yù)防改進(jìn)措施[5]，主要有以下幾種

1）改善塔的工藝操作條件；

2）在線水洗分餾塔；

3）使用緩蝕劑或其他結(jié)鹽控制劑；

4）設(shè)備材質(zhì)升級(jí)等。

通過(guò)實(shí)施以上幾種措施，在一定程度上減少或減緩了塔頂?shù)母g，但是也存在諸多問(wèn)題。例如：改善分餾塔工藝條件，受很多因素限制，操作的彈性不大；采取將管線、換熱器、塔盤等設(shè)備材質(zhì)升級(jí)、局部加強(qiáng)等措施，雖然提高了抗腐蝕能力，而結(jié)鹽和設(shè)備腐蝕卻依然存在，并沒有從根本上解決問(wèn)題，另一方面更換設(shè)備或是提高材質(zhì)在很大程度上增加了設(shè)備的投入成本；在線持續(xù)水洗可使塔頂部系統(tǒng)結(jié)鹽得到解決，但是腐蝕問(wèn)題依然存在，而且風(fēng)險(xiǎn)較高；使用化學(xué)藥劑改善運(yùn)行環(huán)境，也會(huì)同時(shí)增加污染和治理成本。

3 頂循油水洗除鹽工藝技術(shù)

部分頂循油水洗除鹽技術(shù)，以某石化煉油廠重催裝置為例，通過(guò)抽取塔頂循環(huán)量25%～30%循環(huán)油進(jìn)行除鹽水洗分離，抽出的頂循油與定量的除鹽水在靜態(tài)混合器進(jìn)行充分混合，由于NH4Cl在油水兩相中的溶解度差異，頂循油中的Cl-和CN-萃取到水相中，再經(jīng)過(guò)高效脫水分離器實(shí)現(xiàn)頂循油和含鹽水分離，從而達(dá)到脫除Cl-和CN-的目的。除鹽后頂循油自壓返回塔頂回流主管線，而含鹽污水進(jìn)入裝置酸性水系統(tǒng)去下游污水汽提裝置處理。在高效脫水分離器中采用特殊填料材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)油和含鹽水的分離，整個(gè)過(guò)程油相出口含水量不大于300ppm，水相出口含油不超過(guò)200ppm。整個(gè)脫氯離子系統(tǒng)的壓降＜0.2MPa。水洗除鹽設(shè)備的水洗水流量正?？刂品秶鸀橛拖嗔髁康?%～5%，實(shí)際運(yùn)行中可以根據(jù)結(jié)鹽情況增大水洗量。

通過(guò)部分水洗除鹽頂循油工藝不間斷水洗頂循油，最終整個(gè)頂循系統(tǒng)含鹽量維持在一個(gè)較低水平。經(jīng)過(guò)抽出部分頂循油水洗脫鹽后返回系統(tǒng)，改變頂循回流中少量NH4CL溶液狀態(tài)，即由飽和狀態(tài)變成不飽和狀態(tài)。這樣，通過(guò)部分水洗除鹽使得整個(gè)頂循油系統(tǒng)在低含鹽量狀態(tài)下運(yùn)行，達(dá)到了消除設(shè)備結(jié)鹽堵塞腐蝕、提高裝置高效運(yùn)行周期、減少環(huán)境污染的目的。流程如圖2所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)防和處理分餾塔結(jié)鹽腐蝕現(xiàn)象，應(yīng)該多方面綜合考慮，首先要從源頭盡可能降低原料中的含鹽量；同時(shí)，可采取部分頂循油水洗除鹽新技術(shù)，防止分餾塔頂結(jié)鹽。某煉油廠在使用部分水洗除鹽頂循油技術(shù)后，通過(guò)油出口氯含量檢驗(yàn)，Cl-含量明顯降低，效果顯著，最終整個(gè)頂循油系統(tǒng)含鹽量維持在一個(gè)較低水平，有效解決了分餾塔結(jié)鹽問(wèn)題。

圖2 部分頂循油水洗脫鹽流程

[1] 李巖，曹雪峰.催化分餾塔結(jié)鹽原因分析與對(duì)策[J].勝煉科技，2000（3）：20-27.

[2] 楊相偉，劉惠麗，牛長(zhǎng)令.分餾塔結(jié)鹽的原因分析、處理及預(yù)防[J].石油化工安全技術(shù)，2003，19（3）：45-47.

[3] 王巍慈，李曉光.在線處理重油催化裂化裝置分餾塔結(jié)鹽[J].現(xiàn)代化工，20l0，30（4）：82-86.

[4] 高永地，王盛林，李海龍，等.重油催化裂化分餾塔結(jié)鹽原因分析及對(duì)策[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2010，28（2）：139-142.

[5] 翟志清.延遲焦化分餾塔塔盤腐蝕原因分析及防護(hù)措施[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，2015，（4）：49-53.

Heavy Salt Catalytic Fractionation Top Salt Precipitation Prevention and Top Oil Removal

Li Xuan，F(xiàn)an Zhen-jie

In this paper，the formation mechanism of salt and corrosion of heavy oil catalytic oil ref i nery in a ref i nery of oil ref i nery in China is introduced，and several commonly used methods for preventing and improving salt Measures，and the non-stop conditions under the roof of the oil part of the water washing desalination technology described，the technology can effectively solve the problem of salt at the top of the tower，thereby reducing the corrosion rate to ensure that the atmospheric and vacuum distillation unit can be safe，stable，long-term，high-quality run.

fractionation tower；salt corrosion；top follow oil；water washing

TE962

：A

：1003–6490（2017）04–0013–02

2017–04–06

李璇（1978—），女，甘肅蘭州人，工程師，主要研究方向化學(xué)工程與工藝。