芳烴抽提裝置環(huán)丁砜溶劑對設備腐蝕的原因及措施

趙文強(中國石油蘭州石化分公司 甘肅 730060)

中國石油蘭州石化分公司0.4MT/a芳烴抽提裝置于1999年1月建成投產(chǎn),該裝置與0.8MT/a連續(xù)重整裝置為一體聯(lián)合裝置，以重整產(chǎn)物之一的脫戊烷油為原料 ,采用中國石化工程建設公司（SEI）的環(huán)丁砜抽提技術(shù),由原料分餾、抽提、精餾、溶劑油分離等 4個部分組成 ,主要產(chǎn)品為非芳烴、苯類、輕烴、180＃航空洗滌汽油。本文主要對針對蘭州石化公司0.8MT/a連續(xù)重整與0.4MT/a芳烴抽提聯(lián)合裝置中環(huán)丁砜對現(xiàn)有設備腐蝕的緣由進行分析,提出解決這一問題的優(yōu)化方法。

一、裝置運行中造成設備腐蝕的原因

1．環(huán)丁砜劣化造成設備硫腐蝕

環(huán)丁砜作為芳烴抽提裝置的溶劑系統(tǒng)，在循環(huán)運行中，受到高溫、高含水量及雜質(zhì)環(huán)丁烯砜的影響，引起了環(huán)丁砜溶劑的分解，產(chǎn)生硫酸、磺酸、硫化物等物質(zhì)，導致芳烴抽提裝置被局部腐蝕、均勻腐蝕及沖刷腐蝕。

2.環(huán)丁砜中雜質(zhì)的劣化產(chǎn)生酸腐物質(zhì)，加重了設備腐蝕

環(huán)丁砜中含有雜質(zhì)環(huán)丁烯砜，這種物質(zhì)受熱并與水形成SO2-3或SO2-4，這些酸性物質(zhì)對環(huán)丁砜的開環(huán)起到了催化作用，加速了環(huán)丁砜的劣化。并且環(huán)丁砜中雜質(zhì)含量越高，則產(chǎn)生的SO2-3或SO2-4就越多，溶劑的酸性就越強，對芳烴抽提裝置的腐蝕就越明顯。

3．溫度升高加速環(huán)丁砜的劣化

環(huán)丁砜的劣化的速度主要受到的溫度的影響,在220℃的溫度下，環(huán)丁砜產(chǎn)生二氧化硫的速度很緩慢，但隨著溫度的逐漸升高，環(huán)丁砜分解的速度明顯增快，在240℃時，環(huán)丁砜分解、產(chǎn)生大量的SO2的速度是在220℃時的8倍。通過以上數(shù)據(jù)，能夠看出溫度越高，則環(huán)丁砜劣化就越快，產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會越多，對芳烴抽提裝置的腐蝕就越嚴重。

4．高溫下氧氣加速了環(huán)丁砜劣化，加快了設備腐蝕

在常溫下密封條件下，環(huán)丁砜為無色液體，但通常我們看到的環(huán)丁砜呈淡黃色，這主要是由于氧化造成的。專業(yè)的實驗數(shù)據(jù)也證實也這種現(xiàn)象，進行環(huán)丁砜溶劑劣化試驗的溫度設定在180℃，用不同純度的氮氣進行保護，當氧含量小于0.5%時,試驗溶劑的PH值與劣化時間關(guān)系曲線的下降趨勢較為平緩，表明試驗溶劑中的酸性物質(zhì)較少；但當氧含量大于0.5%時,試驗溶劑的PH值與劣化時間關(guān)系曲線的下降趨勢則變得較為嚴重，表明試驗溶劑中的酸性物質(zhì)較多。這個試驗說明高溫下氧氣含量增加，導致環(huán)丁砜的劣化速度加快，產(chǎn)生了較多的酸性物質(zhì)，加快了芳烴抽提裝置的腐蝕速度。

