重油催化裝置分餾塔頂循結鹽處理技術研究

李瑞

摘要：在重油催化裝置長周期生產過程中，分餾塔結鹽現象已經成為一個普遍存在的問題，隨著生產的運行，結鹽會逐步加重，影響分餾塔的正常生產操作。因此，如何根據實際情況采取不同的技術方法來預防、處理好該問題，實現裝置效益最大化，保證裝置長周期安全運行，是我們要解決的一項重要課題。

關鍵詞：重油催化裝置;分餾塔;結鹽現象;裝置效益;安全運行

1 結鹽原因分析

因為原油中氮化物和氯鹽含量較高，以及原油開采過程中不可避免地添加含氮助劑，經過一系列工藝處理后大部分氮以膠狀、瀝青狀物質形態存在于渣油等重組分中，原油脫鹽效果不穩定、塔頂注入的氨、緩蝕劑及其它助劑等，形成了結鹽組分氮源的主要來源，結鹽組分氯源主要來源于無機氯鹽和有機氯化物的水解或熱分解，再加上焦化原料中含有較多的硫，在焦炭塔內進行生焦反應時，生成NH3、HCl、H2S等無機物，進而形成NH4Cl、（NH4）2S等無機鹽。生產運行正常時，這些無機鹽在進入分餾塔后溶解于水中，隨含硫污水排出進入下游裝置;而在實際生產過程中，頂循返塔溫度控制在80～90℃，當分餾塔頂循油氣返塔溫度低于操作工況下露點溫度或油氣中含水時，液態水隨頂循油向下流動并遇熱汽化，其中的無機鹽會在了催化劑和焦炭粉末的鹽類沉積于塔盤、塔頂回流線、降液管、受液盤處，阻礙塔內液相的流動，影響分餾塔壓降，降低了氣液相傳質傳熱效率及輕質油收率。

2 結鹽的處理方法

2.1 轉移結鹽條件，實施塔頂注水

在依據分餾塔內部產生結鹽的原理基礎上，對分餾塔在線水洗，然后將頂循返塔溫度提高到100～110℃之間，分餾塔壓力維持基本不變，使塔內溫度高于操作壓力下水的露點溫度，破壞塔內結鹽條件。該過程致使結鹽部位上移，部分胺鹽在分餾塔頂空冷器管束中析出聚集，堵塞部分管束，進而增大塔頂油氣壓降。為防止發生鹽類在空冷管束中結晶析出，實現長周期運行，在分餾塔頂入口處增設一條注水線。通過提高塔頂溫度使部分胺鹽轉移到塔頂空冷器，向塔頂油氣空冷器前定期注水沖洗，在減輕了分餾塔塔盤的結鹽的同時，塔頂空冷器結鹽問題也得到了解決。

2.2 在線水洗脫除

2.2.1 外排式在線水洗

將分餾塔負荷降低，控制頂循抽出溫度在120℃左右，向分餾塔頂循返塔注入新鮮水，與塔頂循環油混合進入分餾塔，然后根據分餾塔頂部及上部溫度變化及時調整注水流量和塔頂循環油量。水洗水經塔頂循環油泵入口過濾器處排出。

2.2.2 內排式在線水洗

在分餾塔頂循返塔注新鮮水進行在線水洗，控制好頂循抽出溫度120℃左右和分餾塔頂的溫度100～105℃，由于沒有外部排水，水洗水在分餾塔內積聚，易出現水流至柴油系統的情況，需要嚴格控制注入的水量及分餾塔上部溫度，發現異常及時停止注水。

2.3 實時加劑控制

實時加劑控制是一種結鹽控制劑注入技術，這種結鹽控制劑不易揮發，在分餾塔內向塔的下方流動，即流向重組份的方向。期間，結鹽控制劑逐漸浸潤氯化銨、焦粉等沉積物，并和金屬的表面形成強有力的結合，使氯化銨逐漸從金屬表面分離，被液流沖散到產品帶出。

