連續(xù)重整裝置氯腐蝕問題及對(duì)策分析

李元元

關(guān)鍵詞：連續(xù)重裝裝置;氯腐蝕

0 前言

連續(xù)重整裝置在運(yùn)行的過程中，會(huì)受到客觀因素以及人為因素的影響，不可避免的出現(xiàn)一些氯腐蝕情況，連續(xù)重整裝置主要出現(xiàn)的氯腐蝕部位：重整分餾系統(tǒng)、重整氫氣系統(tǒng)、催化劑再生低溫部位。近年，各裝置在運(yùn)行期間出現(xiàn)了各類氯腐蝕問題，出現(xiàn)管道以及設(shè)備出現(xiàn)堵塞情況，對(duì)裝置安全性產(chǎn)生了一定影響[1]。為了確保連續(xù)重整裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)氯腐蝕問題原因進(jìn)行深入分析，并在此基礎(chǔ)上采取有效措施給予解決，保證連續(xù)重整裝置的正常運(yùn)行。

1 連續(xù)重整裝置的氯來源

重整催化劑是以γ-Al2O3為載體、全氯型的多金屬或雙金屬催化劑。這些催化劑均具有雙功能的催化性能，即金屬活性和酸性活性，其中催化劑的酸性活性是由催化劑上的氯提供的。氯主要來源于重整進(jìn)料及催化劑中。一般再生催化劑氯含量控制在1.1%，重整進(jìn)料氯含量控制不大于0.5μg/g。正常運(yùn)行中重整反應(yīng)系統(tǒng)中的氯主要流失在重整生成油及產(chǎn)氫中，再生單元中氯主要流失在燒焦煙氣中，氯流失后需要進(jìn)行補(bǔ)氯，此過程正常情況在催化劑氧氯化區(qū)進(jìn)行。催化劑的酸性功能催化劑載體與氯組元的氧橋發(fā)生交換反應(yīng)，以此在氧化鋁載體表面中固定氯。此種反應(yīng)具有一定可逆性，能夠在水氯摩爾比中以及溫度中進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)化，通過轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡，當(dāng)系統(tǒng)水含量超標(biāo)時(shí)，會(huì)加速催化劑的氯流失。因此，一般控制重整反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)氣水含量在15-35μg/g，保證系統(tǒng)在運(yùn)行中保持正常的濕度，確保催化劑中的氯保持適宜含量[2] ，

2 連續(xù)重整裝置的氯腐蝕問題

2.1 重整油分餾系統(tǒng)氯腐蝕

在重整反應(yīng)中，會(huì)有一定量的氯流失，其中流失的氯會(huì)通過脫氯罐進(jìn)入到重整分餾系統(tǒng)中。一般控制脫氯后氯含量其保持在0.5μg/g，但通過脫戊烷塔精餾后，生成油中少量氯化氫在塔頂濃縮，塔頂?shù)蜏夭课宦群肯鄬?duì)較高，因此重整生成油中的氯的腐蝕位置主要在重整穩(wěn)定塔頂，其中塔頂溫度相對(duì)較低，在水冷器與空冷器管束中會(huì)有結(jié)晶物產(chǎn)生，系統(tǒng)中含有的少量水與HCl作用產(chǎn)生強(qiáng)酸性腐蝕。在運(yùn)行的過程中，隨著時(shí)間的不斷推移，在分餾系統(tǒng)中塔頂氯含量會(huì)逐漸增多，增加到一定量的情況下會(huì)出現(xiàn)腐蝕、堵塞情況。如果系統(tǒng)中出現(xiàn)水含量超標(biāo)，導(dǎo)致生成油中的氯元素過多，極易導(dǎo)致脫氯罐出現(xiàn)氯穿透問題，會(huì)使分餾系統(tǒng)腐蝕速度加快。有裝置發(fā)生空冷管束出現(xiàn)腐蝕穿孔、水冷器出現(xiàn)泄漏、閥門腐蝕以及管線腐蝕以及塔頂回流泵過濾器腐蝕、結(jié)銨鹽、密封損壞等現(xiàn)象，如果在腐蝕嚴(yán)重的情況下會(huì)直接使裝置停止運(yùn)行[3]。某裝置將脫戊烷塔頂干氣并入燃料氣管網(wǎng)燃燒，因塔頂氣含氯，在燃料氣管線中形成銨鹽，在孔板、調(diào)節(jié)閥、阻火器處堵塞嚴(yán)重，曾多次在各燃料氣管線阻火器處清理出銨鹽，后因燃料氣管線堵塞嚴(yán)重，只能將燃料氣管線切出處理，導(dǎo)致被迫停爐處理。某裝置將脫戊烷塔頂干氣送至增壓機(jī)入口回收，造成增壓機(jī)入口過濾器堵塞嚴(yán)重。

