轻烃分馏装置防腐对策探究

2010-10-26高洪亮大庆油田建设集团庆升实业公司庆生化工厂

中国科技信息 2010年4期

关键词：轻烃原料油硫醇

高洪亮大庆油田建设集团庆升实业公司庆生化工厂

轻烃分馏装置防腐对策探究

高洪亮大庆油田建设集团庆升实业公司庆生化工厂

原稳轻烃中含有的水和硫化氢，对轻烃分馏生产装置腐蚀严重，影响了设备正常运行。采用对原料脱硫和脱水，可以控制腐蚀生成环境，确保设备长期、安全运行。

轻烃；分馏装置；腐蚀；脱硫；脱水

前言

对轻烃分馏装置来说，由于原稳中含有硫化氢（来自原油中硫化氢和硫化氢的分解）和水，而硫化氢在水环境下对设备和管线腐蚀严重。本文对分流装置的腐蚀问题寻找对策。

一、腐蚀分析

1、现场挂片试验

现场挂片试验最大限度地模拟了腐蚀发生的环境，连续测量其腐蚀电位进行原位动态检测。条件许可下，每隔一段时间取出试片观察腐蚀情况。挂片实验是采用1×4cm厚为2mm的铜片，用尼龙线吊挂在测量的部位，与气体的流动方向垂直，隔一段时间取出铜片试验观察，可以准确分析腐蚀发生的过程，进而确定腐蚀发生的机理。通过对腐蚀穿孔部位的金属材料、容器内腐蚀残留物、装置中游离水等可能引起腐蚀的物质进行分析，初步认为：主要腐蚀物是H2S腐蚀，其次CO2、H2O，一些硫酸盐类残渣等附着在管线、容器内壁引起腐蚀。找出了引起腐蚀的主要因素是H2S的存在。

2、理论依据H2O-H2S腐蚀

此反应持续进行，Fe基体不断遭受腐蚀

二、控制H2O-H2S腐蚀生成环境

1、脱水方案

采用液液聚结器，聚结机理为：小液滴被纤维束吸附，随流体流动，小液滴被送至纤维交叉点，2个液滴碰撞成为大液滴，重复上述过程，形成更大液滴。流体的拖曳力使液滴脱离纤维束，脱离纤维束的液滴在重力或浮力作用下聚集于聚结器底部。

2、原料脱硫方案

脱硫剂选用武汉科林精细化工有限公司生产的W702复合氧化物精脱硫剂和W201硫醇转化催化剂，原料油自下而上通过W702复合氧化物精脱硫剂，将H2S吸附转化为稳定的硫化物固定下来，脱除H2S后的油品在自下而上通过W201硫醇转化催化剂，将原料油中的硫醇转化为二烷基二硫化物。由于原料油含液化气，不能连续补氧，因此在W201硫醇转化催化剂塔前预设补氧装置，用于系统运行一段时间后W201催化剂活性下降时补氧回复其活性。经此脱硫工艺，净化后的油品无机硫小于0.1ppm，RSH小于5ppm，可满足铜片实验通过，博士试验合格。

脱硫剂型号、用量

2.1 W702 复合氧化物精脱硫剂

性能特点及用途：针对炼油厂天然气、液化气、丙烯、石脑油、汽油等硫含量高，铜片腐蚀不合格情况，武汉科林精细化工有限公司与武汉工程大学合作，研究开发出了W702型复合氧化物精脱硫剂，其特点是：

1）、脱硫精度高：进口H2S 大于1000ppm时，出口H2S≤0.1ppm。

2）、反应速度快：LPG脱硫实验表明，在液空速高达20h-1的情况下，液化气铜片腐蚀仍可从3～4级降至0～1级。

3）、脱硫范围广，可脱除H2S、元素硫或硫醇等腐蚀性硫化物，仅需一种脱硫剂就可消除LPG、石脑油等铜片腐蚀。

4）、无氧条件下工作硫容大，一次性精脱H2S硫容大于20.0%。

5）、耐水性好：水煮24h或浸泡30天不粉化，强度不变；12MPa压力下急骤充压、卸压进行100次冲击试验后，强度无变化。

6）、适用温度范围广：0～100℃。

该精脱硫剂适用于LPG、石脑油、天然气、水煤气、焦炉气、变换气、食品CO2等各种无氧条件的精脱硫，也可与W504水解催化剂配套使用，运用于丙烯精脱硫。

主要理化性能及技术指标

反应原理

H2S、元素硫与脱硫剂中的活性金属氧化物作用生成硫化物或硫酸盐，达到脱硫防腐蚀的目的。

使用条件

1）．空速：气空速500～2000h-1；液空速0.5～3h-1

2）．温度：0～100℃

3）．压力：常压～8.0MPa

2.2 W201 硫醇转化催化剂

性能特点及用途W201硫醇精脱硫剂是武汉科林精细化工有限公司开发的新型产品。可用于凝淅油、直馏石脑油、溶剂油、液态烃和各种化工原料中脱除硫醇，达到无碱、无空气脱硫除臭之目的。且W201可反复再生使用。

主要理化性能及技术指标

反应原理

原料油中的硫醇等在催化剂作用下被氧化成二烷基二硫化物，达到脱臭的目的。反应方程式为：

脱硫塔床层阻力：计算为：W702脱硫塔～359pa ； W201脱硫塔～127pa

注：系统阻力主要来自管道。

工艺图（见图1）。

效果

图1

通过对原料的脱硫和脱水，破坏了H2O-H2S腐蚀环境，脱硫塔出口含硫由200PPm以上降到40PPm以下，装置的腐蚀速度降低很多，容器、管线腐蚀速度由1.5mm/y减小到0.6mm/y，换热器、冷却器的更换周期也由1年延长到2年，部分换热器更换周期已延长到3年。由此产生的容器、管线更换费用、大修费用大大降低，每年的二次检修也改为一年一次，确保生产的安全性和稳定性。