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[摘 要]在中国石油长庆石化分公司连续重整装置运行过程中,由于其中需要加入氯元素,因此容易造成氯腐蚀问题,严重影响连续重整装置的运行质量和效率。基于此,本文首先提出氯对连续重整装置的危害,进而提出相应的解决对策。
[关键词]连续重整装置;危害;对策;氯
中图分类号:TQ202 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)11-0210-01
引言
中国石油长庆石化分公司生产当中,连续重整装置(60万t/年)采用了Axens开发的OCTANIZING超低压连续重整工艺技术,其主要原料包括直流石脑油、加氢裂化重石脑油、柴油加氢重石脑油,采用了金属性、酸性催化剂,其中由氯为酸性提供活性中心,为了保障催化剂反应活性需求,所以在连续重整装置运行中长期注入氯化剂。但由于氯元素具有非常强的腐蚀作用,再加上连续重整装置结构复杂、金属构件多,从而出现了腐蚀、堵塞等问题。这就需要针对连续重整装置中氯的危害提出解决措施,从而延长连续重整装置的使用寿命,保证生产效率及装置的长周期运行。
1、连续重整装置中氯的危害
1.1反应单元
长庆石化分公司连续重整装置中的催化剂为铂-锡双金属催化剂(PS-VI),酸性是由酸性组分氯提供,注氯剂采用了四氯乙烯。载体(γ-Al O )表面有一定数量的羟基,在一定的条件下,可以部分脱水而生成氧桥;氧桥又可以与环境气氛中的HCl反生交换反应,使氯被固定在载体表面上。此催化剂在选择性、活性方面较好,温度对烷烃脱氢环化反应速度大于加氢裂化速率,所以在实际表现上更加优越。可以保持在超低压(0.2-0.3MPa)和高温(510℃)环境中长期运转。
1.2对装置的腐蚀影响
(1)再生加热器腐蚀
催化剂在经过了流动提升之后,再加上管线壁磨损问题,会导致表面积下降,内部持氯能力降低。为了能够保障重整反应深度以及转化率,就必须要提升氯的含量,确保催化剂中的氯元素含量。增加的注氯量无法全部被催化剂所吸收,导致再生部分的氯流失到再生空气单元,这些酸性气体在还原室当中变成了强酸,在低位位置沉淀,长期造成加热器腐蚀问题。
(2)脱氯罐下游单元腐蚀
如果脱氯罐当中所吸附的氯元素达到饱和情况,或者因为其他因素造成脱氯剂当中氯元素被冲入到下游单元,则会增强破坏性效果。其中,脱戊烷塔塔盘構件、重沸器、空冷机构、脱已烷塔等会逐渐被侵蚀,之后是苯抽提系统也会被腐蚀,从而造成一系列的损坏。
(3)加热炉长明灯堵塞
重整四合一炉可能会造成长明灯结盐堵塞等情况,从而影响炉内加热系统正常运行。通过对结盐部位进行分析可知主要是铵盐成分,因为脱戊烷塔压力由外排瓦斯阀进行控制,塔顶回流罐不凝气当中含有大量的氯化氢和氨气,这些氯化氢和氨气通过外排瓦斯阀排入瓦斯系统,累积生成铵盐。通常情况下,装置中的长明灯火嘴较细,因此一旦出现铵盐堆积就会出现堵塞问题。
1.3对苯抽提产品的影响
