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【摘 要】伴随着我国石化工业产业的发展,在炼油和石油化工生产中催化重整发挥着越来越重要的作用。催化重整不仅可以生产出高辛烷值的汽油,不断提高所生产汽油产品的质量,还可以生产以芳烃为主的化工基础原料,同时产出的副产品氢气还可以成为炼厂低成本氢气的重要来源。然而不容忽视的是,氯腐蚀问题始终困扰着催化重整装置,对稳定的生产构成不小的影响。因此,深入探讨炼油催化重整装置中氯腐蚀相关问题具有十分重要的现实意义。
【关键词】催化重整装置;氯腐蚀;影响;防范措施
在石化生产中,催化重整装置应用已较为成熟,但重整装置的氯腐蚀问题始终影响着生产的稳定和生产产品的质量,若产生氯腐蚀现象,则可能造成换热器的管程堵塞、预加氢反应器的系统压降增大、压缩机气阀动作失灵、蒸发脱水塔回流控制阀和压力控制阀失灵等问题,进而引发设备运行故障,严重的话甚至可能诱发重整装置出现较为重大的安全生产事故。所以必须予以足够的重视。
1.重整装置中氯的来源,以及氯腐蚀对装置的影响分析
1.1重整装置中氯的来源以及系统设备中的含氯量
在石化生产中,重整原料主要为直馏汽油,其通常是从常减压装置中得来的。一般情况下,重整原料中含有的氯主要产生于两个方面:一方面,在原油的开采及输送过程中,为提升原油开采量或是为达到降低原油凝固点,以方便运输的目的,常常会在原油中加人少量有机氯化合物,这些氯化合物会随重整原料一同进入到重整装置当中;另一方面,固定床通常有一个半再生式催化重整装置,其所采用的是一般为全氯型催化剂,在重整装置的运行过程当中,为提高其催化的活性,使生产产品的选择性和稳定性更佳,就需要将催化剂水氯环境控制在一个平衡状态下,这样就需要在生产环节中不断地向重整装置中注入水及二氯乙烷或是三氯乙烯,以实现控制催化剂水氯平衡的目的。以上原因正是重整装置氯的来源,进而产生氯腐蚀的根本原因。
1.2氯腐蚀对重整装置的影响分析
在石化生产中,由于重整原料中不可避免地含有大量氯,若无法及时有效地脱离这些氯,其就可能会对重整装置产生较为严重的腐蚀现象,腐蚀还会进一步引发设备及管路的堵塞等问题。实践表明:在重整原料当中,氯通常是以有机物形式存在的,当加入预加氢之后,即会发生反应,反应生成的HCL再与预加氢发生反应,最终形成的NH4CL正是造成重整装置管线及相关设备堵塞现象的元凶。而且,那些没有来得及分离出来的带盐水会随液相进人蒸发塔中,这还会对装置后路的调节阀等造成较大的影响,严重的情况下,蒸发脱水塔的进料阀及塔顶回流阀,以及压控阀均会出现失灵问题。可以说,严重的腐蚀内漏及堵塞常常会造成石化生产重整装置的非计划停工,不仅影响正常的生产活动,还降低了换热器等设备的使用寿命,并引起重整生产波动,对生产产品的质量产生不利影响。
2.采取脱氯方法预防重整装置氯腐蚀的措施
2.1注入水或缓蚀剂来实现脱氯防腐
一是在预加氢系统的低温部位注入适量的水,以洗除氯盐。但是这种方法可能会产生较大的副面作用:注水会增大酸腐蚀,同时,循环氢及外送氢气中水分子的增加,会使重整装置外送氢气的线路增多,在寒冷的冬季极易出现管线冻结现象,也会对设备的平稳生产造成不利影响。
