重整裝置苯抽提系統腐蝕原因分析及應對措施

王 磊，李 進

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

重整裝置苯抽提系統腐蝕原因分析及應對措施

王 磊，李 進

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

本文對重整裝置苯抽提系統出現的汽提塔底重沸器、回收塔底重沸器及富溶劑泵葉輪等部位腐蝕原因進行分析，并提出解決措施。措施落實后，腐蝕得到有效控制。

苯抽提；腐蝕；溶劑

中國石油寧夏石化公司重整裝置苯抽提系統采用北京金偉暉工程技術有限公司SUPER-SAE-Ⅱ苯抽提工藝，設計規模10×104t/a，以連續重整裝置C6組分為原料，利用溶劑對原料中苯和非芳烴溶解能力的差異，將苯抽提出來，抽提所得到的富溶劑再經過蒸餾分離，從而得到苯產品。

該裝置于2012年4月首次開工以來，持續出現溶劑老化、膠質含量增加以及汽提塔底重沸器、回收塔底重沸器、富溶劑泵葉輪及相關管線彎頭等部位腐蝕的問題，造成苯產品質量頻繁波動，裝置頻繁停工檢修，形成了較嚴重的生產隱患。

1 裝置工藝運行情況

1.1 原料性質

苯抽提原料全部由重整裝置脫C6塔頂來，C6組分含苯23%左右，密度715 kg/m3，硫含量0.33 mg/kg，裝置年產純苯 2.2×104t。

1.2 工藝流程

重整生成油中C6組分經脫C6塔頂拔出進入苯抽提系統，在抽提塔通過萃取作用將C6組分中的苯與非芳烴進行分離，抽提塔底富含苯的溶劑送至汽提塔，通過汽提作用除去富溶劑中的非芳烴，從汽提塔頂出來的苯與非芳烴的混合物作為返洗芳烴送回抽提塔底部，以提純塔底富溶劑苯的純度，汽提塔底不含非芳烴的富溶劑送至回收塔，實現溶劑和苯的分離，從抽提塔頂出來的抽余油進入水洗塔水洗少量環丁砜后，以抽余油的形式送至罐區調和汽油。汽提塔底重沸器E-403、回收塔底重沸器E-405均以減溫減壓后的2.3MPa蒸汽做熱源（見圖1）。

圖1 苯抽提系統主要工藝流程

1.3 主要操作條件

表1 苯抽提系統主要操作條件

2 腐蝕原因分析

自2012年底以來，苯抽提系統汽提塔底重沸器E-403、回收塔底重沸器E-405多次發生腐蝕泄漏，富溶劑泵P-404葉輪、泵軸及泵出口彎頭等部位亦頻繁發生腐蝕損壞，造成該系統多次停工搶修，溶劑跑損，對苯產量及產品質量造成了極大的影響。

在換熱器檢修中發現貧富溶劑換熱器、水汽提塔底重沸器內有較多的黑色結垢物，該結垢物的溶解性較差，微溶于水，難溶于苯。取系統環丁砜溶劑分析，發現固體顆粒、焦（膠）狀物含量1%，靜置24 h后有大量黑色沉淀，pH為6.5，氯離子含量為295mg/L。

環丁砜（C4H8SO2）是無色、溶于水、高極性和具有良好熱穩定性的化學產品，其毒性很低，密度較高、比熱低、沸點高。環丁砜在200℃以下時，其分解速度比較慢，但超過220℃時，隨著溫度的升高，其分解速度急劇上升，過高的溫度會促使環丁砜分解生產淺黑色的聚合物和SO2。環丁砜長期暴露于空氣中時，SO2的釋放量增大，pH值下降也比較明顯[1]。

通過裝置實際操作情況及換熱器結構物、環丁砜溶劑分析，發現苯抽提系統腐蝕的主要原因有以下幾個方面：

（1）操作溫度的影響。開工前期2.3MPa蒸汽溫度控制在220℃左右，波動時極易造成環丁砜快速分解。

（2）pH值下降。環丁砜的劣化速率隨pH值的降低而增大，其被水解和開環生成磺酸的反應會受酸的催化作用而加劇[2]。隨著系統水含量的增加，pH值降低、腐蝕速率增加、熱穩定性下降[3]。

