常減壓蒸餾裝置常壓塔頂循結(jié)鹽分析與對(duì)策

周毓舜

摘 要：常減壓蒸餾裝置頂循結(jié)鹽問(wèn)題是困擾許多煉廠的典型問(wèn)題，是制約常減壓裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵所在。由于原料性質(zhì)劣化及受到操作調(diào)整的影響，多家大型煉化企業(yè)的常頂循系統(tǒng)及常一線抽出塔盤(pán)不同程度出現(xiàn)結(jié)鹽、結(jié)垢等腐蝕問(wèn)題，進(jìn)而帶來(lái)操作條件不穩(wěn)定、腐蝕情況加重、壓力降增大等問(wèn)題，嚴(yán)重制約裝置末期的加工量及能耗要求，常減壓蒸餾裝置的平穩(wěn)、高效、長(zhǎng)周期運(yùn)行，對(duì)下游裝置的影響程度和重要性毋庸置疑。

關(guān)鍵詞：頂循結(jié)鹽;分散劑

1 頂循結(jié)鹽原因

在原油的開(kāi)采過(guò)程中，無(wú)可避免的加入含氮類(lèi)注劑，同時(shí)塔頂注入的氨、緩蝕劑等，均構(gòu)成了塔內(nèi)結(jié)鹽組分中氮的主要來(lái)源。而電脫鹽未脫除的無(wú)機(jī)鹽，以及經(jīng)過(guò)升溫后水解或熱分解的有機(jī)氯化物，構(gòu)成了塔內(nèi)結(jié)鹽組分中氯的主要來(lái)源，進(jìn)而促進(jìn)了氯化銨鹽的生成。當(dāng)氯化銨鹽和硫化亞鐵在塔盤(pán)、降液管、管線、設(shè)備沉積時(shí)，就會(huì)帶來(lái)因銨鐵鹽沉積引起的塔壓力降上升、塔盤(pán)管線腐蝕、餾出線的銨鹽沉積等問(wèn)題。

隨著生產(chǎn)過(guò)程的推進(jìn)，裝置的結(jié)鹽問(wèn)題會(huì)逐漸顯現(xiàn)，造成常壓塔頂循環(huán)量的大幅變化，嚴(yán)重時(shí)影響常一線抽出量的變化，破壞塔內(nèi)的氣液相平衡情況，造成常壓塔塔盤(pán)有效流通面積減小，使塔盤(pán)開(kāi)孔率降低，氣相負(fù)荷增大，進(jìn)而造成常一線汽提塔液面大幅波動(dòng)現(xiàn)象，制約了常壓塔的操作彈性，嚴(yán)重危害操作穩(wěn)定性和設(shè)備安全性。

2 頂循結(jié)鹽的解決辦法

針對(duì)此現(xiàn)象，國(guó)內(nèi)普遍采用兩類(lèi)方法緩解常頂循系統(tǒng)及常一線抽出塔盤(pán)結(jié)鹽的產(chǎn)生。一種為頂循注分散劑工藝，另一種為頂循水洗除鹽工藝。裝置應(yīng)根據(jù)自身情況，深入分析數(shù)據(jù)，通過(guò)確認(rèn)結(jié)鹽介質(zhì)具體的理化性質(zhì)，謹(jǐn)慎使用除鹽技術(shù)，并堅(jiān)持做好數(shù)據(jù)跟蹤工作。

2.1 頂循注分散劑工藝

對(duì)于采用頂循注分散劑工藝的，其原理為加注一類(lèi)緩蝕劑物性的表面活性劑，注劑通過(guò)非連續(xù)性的積垢間隙在金屬表面成鈍化膜屏障，使積垢松散、并脫離金屬表面，同時(shí)使鹽分散于工藝介質(zhì)中，由常壓塔側(cè)線抽出，延緩新積垢的產(chǎn)生。這種注劑不易揮發(fā)，在塔內(nèi)與金屬的表面形成強(qiáng)而有力的結(jié)合，從而使氯化銨鹽和硫化亞鐵從金屬表面剝離，經(jīng)側(cè)線產(chǎn)品中帶出。該方法有兩種階段，一種是成膜階段，此階段下分散劑在金屬表面成膜，使沉積物脫出;另一種是阻垢階段，此階段下維持金屬表面結(jié)垢程度，使操作條件保持在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。