另一种方法就是向装置中注入缓蚀剂。缓蚀剂的使用条件是:缓蚀剂和汽油按1:10的体积1:10的比例进行稀释后,采用计量泵连续地注入到塔顶。生产实践表明,对注剂前腐蚀情况较为严重的重整装置中注入防蚀剂后,加氢缓蚀剂会对装置腐蚀起到较为良好的防护作用。但需要注意的是,预分馏塔内已出现的腐蚀现象改善有限,这是由于预分馏塔回流罐中的水量极少,通常要求八小时排放一次,若排放不及时,就会造成氯盐积聚引起沉积堵塞问题。此外,由于加氢塔的腐蚀通常要远大于预分馏塔腐蚀,缓蚀剂在预分馏塔中更能起到较好的防护效果。
可以说,使用加氢缓蚀剂能够在一定程度上解决使用传统缓蚀剂过程中可能出现的缓蚀剂结晶、沉淀,进而堵塞管线、管道和泵,进而导致缓蚀剂不能正常使用的问题,是保证重整装置长期平稳运行的有效措施。但这种方法只能对液相管线有一定的保护作用,对气中氯造成的腐蚀作用不明显。
2.2防治重整装置氯腐蚀还应采取的措施
(1)在预加氢高温脱氯罐单罐的基础上,增设一个并联的高温脱氯罐,以避免因更换脱氯剂期间产生铵盐而发生腐蚀的问题。同时对工艺流程进行改造,使脱氯罐在正向穿透后,还可反向投用,这样可延长脱氯剂三分之一左右的寿命。
(2)对预加氢系统设备和管线进行材质的升级。如将换热器管及加热炉炉管更换为铝钛共渗管材。
(3)在最有可能发生内漏的换热器处增设旁路,以方便随时进行不停车的检修。
(4)对不同型号的高温脱氯剂进行优选,以筛选出更适合具体现场生产的高效脱氯剂。
(5)当脱氯罐外送氢气中,氯化氢含量在达到1Lg/g时,应立即切换脱氯罐或更换脱氯剂。
(6)若考虑预加氢低温部位需进一步进行脱硫、脱氯和脱氮,则可增设一套注水电解法脱氯脱氮设备。
(7)实践表明,在重整原料充足、条件允许的前提下,可在催化重整预分馏塔中多甩拔头油,也是减轻预加氢反应器前系统氯腐蚀的有效措施。
(8)采用在线腐蚀监测技术,使用腐蚀探针或建立旁路腐蚀实验,做好挂片试验,并定期开展定点测厚工作,加强对腐蚀的监测和预防工作。
3.以水冷器为例分析催化重整装置氯腐蚀防范对策
3.1提高设备材质等级
针对管束管头环焊缝等区域易发生腐蚀现象,以及管束外壁常出现均匀腐蚀问题,提高设备材质的等级是一种有效的防腐蚀措施。当然,该办法费用相对较高,在选材时应进行综合考虑。
3.2在管束内壁上涂刷高耐蚀的防腐蚀涂料
涂层防腐蚀费用低、效果好,当前应用较多的冷换设备涂料主要为环氧型及改性环氧树脂涂料。但此类涂料存在不耐高温、易产生局部破损及附着力不强等弊端,会对使用效果产生不良影响。
3.3阴极保护法
用牺牲阳极法对管板和芯子进行保护,是防止水冷器氯腐蚀的重要手段之一。在冷换设备上主要应用的是牺牲阳极保护法。
3.4涂料和阴极保护综合防腐蚀
冷换设备的腐蚀主要发生于管口焊接部位,由于残余应力的存在,加之冲刷和介质腐蚀的双重作用,该部位最为脆弱。可考虑采用涂料+阴极保护措施。
4.结语
伴随着我国汽车工业发展,以及民众环保意识的增强,催化重整稳定汽油作为清洁汽油越来越得到人们的重视。然而随着长期的油田开采,原油质量有所下降,使得石化生产中催化重整装置氯腐蚀日益加剧。深入探讨和研究催化重整装置中的氯腐蚀问题,并采取有效措施防范氯腐蚀,才能确保证重整装置安全稳定的生产。
【参考文献】
[1]尹博文.催化重整装置氯腐蚀问题的探讨[J].广州化工,2011(7).