2.2 重整氫氣系統(tǒng)氯腐蝕

連續(xù)重整裝置氫氣脫氯罐一般設(shè)置在增壓氫氣后，在循環(huán)及增壓氫氣中也會(huì)由于氯腐蝕產(chǎn)生影響。裝置在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，氫氣系統(tǒng)有不同程度的腐蝕情況，但也是產(chǎn)生輕微的氯腐蝕以及銨鹽結(jié)晶等情況，其中銨鹽結(jié)晶主要是在重整產(chǎn)物分離罐破沫網(wǎng)、循環(huán)氫氣壓縮機(jī)入口過濾器、重整進(jìn)料換熱器、增壓機(jī)入口過濾器位置出現(xiàn)，同時(shí)在壓縮機(jī)中一些部件多少也會(huì)產(chǎn)生與銨鹽結(jié)晶較為相似的物質(zhì)，并且此種物質(zhì)在進(jìn)料換熱器管程也會(huì)出現(xiàn)。在對(duì)銨鹽結(jié)晶以及類似銨鹽結(jié)晶物質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)的過程中，由化驗(yàn)結(jié)果顯示，結(jié)晶中有較多氯離子。

2.3 再生循環(huán)氣干燥器氯腐蝕

催化劑再生燒焦過程中會(huì)發(fā)生氯流失，在使用催化劑再生循環(huán)氣干、冷循環(huán)技術(shù)的裝置，一般含氯的再生煙氣進(jìn)行堿洗塔或脫氯罐脫氯后進(jìn)入干燥器系統(tǒng)去除水分后返回再生燒焦區(qū)，脫氯前的系統(tǒng)為高溫運(yùn)行，一般不易發(fā)生氯腐蝕問題，脫氯后的再生干燥氣控制氯化氫含量不高于0.5mg/m3，干燥器采用變溫吸附，吸附的水分的干燥劑在再生時(shí)將水解析出至水冷器冷卻后進(jìn)入水分離罐將水脫出，少量水與循環(huán)氣中含有的氯化氫產(chǎn)生強(qiáng)酸性腐蝕，某裝置運(yùn)行中出現(xiàn)再生循環(huán)氣干燥器水冷器泄漏多次、干燥器水分離器器壁減薄、水分離器罐底腐蝕穿孔、干燥器程控閥法蘭面腐蝕及罐底相關(guān)管線腐蝕泄漏等現(xiàn)象，因腐蝕泄漏造成再生單元多次停工處理。

