緩蝕劑在催化裂化裝置的應(yīng)用

周軍 張家鑫 枊志偉

摘 要：近些年，國(guó)內(nèi)煉廠加工高含硫原油的比重越來(lái)越大，由于高硫原油在加工過(guò)程中造成的硫腐蝕越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行及安全生產(chǎn)都造成了極大的隱患，各個(gè)煉廠也都相繼采取了一些措施，本文對(duì)緩蝕劑在催化裂化裝置使用過(guò)程中的防腐蝕效果進(jìn)行了對(duì)比分析。

關(guān)鍵詞：緩蝕劑;硫腐蝕;酸性水

1 前言

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司吉林石化公司煉油廠140萬(wàn)噸/年MIP-CGP催化裂化裝置，設(shè)計(jì)加工能力為140萬(wàn)噸/年，2010年建成投產(chǎn)。

裝置原料來(lái)源為一套常減壓裝置常壓渣油，占提升管進(jìn)料22%-25%。二套常減壓裝置減壓渣油占提升管進(jìn)料23%-27%，還有5%-8%的焦化蠟油，其余為二套常減壓減壓塔側(cè)線減二線與減三線蠟油。由于二套常減壓裝置加工俄羅斯高含硫原油，而催化裝置原料70%以上來(lái)源于二套常減壓，導(dǎo)致催化裝置原料含硫量較高，平均達(dá)到0.5%以上。特別是原料油的硫含量，從表1-1可以看出，與設(shè)計(jì)硫含量≤0.5%相比，原料油硫含量明顯偏高。裝置原料油硫含量偏高，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備、管線的腐蝕有較大影響。當(dāng)原料中的硫含量升高時(shí)，產(chǎn)品中的硫含量和硫化氫含量也會(huì)隨之升高。

裝置粗汽油罐和凝縮油罐中的鐵含量大部分來(lái)源于分餾塔上部及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的硫腐蝕，對(duì)比表1-1與表1-2中混合原料中鐵含量和酸性水中鐵含量可以看出，混合原料中也攜帶一部分鐵元素進(jìn)入產(chǎn)品中，但主要還是設(shè)備腐蝕造成酸性水中鐵元素超標(biāo)。

表1-2列出了2018年4月至10月粗汽油罐和凝縮油罐酸性水鐵離子濃度，嚴(yán)重超出指標(biāo)要求。針對(duì)這種情況，為了減少分餾塔上部、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)備腐蝕，車間擬采取在分餾塔頂加注緩蝕劑。

2 腐蝕機(jī)理

在加工硫含量高的原料油時(shí)，生成的大量硫化氫與液相水共存（或水物流在露點(diǎn)以下）時(shí)，對(duì)金屬產(chǎn)生濕硫化氫腐蝕（Fe+H2S→FeS+H2）。分餾塔頂油氣冷卻系統(tǒng)和吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的設(shè)備在運(yùn)行中金屬表面生成腐蝕產(chǎn)物FeS膜，F(xiàn)eS 膜是一種松散的腐蝕產(chǎn)物，易脫落，無(wú)保護(hù)作用。溫度越高，腐蝕越快。裝置停工和用蒸汽吹掃過(guò)程中，F(xiàn)eS與濕空氣中的氧反應(yīng)生成過(guò)多硫酸，從而腐蝕速度加快。硫醇也能直接與鐵生產(chǎn)松散的硫醇鐵。二硫化物、噻吩與金屬不直接作用，但受熱分解生成的硫化氫同樣對(duì)設(shè)備造成腐蝕[1]。因此，催化裂化裝置特別是加工高含硫原料的裝置，分餾塔頂油氣冷卻系統(tǒng)、頂循環(huán)系統(tǒng)、吸收穩(wěn)定系統(tǒng)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

3 緩蝕劑使用前后腐蝕情況對(duì)比

2018年5-6月裝置檢修期間，增加了分餾塔頂緩蝕劑加注系統(tǒng)，緩蝕劑加注系統(tǒng)的噴頭安裝在分餾塔頂油氣管線出口處。注入方式為采用原劑注入方式，使用自動(dòng)注入設(shè)備，保證均勻、連續(xù)注入。所用緩蝕劑型號(hào)為BPR81202緩蝕劑。

2018年9月25日-10月19日，緩蝕劑加注系統(tǒng)試運(yùn)。2018年10月20日，車間向分餾塔頂加注緩蝕劑，目前的加注量約為67.8kg/天。

緩蝕劑系統(tǒng)投用后，粗汽油罐和凝縮油罐酸性水中鐵含量明顯下降。由表1-2可以看出，10月份加注緩蝕劑后，粗汽油罐與凝縮油罐中鐵離子含量可以明顯看出，投用后鐵離子含量大幅度下降，而此時(shí)，混合原料中鐵含量沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明分餾塔上部及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)腐蝕情況得到了很好的控制，有效的降低了系統(tǒng)的鐵流失，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

4 緩蝕劑作用機(jī)理

緩蝕劑是一種以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境介質(zhì)中的，可以防止或減緩腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或幾種化學(xué)物質(zhì)的混合物。

緩蝕劑的防腐蝕機(jī)理主要是緩蝕劑在金屬表面的成膜理論。成膜理論的要點(diǎn)是在金屬與介質(zhì)兩相之間，由于緩蝕劑的作用而存在界面膜的獨(dú)立相，可在金屬表面形成不溶于水或難溶于水的保護(hù)膜，它阻礙了金屬離子的水合反應(yīng)或發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而抑制金屬的腐蝕過(guò)程。[2]

5 結(jié)論

在催化裂化裝置中，通過(guò)對(duì)分餾塔頂油氣出口加注緩蝕劑，完全可以有效降低分餾塔頂部及吸收穩(wěn)定系統(tǒng)的低溫硫腐蝕，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，保證裝置的長(zhǎng)周期安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬伯文.催化裂化裝置技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)石化出版社，2003.

[2]孟卿君.劉漢斌.李志健.水處理劑-配方、工藝及設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2018.