[2]魏尧忠,姬玲.氯对炼油催化重整装置的腐蚀分析及对策研究[J].中国石油和化工标准与质量,2013(20).
【关键词】催化重整装置;氯腐蚀;影响;防范措施
在石化生产中,催化重整装置应用已较为成熟,但重整装置的氯腐蚀问题始终影响着生产的稳定和生产产品的质量,若产生氯腐蚀现象,则可能造成换热器的管程堵塞、预加氢反应器的系统压降增大、压缩机气阀动作失灵、蒸发脱水塔回流控制阀和压力控制阀失灵等问题,进而引发设备运行故障,严重的话甚至可能诱发重整装置出现较为重大的安全生产事故。所以必须予以足够的重视。
1.重整装置中氯的来源,以及氯腐蚀对装置的影响分析
1.1重整装置中氯的来源以及系统设备中的含氯量
在石化生产中,重整原料主要为直馏汽油,其通常是从常减压装置中得来的。一般情况下,重整原料中含有的氯主要产生于两个方面:一方面,在原油的开采及输送过程中,为提升原油开采量或是为达到降低原油凝固点,以方便运输的目的,常常会在原油中加人少量有机氯化合物,这些氯化合物会随重整原料一同进入到重整装置当中;另一方面,固定床通常有一个半再生式催化重整装置,其所采用的是一般为全氯型催化剂,在重整装置的运行过程当中,为提高其催化的活性,使生产产品的选择性和稳定性更佳,就需要将催化剂水氯环境控制在一个平衡状态下,这样就需要在生产环节中不断地向重整装置中注入水及二氯乙烷或是三氯乙烯,以实现控制催化剂水氯平衡的目的。以上原因正是重整装置氯的来源,进而产生氯腐蚀的根本原因。
1.2氯腐蚀对重整装置的影响分析
在石化生产中,由于重整原料中不可避免地含有大量氯,若无法及时有效地脱离这些氯,其就可能会对重整装置产生较为严重的腐蚀现象,腐蚀还会进一步引发设备及管路的堵塞等问题。实践表明:在重整原料当中,氯通常是以有机物形式存在的,当加入预加氢之后,即会发生反应,反应生成的HCL再与预加氢发生反应,最终形成的NH4CL正是造成重整装置管线及相关设备堵塞现象的元凶。而且,那些没有来得及分离出来的带盐水会随液相进人蒸发塔中,这还会对装置后路的调节阀等造成较大的影响,严重的情况下,蒸发脱水塔的进料阀及塔顶回流阀,以及压控阀均会出现失灵问题。可以说,严重的腐蚀内漏及堵塞常常会造成石化生产重整装置的非计划停工,不仅影响正常的生产活动,还降低了换热器等设备的使用寿命,并引起重整生产波动,对生产产品的质量产生不利影响。
2.采取脱氯方法预防重整装置氯腐蚀的措施
2.1注入水或缓蚀剂来实现脱氯防腐
一是在预加氢系统的低温部位注入适量的水,以洗除氯盐。但是这种方法可能会产生较大的副面作用:注水会增大酸腐蚀,同时,循环氢及外送氢气中水分子的增加,会使重整装置外送氢气的线路增多,在寒冷的冬季极易出现管线冻结现象,也会对设备的平稳生产造成不利影响。
另一种方法就是向装置中注入缓蚀剂。缓蚀剂的使用条件是:缓蚀剂和汽油按1:10的体积1:10的比例进行稀释后,采用计量泵连续地注入到塔顶。生产实践表明,对注剂前腐蚀情况较为严重的重整装置中注入防蚀剂后,加氢缓蚀剂会对装置腐蚀起到较为良好的防护作用。但需要注意的是,预分馏塔内已出现的腐蚀现象改善有限,这是由于预分馏塔回流罐中的水量极少,通常要求八小时排放一次,若排放不及时,就会造成氯盐积聚引起沉积堵塞问题。此外,由于加氢塔的腐蚀通常要远大于预分馏塔腐蚀,缓蚀剂在预分馏塔中更能起到较好的防护效果。