在再生氧氯化段加需要加入氯化剂,一旦脱氯罐处理性能不符合标准,就会将氯元素带入到苯抽提单元当中,通常会存储在进料位置,从而造成苯抽提单元溶剂环丁砜发生化学反应,生成酸性物质,导致环丁砜分解,降低了抽提溶剂的选择性与溶解性。同时氯气、氯物质会对抽提设备造成腐蚀影响,降低生产工艺参数。在上次苯抽提单元大检过程中,发现了抽提汽提塔重沸器存在着严重的腐蚀问题,很多蒸汽泄露进入到塔内,提高了塔釜温度控制难度,压力超标。因为很多溶剂分解会降低PH值,逐渐朝向酸性发展,并加剧了溶剂分解,导致溶剂氧化变质,对工艺管线与相关设备造成腐蚀,出现大量溶剂跑损问题。
2、针对连续重整装置中氯危害的解决对策
2.1氯腐蚀解决措施
(1)油路氯腐蚀措施
开展脱氯罐的技术改良项目,更换现有的脱氯剂,总量控制在75t左右,操作压力保持在1.4MPa,操作温度控制在40℃,采用上进下出的脱氯罐形式。通过技术改进,对脱氯罐进出口进行采样分析,得出进出口位置的氯元素或氯物质含量,最终得出的结果均小于0.5mg/kg,能够达到工业生产要求。
在重整之后进行投入运转,在一年之后出现了脱氯剂穿透情况,下游设备频繁出现铵盐堵塞问题,需要展开注水处理,部分阀门由于长期腐蚀问题造成泄露。此时本工程更换了JX-5D脱氯剂,在经过了一年的使用时间,重整生成油脱氯罐脱氯效果明显下降,之后将脱氯剂更换为KT4061低温液相脱氯剂。通过调查结果可知,当今我国很多的石化企业中重整装置都在频繁使用国内外液相脱氯剂,大部分都在半年时间产生了穿透问题,所以更换周期通常是6个月。为了能够避免分馏系统氯腐蚀以及铵盐堵塞等问题,并且满足连续重整装置长周期运行要求,要求重整生成油脱氯剂由1年更换1次变为1年更换2次,并设置备用一个脱氯罐,这样可以缓解更换脱氯剂期间的氯腐蚀问题。
(2)气路氯腐蚀解决措施
为了能够缓解分馏系统氯腐蚀、铵盐堵塞等问题,满足连续重整装置长周期运行,需要定期对脱氯剂进行更换。通过对氢气脱氯罐当中的氢气进行分析可知,脱氯后的氢气中氯体积分数都在0.1μL/L以内,脱氯效果可以满足行业标准。但是通过动态检测发现,氢气当中的氯体积有逐渐上升的趋势,导致下游煤柴油加氢裂化装置使用重整氢气之后产生了换热器压差上升情况,这是因为在重整氢气中氯造成换热器壳程表面生成了铵盐结晶,造成气路堵塞。通过按照生产标准对重整氢气脱氯罐进行多次氯化剂更换,这样即可有效控制下游换热器压差,提高了下游氢装置生产的稳定性。
2.2装置氯腐蚀控制措施
氯腐蚀控制措施主要有以下几点:(1)做好日常重整反应系统水-氯的平衡工作,控制进料当中的水含量,这样可以降低催化剂当中的氯损失;(2)加强催化剂比表面、氯含量的分析,定期对氯化氢、循环氢水含量进行监测,根据一段时间的催化剂比表面积下降趋势、氯损失情况明确催化剂具体的更换周期;(3)加强重整生成油脱氯罐日常使用的检查工作,对其操作条件进行优化,确保生成油脱氯剂的实际应用效果。并结合最终的试验效果,明确催化剂运转周期,并定时更换脱氯剂;(4)在进料阶段,需要严格控制氮、氯含量,对低温部位形成的铵盐量进行控制。
结束语
综上所述,随着我国石油化工事业不断发展,当今连续重整装置的应用也更加广泛,由于连续重整装置中氯气、铵盐会对整个装置系统造成腐蚀、堵塞影响,这就需要在此基础上,提出氯腐蚀、堵塞的解决措施与控制对策,从而确保连续重整装置正常运行。
参考文献
[1]陈国平. 氯化铵盐对连续重整装置的影响与对策[J]. 广州化工, 2010, 38(11):175-177.
[2]孟凡辉. 连续重整装置氯腐蚀问题分析及对策[J]. 云南化工, 2014, 41(3):53-54.
