催化裂化装置分馏塔结盐原因与处理措施

郭英明 杨振东（呼和浩特石化公司，内蒙古呼和浩特010070）

催化裂化装置分馏塔结盐原因与处理措施

郭英明 杨振东（呼和浩特石化公司，内蒙古呼和浩特010070）

目前催化分馏塔顶结盐主要为NH4CL晶体，催化原料含盐量高是结盐的主要诱因。随着加工原料的重质化，原料中氮化物含量日益增高，为分馏塔顶结盐提供了物质基础。呼和浩特石化公司催化裂化装置填料式分馏塔结盐问题严重，分析原因并提出相应的处理措施。

分馏塔；NH4CL；结盐；水洗

1　分馏塔结盐原因及主要结盐部位

在催化裂化反应中，氯化物反应会产生HCL，而原油中大部分氮化物存在于重质馏分油和渣油中，原料油进入提升管后，在高温催化剂作用下，迅速气化反应，原料中的氮化物生成了一部分NH3。当温度低于337.8℃时，足够浓度的HCL与NH3即可形成NH4CL［1］。

伴随着催化反应而生成的气相HCL和NH3，同反应油气进入分馏塔，随着油气的不断上升，塔内温度逐渐降低，塔内上升气流中的部分水蒸气由于跟顶循回流接触，迅速降温，此时若有部分液相水产生，便会形成浓度较高的NH4CL溶液，当这部分NH4CL溶液向下流动时会与塔内上升的气流逆向接触，由于部分液态水会吸热气化，加上分馏塔顶部气体线速较低，会有NH4CL析出并集结在填料上，如果油气中的HCL和NH3含量较高，则形成的铵盐不会挥发和分解，这样便造成填料和降液管堵塞，使内回流减少或中断。造成柴油组分上到塔顶汽油馏分中。

NH4CL晶体随着液相油流经设备时会沉积在设备表面，特别是流速很低的地方，如填料、降液管、受液槽、抽出管线及泵体内等处。

2　分馏结盐的现象及影响

分馏塔出现结盐后，随着时间的推移，设备表面的NH4CL晶体不断积累，结晶速度越来越快，堵塞填料，填料流通面积减小，填料压降增大，气相过孔线速增高，最终导致降液管流通面积减少直至堵塞，上部填料液封厚度上升，进而发展为液泛、淹塔；下部则造成干板，使轻柴油流量大幅度减少，甚至中断，得不到分馏的轻柴油馏分则以气相状态穿过淹塔部位，随汽油组分进入分馏塔顶油气分离器，造成塔顶馏出油气夹带柴油馏分，分馏塔顶油气分离器液位明显上升，且颜色不断变重。由于柴油组分进入汽油组分，增大了塔顶冷凝负荷，且冷后温度上升。

其主要现象及影响：

2.1由于填料结盐阻塞及淹塔造成液层高度过高，致使塔顶压降增大，反应器顶部压力有可能有所升高。

2.2导致柴油抽出口温度经常大幅波动，分馏塔顶温度偏高，轻柴油馏出量也随之大幅波动，甚至长时间出现无柴油馏出，轻柴油泵抽空。

2.3塔顶油气分离器液位大幅度升高，汽油馏分变重，顶循回流有时出现晃量或者抽空。混溶于液相中的NH4CL在顶循回流抽出口抽出，在顶循回流泵入口处温度会有所下降，NH4CL在水中的溶解度明显下降，盐在泵入口及管线出析出，改变泵的固有频率，引起泵体振动，有时出现备用泵因结盐而盘车困难的现象。

2.4结盐现象使分馏塔分离效果严重变差，导致产品不合格，操作紊乱，无法正常生产。

3　分馏结盐的处理方法

分馏塔结盐后可对分馏塔顶水洗处理。在顶循回流返塔线上打入水洗水，改变顶循回流中少量NH4CL溶液状态，即由饱和状态变成不饱和状态，这样，当顶循回流返入分馏塔顶部时，便会溶解填料上所聚结的盐类，再进入顶循回流系统，溶解掉顶循回流泵泵体内及泵入口管道内的盐类，然后高浓度的盐溶液再从分配器均匀地返回到散堆填料层，随塔顶油气一部分盐会被带走，持续循环，整个系统的盐含量便会显著下降。多次实践证明，采取缓和在线水洗基本可以使塔的操作恢复正常［2］。此法无法清除全部盐垢，但操作难度和对装置影响较小，只要控制好水洗过程中的参数，还是安全、可靠、经济、省时的。如果结盐问题非常严重，就需要增加从顶循回流系统分水等措施，以缩短水洗时间。