可以说,使用加氢缓蚀剂能够在一定程度上解决使用传统缓蚀剂过程中可能出现的缓蚀剂结晶、沉淀,进而堵塞管线、管道和泵,进而导致缓蚀剂不能正常使用的问题,是保证重整装置长期平稳运行的有效措施。但这种方法只能对液相管线有一定的保护作用,对气中氯造成的腐蚀作用不明显。
2.2防治重整装置氯腐蚀还应采取的措施
(1)在预加氢高温脱氯罐单罐的基础上,增设一个并联的高温脱氯罐,以避免因更换脱氯剂期间产生铵盐而发生腐蚀的问题。同时对工艺流程进行改造,使脱氯罐在正向穿透后,还可反向投用,这样可延长脱氯剂三分之一左右的寿命。
(2)对预加氢系统设备和管线进行材质的升级。如将换热器管及加热炉炉管更换为铝钛共渗管材。
(3)在最有可能发生内漏的换热器处增设旁路,以方便随时进行不停车的检修。
(4)对不同型号的高温脱氯剂进行优选,以筛选出更适合具体现场生产的高效脱氯剂。
(5)当脱氯罐外送氢气中,氯化氢含量在达到1Lg/g时,应立即切换脱氯罐或更换脱氯剂。
(6)若考虑预加氢低温部位需进一步进行脱硫、脱氯和脱氮,则可增设一套注水电解法脱氯脱氮设备。
(7)实践表明,在重整原料充足、条件允许的前提下,可在催化重整预分馏塔中多甩拔头油,也是减轻预加氢反应器前系统氯腐蚀的有效措施。
(8)采用在线腐蚀监测技术,使用腐蚀探针或建立旁路腐蚀实验,做好挂片试验,并定期开展定点测厚工作,加强对腐蚀的监测和预防工作。
3.以水冷器为例分析催化重整装置氯腐蚀防范对策
3.1提高设备材质等级
针对管束管头环焊缝等区域易发生腐蚀现象,以及管束外壁常出现均匀腐蚀问题,提高设备材质的等级是一种有效的防腐蚀措施。当然,该办法费用相对较高,在选材时应进行综合考虑。
3.2在管束内壁上涂刷高耐蚀的防腐蚀涂料
涂层防腐蚀费用低、效果好,当前应用较多的冷换设备涂料主要为环氧型及改性环氧树脂涂料。但此类涂料存在不耐高温、易产生局部破损及附着力不强等弊端,会对使用效果产生不良影响。
3.3阴极保护法
用牺牲阳极法对管板和芯子进行保护,是防止水冷器氯腐蚀的重要手段之一。在冷换设备上主要应用的是牺牲阳极保护法。
3.4涂料和阴极保护综合防腐蚀
冷换设备的腐蚀主要发生于管口焊接部位,由于残余应力的存在,加之冲刷和介质腐蚀的双重作用,该部位最为脆弱。可考虑采用涂料+阴极保护措施。
4.结语
伴随着我国汽车工业发展,以及民众环保意识的增强,催化重整稳定汽油作为清洁汽油越来越得到人们的重视。然而随着长期的油田开采,原油质量有所下降,使得石化生产中催化重整装置氯腐蚀日益加剧。深入探讨和研究催化重整装置中的氯腐蚀问题,并采取有效措施防范氯腐蚀,才能确保证重整装置安全稳定的生产。
【参考文献】
[1]尹博文.催化重整装置氯腐蚀问题的探讨[J].广州化工,2011(7).
[2]魏尧忠,姬玲.氯对炼油催化重整装置的腐蚀分析及对策研究[J].中国石油和化工标准与质量,2013(20).