（3）環丁砜分解在一定的條件下分解形成磺酸、丁基磺酸、硫酸等，造成酸腐蝕，當系統中存在氯離子時腐蝕會更嚴重。

（4）由于苯抽提裝置多次停工檢修換熱器，勢必會造成空氣進入系統，從而加劇環丁砜的分解。

（5）溶劑再生過濾器運行效果較差，不能有效除去溶劑降解物，造成降解物質在系統內逐漸累積，加劇了溶劑系統設備和管線的腐蝕。

3 解決措施

3.1 優化工藝操作

（1）控制2.3MPa蒸汽溫度，由220℃逐步降低到200℃～205℃，使得系統最高點溫度不超過205℃，減緩環丁砜受熱分解速率。

（2）優化汽提塔的操作，通過注入第二溶劑控制汽提塔的閃蒸量，在保證塔底富溶劑中非芳烴含量合格的前提下，汽提塔底溫度由165℃逐漸降低至155℃，減緩溶劑受熱分解。

（3）優化重整反應系統水氯平衡，增加重整生成油脫氯罐，提高脫氯效果，防止氯離子帶入苯抽提系統。

（4）優化苯抽提水、汽系統操作,合理控制進入回收塔C-404汽提水、汽提蒸汽量，控制貧溶劑含水量在1%～2%，密切關注C-404底溫（包括集液槽溫度）、頂溫的變化，防止水量變化過大，塔底溫度快速下降。

3.2 設備材質升級

2013年6月將汽提塔底重沸器E-403及回收塔底重沸器E-405整體備貨，管束材質由碳鋼管升級為OCr18Ni10Ti，延長換熱器使用周期，縮短檢維修時間。

針對富溶劑泵頻繁腐蝕問題，車間制定定期檢查維修計劃，每月定期對富溶劑泵P-404切換，并進行拆檢，及時發現并處理葉輪及口環腐蝕磨損問題，防止兩臺泵同時故障造成裝置停工。

3.3 溶劑在線凈化

通過對腐蝕原因的分析，尋找溶劑在線凈化的方式，對苯抽提系統溶劑進行定期在線凈化，采用兩級過濾、專有大容量高分子復合吸附、專有樹脂交換等技術，有效脫除環丁砜中＞1 μm的固體顆粒物、焦/膠狀物、降解聚合大分子物質、離子型雜質及長期積累的酸性物質，緩解環丁砜老化分解帶來的設備管線堵塞、腐蝕的隱患（見表2）。

表2 環丁砜在線凈化前后效果對比

3.4 增設溶劑再生設施

2015年底增設溶劑再生設施，對溶劑回收塔C-404塔底貧溶劑抽出一部分去進行減壓蒸發再生，再生溶劑經泵抽出送至抽提塔，罐底殘渣不定期排出。2016年3月底溶劑再生系統投用，通過對環丁砜溶劑連續再生，環丁砜溶劑品質得到了有效改善，富溶劑泵P-404葉輪、口環等配件長期完好使用，主要腐蝕設備E-403出口彎頭在線腐蝕速率明顯下降，由2.56mm/a下降至0.1mm/a以下，該處管線在線測厚數據趨于平穩（見表 3、圖 2、圖 3）。

表3 溶劑再生投用前后溶劑效果對比

圖2 E-403管程出口彎頭在線腐蝕速率

圖3 E-403管程出口彎頭在線測厚趨勢

4 結論

重整裝置苯抽提系統設備腐蝕是長期制約本裝置安全運行的重要隱患，通過實施工藝條件優化、溶劑凈化等技術措施，嚴格控制環丁砜溶劑的溫度及貧溶劑的水含量，增設溶劑再生設施，裝置溶劑系統的設備及管線腐蝕問題得到了有效控制。自2016年3月底至今，再未發生一起因設備腐蝕造成的裝置停工事件，富溶劑泵葉輪也未再出現腐蝕磨損等問題，保證了苯抽提系統的長周期安全穩定運行。

［1]李東成，等.影響芳烴抽提裝置環丁砜溶劑分解的因素及對策［J］.中外能源，2011，（2）：95-99.

［2]楊金根，等.環丁砜溶劑熱穩定性的研究［J］.華東化工學院學報，1996，19（3）：285-288.

［3]葉引祥.抽提裝置的腐蝕控制［J］.金山油化纖，1987，（4）：52-54.

The cause of corrosion and preventing ways of CCR benzene extraction system

WANG Lei，LI Jin
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

This article makes analysis on the CCR benzene extraction system for stripper reboiler,recovery tower reboiler and rich solvent pump impeller and other parts of the causes of corrosion,and puts forward the solving measures.After the implementation of the measures,corrosion has been effectively controlled.

benzene extraction；corrosion；solvent

TE964

A

1673-5285（2017）09-0117-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.09.029

2017－08-23

王磊，中國石油寧夏石化公司煉油廠二聯合車間副主任，郵箱：lwang-nx06@petrochina.com.cn。