[3]姚伟, 周媛媛, 杨勐, et al. 连续重整装置氯的危害及对策[J]. 现代化工, 2016(10):154-156.
[关键词]连续重整装置;危害;对策;氯
中图分类号:TQ202 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)11-0210-01
引言
中国石油长庆石化分公司生产当中,连续重整装置(60万t/年)采用了Axens开发的OCTANIZING超低压连续重整工艺技术,其主要原料包括直流石脑油、加氢裂化重石脑油、柴油加氢重石脑油,采用了金属性、酸性催化剂,其中由氯为酸性提供活性中心,为了保障催化剂反应活性需求,所以在连续重整装置运行中长期注入氯化剂。但由于氯元素具有非常强的腐蚀作用,再加上连续重整装置结构复杂、金属构件多,从而出现了腐蚀、堵塞等问题。这就需要针对连续重整装置中氯的危害提出解决措施,从而延长连续重整装置的使用寿命,保证生产效率及装置的长周期运行。
1、连续重整装置中氯的危害
1.1反应单元
长庆石化分公司连续重整装置中的催化剂为铂-锡双金属催化剂(PS-VI),酸性是由酸性组分氯提供,注氯剂采用了四氯乙烯。载体(γ-Al O )表面有一定数量的羟基,在一定的条件下,可以部分脱水而生成氧桥;氧桥又可以与环境气氛中的HCl反生交换反应,使氯被固定在载体表面上。此催化剂在选择性、活性方面较好,温度对烷烃脱氢环化反应速度大于加氢裂化速率,所以在实际表现上更加优越。可以保持在超低压(0.2-0.3MPa)和高温(510℃)环境中长期运转。
1.2对装置的腐蚀影响
(1)再生加热器腐蚀
催化剂在经过了流动提升之后,再加上管线壁磨损问题,会导致表面积下降,内部持氯能力降低。为了能够保障重整反应深度以及转化率,就必须要提升氯的含量,确保催化剂中的氯元素含量。增加的注氯量无法全部被催化剂所吸收,导致再生部分的氯流失到再生空气单元,这些酸性气体在还原室当中变成了强酸,在低位位置沉淀,长期造成加热器腐蚀问题。
(2)脱氯罐下游单元腐蚀
如果脱氯罐当中所吸附的氯元素达到饱和情况,或者因为其他因素造成脱氯剂当中氯元素被冲入到下游单元,则会增强破坏性效果。其中,脱戊烷塔塔盘構件、重沸器、空冷机构、脱已烷塔等会逐渐被侵蚀,之后是苯抽提系统也会被腐蚀,从而造成一系列的损坏。
(3)加热炉长明灯堵塞
重整四合一炉可能会造成长明灯结盐堵塞等情况,从而影响炉内加热系统正常运行。通过对结盐部位进行分析可知主要是铵盐成分,因为脱戊烷塔压力由外排瓦斯阀进行控制,塔顶回流罐不凝气当中含有大量的氯化氢和氨气,这些氯化氢和氨气通过外排瓦斯阀排入瓦斯系统,累积生成铵盐。通常情况下,装置中的长明灯火嘴较细,因此一旦出现铵盐堆积就会出现堵塞问题。
1.3对苯抽提产品的影响
在再生氧氯化段加需要加入氯化剂,一旦脱氯罐处理性能不符合标准,就会将氯元素带入到苯抽提单元当中,通常会存储在进料位置,从而造成苯抽提单元溶剂环丁砜发生化学反应,生成酸性物质,导致环丁砜分解,降低了抽提溶剂的选择性与溶解性。同时氯气、氯物质会对抽提设备造成腐蚀影响,降低生产工艺参数。在上次苯抽提单元大检过程中,发现了抽提汽提塔重沸器存在着严重的腐蚀问题,很多蒸汽泄露进入到塔内,提高了塔釜温度控制难度,压力超标。因为很多溶剂分解会降低PH值,逐渐朝向酸性发展,并加剧了溶剂分解,导致溶剂氧化变质,对工艺管线与相关设备造成腐蚀,出现大量溶剂跑损问题。
