分散缓蚀剂在大型常减压装置的工业应用

徐克军

摘要：中国石化某分公司常减压装置于2011年在常顶循泵发现垢盐，2012年大检修发现常压塔的第38层塔盘至52层塔盘都有不同程度的垢盐腐蚀。本文主要总结了分散缓蚀剂在大型常减压装置的工业应用及取得的效果，以及试提出可以解决常顶循结垢的基本工艺改进方法。

关键词： 常顶循盐垢；分散缓蚀剂；节能降耗；工艺措施

中图分类号：G87 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0354-02

1 前言：

中国石化分公司某大型常减压装置常顶循系统的垢盐问题，一直是该常减压装置生产的难点之一，从2011年开始就在常顶循泵维修过程中发现黑色油泥状物质，通过化验分析，此物质属于水溶性物质，同时在2012年大修中发现，常压塔的第38层塔盘至52层塔盘都有不同程度的腐蚀，已经影响了今后的正常生产，因此将这14层塔盘进行了材质升级和更换。至2014年常顶循的流量逐渐下降，由原来可以达到最大值的950t/h，降至2014年6月20日的500t/h，常顶循打不上量已经严重的影响了装置的正常生产，不但造成了常顶循取热量降低，常顶回流量的增加，同时为了保证常压塔的安全生产，加大了常一中和常二中的循环量，造成了航煤产品产量下降，这样的操作不但造成了能耗的提高，也造成了高附加值产品收率的降低。

2 分散缓蚀剂注入前的装置各项情况：

（1）通过分析：常顶循系统操作工况、对常顶循换热器最后一组进行腐蚀检查、对比2012年大修常塔及常顶循系统腐蚀情况和2014年2月常顶循最后一组换热器检修情况，该公司设备部认为本周期装置顶循系统出现堵塞、腐蚀结垢现象，主要集中在设备局部温度较低及流速较慢的部位，并产生垢下坑蚀，换热器管束、管口等部位腐蚀较重，较上周期腐蚀程度明显增加，垢盐主要为NH4Cl盐与FeCL、FeS等腐蚀产物结合体。

（2）通过优化装置常顶循系统腐蚀监测点，进一步排查腐蚀隐患点，该公司针对常顶循系统管线及常顶循抽出和返回口中间与塔盘连接处塔壁进行定点测厚，未发现明显减薄现象。

（3）针对注水水质问题，外委天津大学对作为电脱盐、常顶注水来源的1#污水汽提装置净化水进行分析，其中6项指标不合格，主要是悬浮物、氧含量、CN-离子、CL-离子含量超标严重，对常减压电脱盐和塔顶注水效果产生影响，从而影响装置防腐效果

（4）针对该常减压装置常顶添加剂注入点及注入情况进行检查，在研究院的配合下做好常塔顶进出物料有害物质分析以及氯、氨氮的平衡分析工作。结果显示氯和氨氮主要集中在常顶循油和常顶切水中，可证明常顶循系统容易结垢（氯化铵盐）。

2013年8月23日和2014年1月25日两次取得垢盐样品， 分析其组成，结果见下表。

由表可知：

（1）垢盐样品中，总氮含量为42760.87?g/g，氨氮的含量为38059.78?g/g，未检测出硝酸根和亚硝酸根，可以计算出，垢盐中有机胺的含量为4701.09?g/g；

（2）垢盐样品中，氯离子含量为328422.97?g/g，可与氨氮形成氯化铵，且含量很高；

（3）垢盐样品中，总硫的含量为5030 ?g/g，硫酸根的含量为1788.62?g/g，未检测出亚硫酸根和二价硫离子，通过计算，可知含有有机硫的量为3241.38?g/g；

