產品精制脫硫裝置減少溶劑損失和降低設備腐蝕的措施

張桅 馮爽(中國石油長慶石化公司運行二部 陜西咸陽 712000)

煉廠干氣與液化石油氣中存在的硫，特別是硫化氫能夠對下游裝置加工、產品質量、環境產生巨大的影響。假若不能有效脫除H 2S，環境保護、下游裝置加工、設備腐蝕等方面產生破壞作用。因此干氣以及液化石油氣用于化工裝置的原料或燃料，脫硫十分必要。再用于化工裝置原料時表現得更為明顯，因為催化劑的活性與壽命都會深受硫化物影響，所以在硫含量方面一定要嚴格控制。

一、產品精制脫硫裝置簡介及工藝流程

1.產品精制脫硫裝置簡介

中國石油長慶石化公司產品精制裝置2005年擴建為140萬噸/年重油催化裂化配套精制裝置。主要包括汽油精制、干氣液化氣脫硫和液化氣精制處理三部分。

2.脫硫方法簡介

干法與濕法是氣體脫硫的兩類方法，現階段干法脫硫在工業上應用得已經特別少了，醇胺法脫硫是濕法脫硫中應用最普遍的，這種方法在煉廠干氣與液化石油氣脫硫中廣泛應用。醇胺是一種弱堿，在25℃～40℃時，醇胺能吸收氣體中的硫化氫和二氧化碳，分別生產硫化去和酸式硫化及碳酸鹽和酸式碳酸鹽。當溫度升高到105℃或更高時，則分解逸出原吸收的硫化氫和二氧化碳，醇胺得到再生。目前，產品精制干氣和液化氣脫硫均采用醇胺法脫硫，在MDEA（甲基二乙醇胺）溶液中加入阻泡劑進行脫除H 2S。

二、溶劑損失和設備腐蝕原因分析及解決措施

1.減少溶劑損失

夾帶、蒸發、降解是對影響氣體脫硫溶劑損失的主要原因，溶解、乳化和夾帶是對液化石油氣脫硫溶劑損失產生影響的主要因素。胺的蒸發損失與溶解損失一直都有，兩者比較，溶解損失量高于蒸發損失量。工業上降低溶解損失與蒸發損失可以利用設置水洗措施來實現[3]。發泡損失是除胺的蒸發損失與溶解損失外最主要的損失。

（1）發泡損失

脫硫塔發泡，一方面會造成脫硫效果變差，影響凈化度，也會由于沖塔使得溶劑發生巨大的損耗，嚴重時會使得裝置不得不停工。

（2）對發泡損失降低的措施

①原料的預處理：先經預處理原料，再進入脫硫系統，固體雜質與冷凝烴等雜質能夠有效避免帶入。

②控制合適的脫硫操作溫度：脫硫塔的溫度由原料氣和貧液進塔溫度的高低多決定。

③如果脫硫裝置停工時間比較長，然后開工，一定要置換、吹掃、水洗，努力清除系統雜質，如此胺液循環才可以進行。

2.對設備腐蝕降低

（1）管道油相腐蝕機理

硫化氫對碳鋼存在強烈的腐蝕作用。腐蝕反應為:Fe+H 2S→FeS+H2↑。油氣以氣態存在時，一般腐蝕較??；以液態存在時，腐蝕較重；氣液兩相產生相變部位的腐蝕是最嚴重的。再生塔的塔盤和內件、檢修發現吸收塔、酸性氣空冷氣管束、重沸器管束、貧富液管道等腐蝕最為嚴重，管壁上充滿疏松的腐蝕產物，管束表面出現蝕坑。

（2）影響腐蝕的因素

溶劑種類

試驗結果與裝置操作表面不同溶劑的腐蝕程度，按照從大到小的順序排列是：MEA>D EA>MDEA，現階段國內煉廠脫硫裝置采用的復配溶劑大部分以MDEA溶劑或以MDEA為主體，對節能降耗外、選擇性吸收充分考慮，同時也十分注重裝置腐蝕降低。

脫硫氣分組成中CO2的影響

由于催化干氣中含有CO2，CO2與水反應生成碳酸，它會促進H 2S溶液腐蝕；在脫硫塔底部及胺液回收器位置，受胺液存在影響，CO2可以和碳鋼出現非常強烈的化合，也CO2是造成這一系統發生腐蝕的主要原因。并隨CO2含量的提高不斷加劇。

溶液中的污染物

酸性組分（H 2S與CO2）本身是最主要的腐蝕劑，干燥的H 2S與CO2對金屬材料均無腐蝕作業，但在水里溶解后能夠產生很大的腐蝕性。第二種腐蝕劑是由于溶劑發生降解產生的，就MDEA溶液而言，生產的酸性熱穩定性鹽是最主要的降解物。其他如溶液中懸浮的固體顆粒（主要是硫化鐵）會造成設備出現磨蝕。

3.解決腐蝕的措施

（1）設備材質的選擇

根據加工高硫原油重點裝置主要管道設計選材導則（SH/T3129-2002），氣體脫硫裝置主要管道推薦用材見表1。在一些易于發生腐蝕的部位，如吸收塔和再生塔的塔盤和內件、富液管道等宜/可采用不銹鋼。

（2）控制合適的胺液濃度與酸性氣負荷

胺液濃度與酸性氣負荷逐漸增大，腐蝕速率也會相應變高。這是由于胺液濃度與酸性氣具有較高的負荷，單位體積內含有的胺液中H 2S與CO2越多，腐蝕就會越厲害，所以對胺液濃度和酸性氣負荷進行合理的控制十分關鍵。

（3）加強日常操作管理

平穩操作，避免裝置各流量的頻繁、大幅波動，也可控制和減輕裝置腐蝕。

結論

產品精制脫硫裝置的平穩操作，對下游裝置氣體分餾裝置的運行有很大影響。本文對產品精制脫硫裝置溶劑損失和設備腐蝕進行了分析，對減少溶劑損失和防腐措施提出了建議，總結如下：

1.減少溶劑損失的措施：①原料的預處理；②控制合適的脫硫操作溫度；③醇胺溶液儲罐頂部設置氮氣密封措施；④脫硫裝置長時間停工后開工，必須經過吹掃、置換、水洗，將系統雜質盡可能清除后，方可進行胺液循環。

2.針對影響脫硫裝置腐蝕的因素，建議了減緩腐蝕的措施：①設備材質的選擇；②控制合適的胺液濃度和酸性氣負荷；③加強日常操作管理。

[1]張德義.含硫原油加工技術[M].北京：中國石化出版社，2003.

[2]產品精制操作規程,2010.

[3]張菁菁.采用水洗方式降低煉油廠脫硫裝置的溶劑損失[J].石油化工設計，2008，25（4）：50-52.