分散緩蝕劑在大型常減壓裝置的工業應用

徐克軍

摘要：中國石化某分公司常減壓裝置于2011年在常頂循泵發現垢鹽，2012年大檢修發現常壓塔的第38層塔盤至52層塔盤都有不同程度的垢鹽腐蝕。本文主要總結了分散緩蝕劑在大型常減壓裝置的工業應用及取得的效果，以及試提出可以解決常頂循結垢的基本工藝改進方法。

關鍵詞： 常頂循鹽垢；分散緩蝕劑；節能降耗；工藝措施

中圖分類號：G87 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0354-02

1 前言：

中國石化分公司某大型常減壓裝置常頂循系統的垢鹽問題，一直是該常減壓裝置生產的難點之一，從2011年開始就在常頂循泵維修過程中發現黑色油泥狀物質，通過化驗分析，此物質屬于水溶性物質，同時在2012年大修中發現，常壓塔的第38層塔盤至52層塔盤都有不同程度的腐蝕，已經影響了今后的正常生產，因此將這14層塔盤進行了材質升級和更換。至2014年常頂循的流量逐漸下降，由原來可以達到最大值的950t/h，降至2014年6月20日的500t/h，常頂循打不上量已經嚴重的影響了裝置的正常生產，不但造成了常頂循取熱量降低，常頂回流量的增加，同時為了保證常壓塔的安全生產，加大了常一中和常二中的循環量，造成了航煤產品產量下降，這樣的操作不但造成了能耗的提高，也造成了高附加值產品收率的降低。

2 分散緩蝕劑注入前的裝置各項情況：

（1）通過分析：常頂循系統操作工況、對常頂循換熱器最后一組進行腐蝕檢查、對比2012年大修常塔及常頂循系統腐蝕情況和2014年2月常頂循最后一組換熱器檢修情況，該公司設備部認為本周期裝置頂循系統出現堵塞、腐蝕結垢現象，主要集中在設備局部溫度較低及流速較慢的部位，并產生垢下坑蝕，換熱器管束、管口等部位腐蝕較重，較上周期腐蝕程度明顯增加，垢鹽主要為NH4Cl鹽與FeCL、FeS等腐蝕產物結合體。

（2）通過優化裝置常頂循系統腐蝕監測點，進一步排查腐蝕隱患點，該公司針對常頂循系統管線及常頂循抽出和返回口中間與塔盤連接處塔壁進行定點測厚，未發現明顯減薄現象。

（3）針對注水水質問題，外委天津大學對作為電脫鹽、常頂注水來源的1#污水汽提裝置凈化水進行分析，其中6項指標不合格，主要是懸浮物、氧含量、CN-離子、CL-離子含量超標嚴重，對常減壓電脫鹽和塔頂注水效果產生影響，從而影響裝置防腐效果

（4）針對該常減壓裝置常頂添加劑注入點及注入情況進行檢查，在研究院的配合下做好常塔頂進出物料有害物質分析以及氯、氨氮的平衡分析工作。結果顯示氯和氨氮主要集中在常頂循油和常頂切水中，可證明常頂循系統容易結垢（氯化銨鹽）。

2013年8月23日和2014年1月25日兩次取得垢鹽樣品， 分析其組成，結果見下表。

由表可知：

（1）垢鹽樣品中，總氮含量為42760.87?g/g，氨氮的含量為38059.78?g/g，未檢測出硝酸根和亞硝酸根，可以計算出，垢鹽中有機胺的含量為4701.09?g/g；

（2）垢鹽樣品中，氯離子含量為328422.97?g/g，可與氨氮形成氯化銨，且含量很高；

（3）垢鹽樣品中，總硫的含量為5030 ?g/g，硫酸根的含量為1788.62?g/g，未檢測出亞硫酸根和二價硫離子，通過計算，可知含有有機硫的量為3241.38?g/g；