5.環(huán)丁砜中氯累積造成設備氯腐蝕

2010 年，我芳烴抽提裝置環(huán)丁砜抽提系統(tǒng)溶劑高溫換熱設備腐蝕嚴重,被迫停工搶修。溶劑再生塔C-307塔頂破沫網(wǎng)支架腐蝕十分嚴重，多次脫落，影響再生塔正常使用。溶劑的損耗造成再沸器E-307、E-309局部溫度過高而結(jié)焦，影響取熱效果,從而使汽提塔C-303，回收塔C-304塔底溫度一度無法達到指標值160～180℃，對整個芳烴抽提系統(tǒng)有較大的影響，經(jīng)裝置停工檢修處理中對其循環(huán)溶劑環(huán)丁砜進行分析,發(fā)現(xiàn)了大量的硫酸根、磺酸根，同時還發(fā)現(xiàn)大量的Cl-，這些Cl-主要是由原材料經(jīng)脫氯處理后殘留部分經(jīng)長時間積累而來。因Cl-對大多數(shù)的材料都具有腐蝕性，大量Cl-的存在，降低了環(huán)丁砜溶劑的PH值，增加溶劑的酸度，加速了環(huán)丁砜的分解，導致抽提系統(tǒng)設備的腐蝕加劇。

二、降低環(huán)丁砜抽提系統(tǒng)設備腐蝕的措施

1.盡量降低環(huán)丁砜中的雜質(zhì)含量，以減少設備的硫腐蝕

因環(huán)丁砜中的雜質(zhì)環(huán)丁烯砜在高溫下裂解產(chǎn)生SO2,并與水生成SO2-3或SO2-4,使環(huán)丁砜溶劑系統(tǒng)酸性增加，加速了環(huán)丁砜開環(huán)水解，加劇對抽提系統(tǒng)設備的腐蝕。所以,要減少設備的腐蝕，必須選用優(yōu)質(zhì)的環(huán)丁砜作為溶劑原料，盡量降低環(huán)丁砜中環(huán)丁烯砜含量,以減少含硫腐蝕物質(zhì)的量，有助于減少設備的硫腐蝕。

2．降低環(huán)丁砜劣化造成的磺酸類腐蝕

為了使生產(chǎn)運行中環(huán)丁砜溶劑保持良好的性質(zhì)，目前國內(nèi)普遍采用添加劑來中和環(huán)丁砜分解而形成的各種酸性物質(zhì)，從而降低這些酸性物質(zhì)對設備的腐蝕，同時減緩環(huán)丁砜的分解劣化。蘭州石化公司芳烴抽提裝置，環(huán)丁砜抽提系統(tǒng)的添加劑主要有兩種：一種是調(diào)節(jié)系統(tǒng)PH值用的醇胺類化合物——單乙醇胺（MEA），另一種是抑制環(huán)丁砜發(fā)泡用的硅油。

（1）當采貧溶劑樣品中PH值低于指標后，就向回流罐D(zhuǎn)302添加單乙醇胺（MEA）來中和系統(tǒng)中的酸性物質(zhì)，從而減少對設備的腐蝕。

（2）5%含量的硅油與精餾工段的二甲苯混合進入消泡劑罐D(zhuǎn)305，經(jīng)P317物料輸送后至C303防止汽提塔發(fā)泡造成系統(tǒng)波動

3.優(yōu)化工藝參數(shù)后嚴格控制溫度

因環(huán)丁砜在220℃以上溫度時分解的速度加快，所以在生產(chǎn)中應嚴格控制溫度，特別是加熱介質(zhì)的溫度不能超過220℃；溶劑循環(huán)系統(tǒng)的塔底溫度控制在 180℃以下，塔頂溫度要控制在175℃以下；回收塔要采用負壓操作，以保證環(huán)丁砜可以在較低的溫度下與芳烴分離，避免汽化后隨芳烴跑損或熱分解。

4．減少空氣中氧氣對環(huán)丁砜溶劑的影響

為防止氧氣的進入抽提系統(tǒng)的裝置內(nèi)，均對溶劑原料罐，濕溶劑罐投用嚴格的氮封處理。并定期對設備進行嚴格的氮氣置換。在將新鮮環(huán)丁砜加注至T302溶劑罐過程中，要采用槽車直接加注法，以避免環(huán)丁砜與空氣的接觸，減少空氣中氧氣對環(huán)丁砜溶劑的影響。

結(jié)論

在芳烴抽提系統(tǒng)中，環(huán)丁砜對設備的腐蝕是不可避免的現(xiàn)象，但我們可以采取降低環(huán)丁砜中雜質(zhì)的含量、嚴格控制溫度、優(yōu)化加注方法等措施，降低環(huán)丁砜的劣化速度，減少環(huán)丁砜溶劑酸性物質(zhì)的含量，從而減輕其對芳烴抽提設備的腐蝕。