（4）垢盐样品中，总铁的含量为90866.72 ?g/g，钠离子的含量为658.88?g/g，其他金属的含量较低；

（5）垢盐样品中检测到缓蚀剂的成分——咪唑啉季铵盐离子，且含量较高，为0.09866.72mmol/g。

（6）通过计算可知，咪唑啉季铵盐中的有机胺的含量为2708.44?g/g，小于垢盐中总有机胺含量4701.09?g/g；

3 常减压装置注入分散缓蚀剂后常顶循流量的变化

3.1 该常减压装置于2014年6月27日开始对常顶循注剂，以下为注剂流程：

3.2 常顶循系统注入分散后，对比注剂量和常顶循流量。

分散缓蚀剂自2014年6月27开始从塔顶注入，注量为2ppm（以日加工量为基准）。当天顶循量为525t/h，晚上23时采样发现，顶循油略显黄褐色，初步判定为分散的垢盐，航煤颜色未发现有变化。7月10日下午15：00开始常顶循流量由570t/h开始上涨，到7月11日9：00上涨至610t/h，到7月15日缓慢上涨到625t/h，到7月16日上涨到635t/h，初步理解为分散缓蚀剂发挥作用。航煤正常，无颜色变化。至2014年7月14日，顶循量升至690t/h。2014年7月21日阻垢分散剂注入量增加为3ppm，后续采样中发现常顶循采样瓶底为黄褐色，并伴有褐色物质（垢盐）出现，此黑色物质即为顶循换热器内部剥离的垢盐。7月22日9：00，常顶循流量为700t/h，初步理解为分散缓蚀剂发挥作用。8月1日9：10发现常顶循流量从720t/h上涨至730t/h，并保持平稳，航煤正常，无颜色变化，采样时未发现原来的黄褐色物质。常顶循流量和分散剂注入量如下图所示：

通过上述图表可以看出，3#常减压常顶循的流量在随着注剂量的增加而逐渐增大。

3.3 下面详细介绍从2014年6月27日至2014年9月16日期间工艺调整情况及常顶循流量、注剂量的变化情况。

由2014年6月27的525t/h增大至2014年8月13的740t/h，并一直保持在740t/h左右，可见分散缓蚀剂的效果还是比较明显的。同时介绍注剂过程中的一些工况如下：在2014年6月27日开始注剂后，每天每四个小时对常顶循和常一线进行一次采样，采样的目的就是为了观察常顶循和常一线油品颜色的变化，防止由于常一线油品颜色的变化而造成对产品罐的污染。27日晚23时采样发现，常顶循油有变色现象，颜色为黄褐色，初步断定为分散的垢盐。但航煤没有明显颜色变化。

2014年7月1日常顶循泵进行切换，2014年7月2日通过开关常顶循的E-107E的副线，进而改变常顶循流量，从而改变顶循流速和温度，去冲刷结垢点。2014年7月3日开关常顶系统换热器的副线，改变常顶循流量，从而改变顶循流速和温度，去冲刷结垢点。通过常顶循换热器的付线调整操作并未改变常顶循的流量，没有收到良好的效果。

2014年7月21日10：30对常顶循泵进行切换，同时提高注剂量至3ppm，为2.2L/h。切换机泵后，对原运行泵放油未发现垢盐、或者类似垢盐物质。在注剂过程中常顶循流量也是逐渐上涨的过程，至7月21日流量上涨为660t/h，7月22日9：00校表，仪表校正后，发现常顶循流量为700t/h。

从7月23日开始不在进行大幅度的工艺调整，但由于常顶循系统内被溶解垢盐不断堵塞仪表的引压管，在此期间进行的多次校表，至8月1日开始，常顶循流量上升至740t/h左右， 并保持平稳，，航煤正常，无颜色变化。

2014年8月5日10：00增加至4ppm，注剂量为3.2L/h，同时对常顶循和常一线加强监测，并没有发现常顶循和常一线的颜色变化。8月12日10：00注剂增加至5ppm，注剂量为4.0L/h。

4 该常减压装置注入分散缓蚀剂前后产品中Fe2+离子含量对比：

由于垢盐中的Fe2+含量为16.34%，因此通过对常顶循和常一线产品中Fe2+含量的监测可以有效的了解到垢盐溶解于油品中的情况。未注剂之前两种油品中的Fe2+含量平均为0.2mg/l。注剂后，在7月2日发现常顶循中的Fe2+含量为2.71 mg/l，7月4日发现常顶循中的Fe2+含量为1.88 mg/l。

5 总结

中国石化某分公司常减压装置使用分散缓蚀剂后，常顶循因结垢盐而无法提量的情况得到了缓解，至2014年9月16日为止，常顶循流量可以达到的最大值为740t/h，基本可以满足27560t/d 的加工量的操作要求，但是距离结垢前的最大流量950t/h还有差距，今后再进行注剂时，先需要逐渐提高分散缓蚀剂的注入量至10ppm使系统成膜后，再逐渐降低分散缓蚀劑的注入量，最后根据实际的生产需求调整好分散剂的注入量。