2.4 采用抽提除鹽

利用氯化銨在油水兩相中的溶解度差異，將油相當中的氯化銨轉移到水相當中，再利用液液萃取方法將油水分離，將氯離子脫除。分餾塔頂循環油從分餾塔抽出后，經循環油泵加壓，再經過相關取熱及冷卻設備后分成兩部分，一路返回分餾塔;另一路與軟化水混合，將循環油中的氯化銨溶解到水中，經油水分離后的循環油返回分餾塔，溶解了一定氯化銨的水進入含鹽污水系統。

3 幾種處理方法的對比分析

3.1 提高塔頂溫度，注水洗滌

在提高頂循返塔溫度前后，分餾塔至氣壓機入口壓力降約0.01MPa，壓力降沒有明顯變化，說明分餾塔頂空冷器管束堵塞情況不明顯。對粗汽油罐含硫污水中氯離子和氨氮含量進行取樣分析，提高頂循返塔溫度前氯離子幾乎檢測不到，提高溫度后分析含硫污水中氯離子含量為206.3 mg/L，氨氮含量為1864mg/L。分析結果與分餾塔在線水洗后期所采水樣中數據對比，氯離子含量略低 ，氨氮含量較高。因此分析認為提高頂循返塔溫度后在分餾塔內部結鹽減少的同時，并沒有將大量鹽類凝結在塔頂油氣管線中及結晶在空冷管束中。

3.2 在線水洗技術

3.2.1 外排式水洗

外排在線水洗，在避免非計劃停工、提高產品質量、輕質油收率和裝置處理量方面具有相對優勢。水洗效果維持時間最長不超過半年。該技術需要制定詳細的在線水洗方案，并且要大幅度降低分餾塔的負荷，進行全面的生產操作調整，分餾塔在線水洗過程中，常常會把輕循環油帶到含油污水中，在揮發的過程中產生損失，還有可能損壞塔盤。

3.2.2 內排式水洗

水洗水量較外排式在線水洗要小得多，分餾塔的負荷不需要較低太多，控制好分餾塔頂循以上的溫度、壓力，使得塔內及管線內結鹽能夠充分溶解到水相中，水洗水是在水洗完成后逐步提高頂循及塔頂溫度，通過塔頂油水分離器排入到含硫污水系統中。同外排式在線水洗相比，沒有造成輕污油的損失，內排式在線水洗后分餾塔頂循的平穩操作維持時間為 10～20天，水洗較為頻繁。

3.3 加劑控制技術

由于原料油本身的性質以及原油電脫鹽本身脫鹽不徹底的原因，水洗只能將分餾塔內部的鹽類暫時性去除，而無法達到一個長期解決問題的辦法，而且水洗后結鹽較快，為了去除結垢，必須經常性的水洗，對生產是很不利的，而且很可能損壞塔盤。在這種情況下，通過加入塔頂抗結鹽劑，有效減緩了胺鹽在分餾塔內的聚集。加劑過程中要根據頂循結鹽情況調整加注量，加注后可實現分餾塔的平穩生產操作，但增加了一定的生產成本。

3.4 抽提除鹽技術

該技術利用沒有增加動力消耗設備，僅消耗少量的軟化水或凈化水，操作簡單，運行成本低，氯離子脫除率高，解決了頂循結鹽的問題，有利于裝置的長周期運轉，但需要增加設備投資。勝利石化總廠延遲焦化裝置分餾塔2016年7月進行技術改造，由內排式在線水洗更改為抽提除鹽技術后，經過優化調整，氯離子脫除率達到90%以上，洗塔頻率由原來每月6次，到目前連續半年沒有進行在線洗塔，同時塔頂循環量運行平穩，有效提高了汽油和柴油收率。

參考文獻：

[1]李璇，范振杰.重油催化分餾塔頂結鹽預防及頂循油水洗除鹽技術[J].化工設計通訊，2017（4）：13-13.