具体过程如下：

（1）水洗前，降20%～30%处理量，稳定汽油改走不合格线，柴油、干气、液化气走正常线，水洗过程中加强对液化气和干气的分析，若不合格，改走不合格线。

（2）在顶循回流返塔管线处打入水洗水，水量依据塔顶温度、塔顶压力逐渐调整增加，通过调整顶循回流水冷却器、顶循回流空冷器降低顶循回流返塔温度，将塔顶温度控制在105℃左右，顶循回流抽出口温度控制在130℃左右，使油气中水蒸气冷凝为水，用作溶剂将结晶NH4CL溶解。注意防止顶循回流泵抽空，可采取粗汽油补顶循回流泵入口措施。

（3）同时相应提高一、二中循环流量或油浆循环流量，主要以调节一种循环流量为主，以降低分馏段中上部负荷，将柴油馏出口温度将至200℃左右。

（4）维持分馏塔顶温度105℃，逐渐降低顶循回流量，提高水洗水量，提高对NH4CL的溶解能力。

（5）若结盐严重，可通过粗汽油泵入口补入新鲜水，随冷回流打入分馏塔顶，作为溶剂提高对NH4CL的溶解能力，并可取热降温。

（6）水洗过程中，分馏塔顶油气分离器酸性水将增加，要及时将酸性水外送，酸性水差量可作为水洗水量参考。

（7）经过一段时间水洗后，根据分馏塔结盐情况，水洗3～5h，停注水洗水及新鲜水，调整各回流量，恢复各部正常温度，直至粗汽油、汽柴油化验合格，恢复反应进料量到正常。

在线水洗除盐时，需要注意一下几点：

（1）做好引水工作，合理选择水洗水量。

（2）若分馏塔结盐严重，反再系统要提前做好降量降压操作，反应进料降量20～30%，同时控制好反再系统的压力平衡和热平衡，并做好分馏塔各段取热，保证水洗过程中，蒸汽不在顶回流抽出口下部冷凝，落至柴油抽出口。

（3）水洗时给水不能过快、过大，以防止分馏塔及反再系统压力波动过大。

4　防止分馏塔结盐的主要控制指标

催化原料盐含量是防止分馏塔结盐的主要控制指标，操作好常压电脱盐是解决催化装置分馏塔结盐的最有效的方法，常压装置原料脱盐后盐含量应控制在3.0mg/l以下。经实验数据表面，催化原料盐含量低于6.0mg/l比较安全，基本不会造成分馏塔结盐［3］。

另外，在日常操作过程中，要对汽油的干点加强监测，在全部生产方案和操作条件不变的条件下，当干点呈上升趋势，就要密切关注分馏塔结盐的可能性，提前做好预防措施。

5　防止分馏塔结盐的预防措施

5.1选择合适的塔顶操作温度，控制适宜的分馏塔顶循回流抽出温度和返塔温度。分馏塔顶温不得过低，通常不低于110℃，应根据塔顶组成模拟计算液相水的产生温度，并提高5℃以上［4］。

5.2定期分析原料盐含量，新品种原油要分析渣油的氯、氮含量，建立常压、催化的盐含量变化情况联动机制。

5.3当催化原料盐含量＞6mg/l时，可提高塔顶温度，减少反应系统蒸汽量，可以采用干气预提升代替蒸汽预提升，减少分馏塔注入蒸汽量，从而有效降低分馏塔顶水蒸汽分压，保证水分从分馏塔顶部全部馏出。有利于减少塔顶液相水的产生，防止结盐加剧。

5.4若盐含量持续超标，就要定期缓和水洗，通常水洗水量在3～4t/h，可有效的减轻分馏塔顶结盐。

5.5结盐现象不是突发性的，把握好结盐的水洗处理时机是减少损失的关键。当原料性质不变，无操作波动时，若汽油干点呈上升趋势，增大顶循取热，干点无法降低，或降低不明显，按正常调整手段产品质量难于控制时，此时结盐量小，是水洗除盐的最佳时机，在正常操作过程中，注入水洗水3～5t/h水洗2小时左右，即可有效预防分馏结盐。［5］

［1］侯祥麟.中国炼油技术［M］.北京：中国石化出版社，1991：43～77.

［2］侯芙生.炼油工程师［M］.北京：石油工业出版社，1995：151～177.

［3］陈俊武.催化裂化工艺与工程［M］.2版.北京：中国石化出版，2005：44～66.

［4］孙徳立.分馏塔结盐的分析与对策［J］.辽宁工学院学报，2001，21（5）：59～60.

［5］刘可非，韩剑敏，叶晓东，等.重油催化裂化分馏塔结盐的分析与对策［J］.石油油炼制与化工，1994，35（1）：46～49.

郭英明（1988-），男，汉族，山东潍坊人，助理工程师，2010年毕业于中国石油大学（华东）油气储运工程专业，现就职于呼和浩特石化公司储运车间