如何降低催化裝置干氣中的氮含量

摘 要：對(duì)催化裂化裝置干氣中氮?dú)夂科叩脑蜻M(jìn)行了深入的分析；對(duì)氮?dú)夂扛叩默F(xiàn)象、存在的問題進(jìn)行了深入分析，指出了產(chǎn)生問題的原因，并提出處理措施和解決問題的辦法。

關(guān)鍵詞：降低；干氣；氮?dú)猓淮胧?/p>

1 前言

山東石大科技集團(tuán)催化裂化裝置為兩段提升管蠟油催化裂化裝置，裝置的加工能力為18萬(wàn)噸/年。穩(wěn)定崗位的任務(wù)就是將氣壓機(jī)來(lái)的壓縮富氣和分餾來(lái)的粗汽油進(jìn)一步分離為干氣、液化氣和穩(wěn)定汽油，并把液化氣、干氣進(jìn)行脫硫，穩(wěn)定汽油進(jìn)行預(yù)堿洗，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，保證干氣系統(tǒng)的壓力平衡，保持高低壓瓦斯線火炬線的暢通，保證火炬長(zhǎng)明燈正常燃燒。

2 存在的問題

裝置檢修開工運(yùn)行一段時(shí)間以后，取樣分析發(fā)現(xiàn)干氣中的氮?dú)夂恐饾u增加，含量最高將近50%。干氣中的氮?dú)夂渴谴呋b置穩(wěn)定崗位安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，氮?dú)夂扛咭自斐苫鹁嫦纾绊懛€(wěn)定崗位的平穩(wěn)操作，使吸收穩(wěn)定系統(tǒng)負(fù)荷加大，氣壓機(jī)負(fù)荷加大，存在嚴(yán)重安全隱患。

3 原因分析

3.1 沉降器汽提段串風(fēng)

造成沉降器串風(fēng)的主要原因是錐體密封反吹松動(dòng)腐蝕泄露或反吹管斷裂，因再生煙氣中含有一定成分的SO2、NOx等腐蝕物質(zhì)，在高溫的環(huán)境下容易對(duì)反吹管產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂，造成煙氣由再生器串入沉降器。我們對(duì)再生器的煙氣的主要成分和微量極性氣體組分進(jìn)行分析，分析結(jié)果見下表1：

分析結(jié)果顯示再生器煙氣中存在一定量的SO2和NOx，煙氣中的SO2轉(zhuǎn)化SO3后易造成煙氣酸露點(diǎn)腐蝕，而NOx極易溶于水，NO3-是極易引發(fā)低碳鋼，低合金剛材料產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的敏感陰離子，在一定條件就可以造成應(yīng)力腐蝕破裂。

3.2 反吹松動(dòng)管材質(zhì)符合國(guó)標(biāo)要求

錐體密封采用的反吹松動(dòng)管是304不銹鋼管，在硬度和耐磨性方面比較好，但抗晶間腐蝕性能稍差一些。我們對(duì)失效的304不銹鋼反吹松動(dòng)管的材質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)分析，材質(zhì)符合國(guó)標(biāo)技術(shù)要求。現(xiàn)場(chǎng)反吹松動(dòng)304不銹鋼管化學(xué)成份分析如下表2所示：

我們使用的管材分析結(jié)果表明304不銹鋼管材質(zhì)滿足國(guó)標(biāo)的要求。

3.3 反吹松動(dòng)設(shè)計(jì)不合理

由于錐體密封松動(dòng)必須穿過再生器的稀相段，再生器內(nèi)部溫度較高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到反吹松動(dòng)管的膨脹量，避免出現(xiàn)應(yīng)力拉裂的現(xiàn)象。由于原松動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)拐彎少、彎頭半徑較小，吸收膨脹量少，存在較大的應(yīng)力。

4 處理措施

4.1 反吹松動(dòng)管材質(zhì)由304升級(jí)為316L。

反吹松動(dòng)管所處的環(huán)境既要有一定的耐高溫、耐磨性能，同時(shí)還需要具有抗應(yīng)力腐蝕的特征。而316L比304的含碳量更低，同時(shí)含有合金元素Mo，因此它的抗晶間腐蝕和高溫蠕變的性能更優(yōu)良。通過綜合比較，我們認(rèn)為將材質(zhì)由304升級(jí)為316L效果更好。

4.2 反吹松動(dòng)管現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)更合理

由于錐體密封反吹松動(dòng)設(shè)計(jì)共有3個(gè)，且每根反吹管的長(zhǎng)度在20m以上，因此存在較大的應(yīng)力，在高溫腐蝕環(huán)境下容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂。車間技術(shù)人員在檢修施工前對(duì)反吹松動(dòng)管的進(jìn)行重新布置，一方面增加反吹松動(dòng)管在再生器內(nèi)的拐彎次數(shù)，另一方面采用大曲率半徑彎頭，盡可能地吸收高溫環(huán)境帶來(lái)的膨脹量，減少應(yīng)力的存在。

5 改造情況

裝置停工檢修期間我們對(duì)汽提段錐體密封反吹松動(dòng)管進(jìn)行了改造，將反吹管材質(zhì)由304全部更換為316L，并將普通彎頭更換為大曲率半徑彎頭，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)增加反吹管在再生器內(nèi)的拐彎次數(shù)，使裝置操作更加平穩(wěn)。

6 效果分析

裝置經(jīng)過改造后，反吹松動(dòng)蒸汽更加均勻，汽提效果較改造前更好。反吹松動(dòng)管使用一個(gè)檢修周期不出現(xiàn)腐蝕穿孔或斷裂失效的情況，同時(shí)干氣中的氮?dú)夂坑忻黠@的降低，并能長(zhǎng)期穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，沒有出現(xiàn)大的波動(dòng)。改造前、后干氣組成分析數(shù)據(jù)見下表3：

7 結(jié)論

汽提段錐體密封反吹松動(dòng)經(jīng)過改造后，提高了汽提段催化劑的汽提效果，穩(wěn)定崗位操作更加平穩(wěn)，干氣中的氮?dú)夂勘容^穩(wěn)定，消除了安全隱患，保證了裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔宏，金桂蘭.應(yīng)力腐蝕開裂及其對(duì)策[J].石油化工腐蝕與防護(hù)，1999（10）.

[2]孫家孔.石油化工裝置設(shè)備腐蝕與防護(hù)手冊(cè)[J].中國(guó)石化出版社，1996（03）.

作者簡(jiǎn)介：朱偉（1979—），男，山東東營(yíng)人，在職研究生學(xué)歷，工程師。