（4）垢鹽樣品中，總鐵的含量為90866.72 ?g/g，鈉離子的含量為658.88?g/g，其他金屬的含量較低；

（5）垢鹽樣品中檢測到緩蝕劑的成分——咪唑啉季銨鹽離子，且含量較高，為0.09866.72mmol/g。

（6）通過計算可知，咪唑啉季銨鹽中的有機胺的含量為2708.44?g/g，小于垢鹽中總有機胺含量4701.09?g/g；

3 常減壓裝置注入分散緩蝕劑后常頂循流量的變化

3.1 該常減壓裝置于2014年6月27日開始對常頂循注劑，以下為注劑流程：

3.2 常頂循系統注入分散后，對比注劑量和常頂循流量。

分散緩蝕劑自2014年6月27開始從塔頂注入，注量為2ppm（以日加工量為基準）。當天頂循量為525t/h，晚上23時采樣發現，頂循油略顯黃褐色，初步判定為分散的垢鹽，航煤顏色未發現有變化。7月10日下午15：00開始常頂循流量由570t/h開始上漲，到7月11日9：00上漲至610t/h，到7月15日緩慢上漲到625t/h，到7月16日上漲到635t/h，初步理解為分散緩蝕劑發揮作用。航煤正常，無顏色變化。至2014年7月14日，頂循量升至690t/h。2014年7月21日阻垢分散劑注入量增加為3ppm，后續采樣中發現常頂循采樣瓶底為黃褐色，并伴有褐色物質（垢鹽）出現，此黑色物質即為頂循換熱器內部剝離的垢鹽。7月22日9：00，常頂循流量為700t/h，初步理解為分散緩蝕劑發揮作用。8月1日9：10發現常頂循流量從720t/h上漲至730t/h，并保持平穩，航煤正常，無顏色變化，采樣時未發現原來的黃褐色物質。常頂循流量和分散劑注入量如下圖所示：

通過上述圖表可以看出，3#常減壓常頂循的流量在隨著注劑量的增加而逐漸增大。

3.3 下面詳細介紹從2014年6月27日至2014年9月16日期間工藝調整情況及常頂循流量、注劑量的變化情況。

由2014年6月27的525t/h增大至2014年8月13的740t/h，并一直保持在740t/h左右，可見分散緩蝕劑的效果還是比較明顯的。同時介紹注劑過程中的一些工況如下：在2014年6月27日開始注劑后，每天每四個小時對常頂循和常一線進行一次采樣，采樣的目的就是為了觀察常頂循和常一線油品顏色的變化，防止由于常一線油品顏色的變化而造成對產品罐的污染。27日晚23時采樣發現，常頂循油有變色現象，顏色為黃褐色，初步斷定為分散的垢鹽。但航煤沒有明顯顏色變化。

2014年7月1日常頂循泵進行切換，2014年7月2日通過開關常頂循的E-107E的副線，進而改變常頂循流量，從而改變頂循流速和溫度，去沖刷結垢點。2014年7月3日開關常頂系統換熱器的副線，改變常頂循流量，從而改變頂循流速和溫度，去沖刷結垢點。通過常頂循換熱器的付線調整操作并未改變常頂循的流量，沒有收到良好的效果。

2014年7月21日10：30對常頂循泵進行切換，同時提高注劑量至3ppm，為2.2L/h。切換機泵后，對原運行泵放油未發現垢鹽、或者類似垢鹽物質。在注劑過程中常頂循流量也是逐漸上漲的過程，至7月21日流量上漲為660t/h，7月22日9：00校表，儀表校正后，發現常頂循流量為700t/h。

從7月23日開始不在進行大幅度的工藝調整，但由于常頂循系統內被溶解垢鹽不斷堵塞儀表的引壓管，在此期間進行的多次校表，至8月1日開始，常頂循流量上升至740t/h左右， 并保持平穩，，航煤正常，無顏色變化。

2014年8月5日10：00增加至4ppm，注劑量為3.2L/h，同時對常頂循和常一線加強監測，并沒有發現常頂循和常一線的顏色變化。8月12日10：00注劑增加至5ppm，注劑量為4.0L/h。

4 該常減壓裝置注入分散緩蝕劑前后產品中Fe2+離子含量對比：

由于垢鹽中的Fe2+含量為16.34%，因此通過對常頂循和常一線產品中Fe2+含量的監測可以有效的了解到垢鹽溶解于油品中的情況。未注劑之前兩種油品中的Fe2+含量平均為0.2mg/l。注劑后，在7月2日發現常頂循中的Fe2+含量為2.71 mg/l，7月4日發現常頂循中的Fe2+含量為1.88 mg/l。

5 總結

中國石化某分公司常減壓裝置使用分散緩蝕劑后，常頂循因結垢鹽而無法提量的情況得到了緩解，至2014年9月16日為止，常頂循流量可以達到的最大值為740t/h，基本可以滿足27560t/d 的加工量的操作要求，但是距離結垢前的最大流量950t/h還有差距，今后再進行注劑時，先需要逐漸提高分散緩蝕劑的注入量至10ppm使系統成膜后，再逐漸降低分散緩蝕劑的注入量，最后根據實際的生產需求調整好分散劑的注入量。