3 連續(xù)重整裝置氯腐蝕對(duì)策

3.1 重整油分餾系統(tǒng)氯腐蝕解決措施

嚴(yán)格控制進(jìn)料中的氯、氮、水含量;隨著催化劑比表面積下降，催化劑持氯能力下降，定期分析重整催化劑比表面積以及氯含量，并且在此基礎(chǔ)上對(duì)重整循環(huán)氫中的水以及HCl含量進(jìn)行定期檢測(cè)，根據(jù)催化劑氯損失情況以及催化劑比表面積下降趨勢(shì)，確定催化劑更換時(shí)間[4];重整生成油采用脫氯罐脫氯后進(jìn)入分餾系統(tǒng)，對(duì)于脫氯罐體積較小的裝置可進(jìn)行改造更換體積較大脫氯罐;建議對(duì)重整生成油脫氯劑根據(jù)脫氯劑壽命及脫氯后產(chǎn)品氯含量及時(shí)更換，并且設(shè)為雙罐串聯(lián)運(yùn)行，能夠有效解決更換過程中產(chǎn)生的氯腐蝕問題;采用高效脫氯劑;關(guān)注分餾塔頂氣體氯含量、重整生成油脫氯后氯含量;監(jiān)控塔頂空冷、水冷、回流泵運(yùn)行情況;脫戊烷塔以及脫丁烷塔中銨鹽堵塞嚴(yán)重時(shí)，可采用間斷性在塔頂及進(jìn)料補(bǔ)入少量水沖洗銨鹽，但盡量避免經(jīng)常注水，導(dǎo)致腐蝕加重;對(duì)于塔頂干氣氯腐蝕、結(jié)銨鹽情況，有裝置采用塔頂干氣增加脫氯罐脫氯，增上后效果較好。

3.2 氣路腐蝕解決措施

在對(duì)重整生成油中氣路腐蝕問題進(jìn)行解決的過程中，需要從根本上對(duì)其進(jìn)行處理，可有效避免出現(xiàn)銨鹽堵塞情況。對(duì)水氯摩爾比進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)水氯失衡，避免系統(tǒng)中水量過多或者再生注氯量過大情況，以此減緩催化劑氯流失速度，減少循環(huán)氣中HCl量。脫氯之后，應(yīng)控制氫氣中氯的體積分?jǐn)?shù)，一般情況下不能大于0.5μL/L，能夠滿足裝置運(yùn)行要求。運(yùn)行過程中監(jiān)控循環(huán)氫壓縮機(jī)入口過濾器、重整進(jìn)料換熱器、增壓機(jī)入口過濾器壓降，對(duì)于重整進(jìn)料換熱器壓降問題，可以適當(dāng)提高管程進(jìn)料溫度，減緩銨鹽結(jié)晶。

3.3 再生循環(huán)氣干燥器氯腐蝕解決措施

某裝置發(fā)生在干燥器水分離罐罐底穿孔后，更換新罐后將罐內(nèi)部、干燥器水冷器管束加防腐涂層進(jìn)行處理，投用后定期檢測(cè)罐壁厚及水冷器運(yùn)行情況，運(yùn)行情況良好;水冷器、分離器及相關(guān)管線材質(zhì)升級(jí)，采用雙相鋼等;分離器罐底有水后，排水保持常開，保證罐底不存水，減少水在罐底停留時(shí)間，分離器罐底腐蝕;定期監(jiān)控水分離罐底水氯離子、鐵離子和pH;實(shí)時(shí)監(jiān)控干燥器相關(guān)設(shè)備腐蝕情況;使用脫氯效果更好的再生煙氣脫氯劑，或者增加脫氯劑更換次數(shù)，可根據(jù)水分離器底水性質(zhì)作為更換脫氯劑依據(jù)。

4 結(jié)語

綜上所述，連續(xù)重整裝置在運(yùn)行的過程中，氯腐蝕時(shí)有發(fā)生，會(huì)對(duì)裝置氣路以及油路系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。為此，在為了提高裝置的運(yùn)行質(zhì)量，需要根據(jù)實(shí)際問題進(jìn)行分析，從不同方面采取針對(duì)性措施解決氯腐蝕問題。

參考文獻(xiàn)：

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[3]劉達(dá).連續(xù)重整裝置的腐蝕與控制[J].化工管理，2019（011）： 135-136.

[4]管生洲，鄧瑞珍，張國(guó)祥.預(yù)防連續(xù)重整裝置再生注氯線堵塞的措施分析[J].化學(xué)工程與裝備，2018（010）：55-56.