2、针对连续重整装置中氯危害的解决对策
2.1氯腐蚀解决措施
(1)油路氯腐蚀措施
开展脱氯罐的技术改良项目,更换现有的脱氯剂,总量控制在75t左右,操作压力保持在1.4MPa,操作温度控制在40℃,采用上进下出的脱氯罐形式。通过技术改进,对脱氯罐进出口进行采样分析,得出进出口位置的氯元素或氯物质含量,最终得出的结果均小于0.5mg/kg,能够达到工业生产要求。
在重整之后进行投入运转,在一年之后出现了脱氯剂穿透情况,下游设备频繁出现铵盐堵塞问题,需要展开注水处理,部分阀门由于长期腐蚀问题造成泄露。此时本工程更换了JX-5D脱氯剂,在经过了一年的使用时间,重整生成油脱氯罐脱氯效果明显下降,之后将脱氯剂更换为KT4061低温液相脱氯剂。通过调查结果可知,当今我国很多的石化企业中重整装置都在频繁使用国内外液相脱氯剂,大部分都在半年时间产生了穿透问题,所以更换周期通常是6个月。为了能够避免分馏系统氯腐蚀以及铵盐堵塞等问题,并且满足连续重整装置长周期运行要求,要求重整生成油脱氯剂由1年更换1次变为1年更换2次,并设置备用一个脱氯罐,这样可以缓解更换脱氯剂期间的氯腐蚀问题。
(2)气路氯腐蚀解决措施
为了能够缓解分馏系统氯腐蚀、铵盐堵塞等问题,满足连续重整装置长周期运行,需要定期对脱氯剂进行更换。通过对氢气脱氯罐当中的氢气进行分析可知,脱氯后的氢气中氯体积分数都在0.1μL/L以内,脱氯效果可以满足行业标准。但是通过动态检测发现,氢气当中的氯体积有逐渐上升的趋势,导致下游煤柴油加氢裂化装置使用重整氢气之后产生了换热器压差上升情况,这是因为在重整氢气中氯造成换热器壳程表面生成了铵盐结晶,造成气路堵塞。通过按照生产标准对重整氢气脱氯罐进行多次氯化剂更换,这样即可有效控制下游换热器压差,提高了下游氢装置生产的稳定性。
2.2装置氯腐蚀控制措施
氯腐蚀控制措施主要有以下几点:(1)做好日常重整反应系统水-氯的平衡工作,控制进料当中的水含量,这样可以降低催化剂当中的氯损失;(2)加强催化剂比表面、氯含量的分析,定期对氯化氢、循环氢水含量进行监测,根据一段时间的催化剂比表面积下降趋势、氯损失情况明确催化剂具体的更换周期;(3)加强重整生成油脱氯罐日常使用的检查工作,对其操作条件进行优化,确保生成油脱氯剂的实际应用效果。并结合最终的试验效果,明确催化剂运转周期,并定时更换脱氯剂;(4)在进料阶段,需要严格控制氮、氯含量,对低温部位形成的铵盐量进行控制。
结束语
综上所述,随着我国石油化工事业不断发展,当今连续重整装置的应用也更加广泛,由于连续重整装置中氯气、铵盐会对整个装置系统造成腐蚀、堵塞影响,这就需要在此基础上,提出氯腐蚀、堵塞的解决措施与控制对策,从而确保连续重整装置正常运行。
参考文献
[1]陈国平. 氯化铵盐对连续重整装置的影响与对策[J]. 广州化工, 2010, 38(11):175-177.
[2]孟凡辉. 连续重整装置氯腐蚀问题分析及对策[J]. 云南化工, 2014, 41(3):53-54.
[3]姚伟, 周媛媛, 杨勐, et al. 连续重整装置氯的危害及对策[J]. 现代化工, 2016(10):154-156.