2.2 頂循水洗除鹽工藝

考慮到NH4Cl、H2S、HCl均可溶于水的特性，在頂循抽出油循環(huán)的基礎(chǔ)上，建立水洗除鹽單元。使抽出油與凈化水在混合器中混合，油中的鹽部分溶解在水中，經(jīng)萃取器使液流高速旋轉(zhuǎn)流動(dòng)而實(shí)現(xiàn)高效萃取，最后進(jìn)入油水分離器實(shí)現(xiàn)油水分離。溶水性鹽溶解在水中被帶出，達(dá)到頂循油在線脫鹽的目的[1]。

2.3 其他方法除鹽

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)于尚不具備水洗設(shè)施的生產(chǎn)裝置，在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)頂循系統(tǒng)結(jié)鹽問(wèn)題的，可選擇在線水洗方式去除塔頂鹽類(lèi)。通過(guò)向分餾塔頂返塔線注入新鮮水，使鹽類(lèi)溶解在水中，通過(guò)控制塔頂部及上部溫度，使水洗水通過(guò)頂部分液罐酸性水排出。此方法水洗過(guò)程中，要注意跟蹤側(cè)線餾出產(chǎn)物中水含量的變化，控制好常壓塔頂循環(huán)油的抽出和返塔溫度，待水洗完畢后，再逐步提高加工負(fù)荷。一般的常壓塔頂在操作壓力下，如果操作溫度低于水的露點(diǎn)溫度，會(huì)造成塔內(nèi)結(jié)鹽位置前移。通過(guò)提高塔頂溫度，使銨鹽在常壓塔頂空冷內(nèi)析出，向塔頂空冷前注水，將塔頂鹽類(lèi)由塔頂酸性水帶出，減輕了常壓塔塔盤(pán)的結(jié)鹽情況。

3 優(yōu)劣勢(shì)比較

3.1 加分散劑控制塔內(nèi)結(jié)鹽

加分散劑需要根據(jù)常壓塔頂循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)鹽情況，調(diào)整分散劑的加注量，其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)須改變加工負(fù)荷，加注后效果較為明顯，有效改善塔內(nèi)壓力降，利于控制產(chǎn)品質(zhì)量，但增加了生產(chǎn)過(guò)程的成本，且在加注過(guò)程中無(wú)法控制塔內(nèi)積垢物的剝離速度，有可能出現(xiàn)某一時(shí)刻大量雜質(zhì)脫出而阻塞油表、過(guò)濾器的情況。

3.2 水洗除鹽技術(shù)

水洗除鹽運(yùn)行成本較低，沒(méi)有增加動(dòng)力消耗設(shè)備，氯離子脫除率高，可以有效改善常壓塔頂循結(jié)鹽問(wèn)題，有利于裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。但增加設(shè)備產(chǎn)生的一次性投資較大，及維護(hù)仍需要資金，且增加含鹽水的排放量，對(duì)下游水處理裝置的運(yùn)行帶來(lái)額外負(fù)荷。

3.3 在線水洗法除鹽

在線水洗適用于為避免非計(jì)劃停工、提高產(chǎn)品質(zhì)量的情況。通過(guò)制定詳細(xì)的水洗方案，需適當(dāng)降低生產(chǎn)負(fù)荷，嚴(yán)格監(jiān)控各環(huán)節(jié)的操作變化情況，避免側(cè)線產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量變化情況，密切監(jiān)控排水中的氯離子及氨氮含量，且此方法效果維持時(shí)間較短，長(zhǎng)周期內(nèi)需要頻繁水洗。

4 結(jié)束語(yǔ)

蒸餾裝置常壓塔頂結(jié)鹽問(wèn)題涉及廣泛，除采用除鹽措施外，裝置還應(yīng)做好“一脫三注”、露點(diǎn)位置把控、pH值把控及材質(zhì)選型升級(jí)等工作。文中所述方法各有優(yōu)劣，在分析常減壓蒸餾裝置應(yīng)對(duì)結(jié)鹽問(wèn)題的過(guò)程中，需要對(duì)所加工原油的有機(jī)氯含量進(jìn)行跟蹤，結(jié)合常壓塔頂酸性水中氯離子含量、鐵離子含量，并參考塔頂探針的腐蝕速率曲線，分析塔頂主要的腐蝕介質(zhì)構(gòu)成和存在部位，進(jìn)而研究該工況下的腐蝕解決辦法。

裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行中，常壓塔結(jié)鹽現(xiàn)象一直是各煉廠需要攻克的難題，做好腐蝕的關(guān)鍵信息監(jiān)測(cè)，對(duì)于保證裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行具有重要且深遠(yuǎn)的意義。如何根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的對(duì)應(yīng)方法，仍需要我們更進(jìn)一步地研究與探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]華東理工大學(xué).延長(zhǎng)分餾塔頂循環(huán)油系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期的方法，中國(guó)：1031942588[P].2014-10-22