重油催化装置分馏塔顶循结盐处理技术研究

李瑞

摘要：在重油催化装置长周期生产过程中，分馏塔结盐现象已经成为一个普遍存在的问题，随着生产的运行，结盐会逐步加重，影响分馏塔的正常生产操作。因此，如何根据实际情况采取不同的技术方法来预防、处理好该问题，实现装置效益最大化，保证装置长周期安全运行，是我们要解决的一项重要课题。

关键词：重油催化装置;分馏塔;结盐现象;装置效益;安全运行

1 结盐原因分析

因为原油中氮化物和氯盐含量较高，以及原油开采过程中不可避免地添加含氮助剂，经过一系列工艺处理后大部分氮以胶状、沥青状物质形态存在于渣油等重组分中，原油脱盐效果不稳定、塔顶注入的氨、缓蚀剂及其它助剂等，形成了结盐组分氮源的主要来源，结盐组分氯源主要来源于无机氯盐和有机氯化物的水解或热分解，再加上焦化原料中含有较多的硫，在焦炭塔内进行生焦反应时，生成NH3、HCl、H2S等无机物，进而形成NH4Cl、（NH4）2S等无机盐。生产运行正常时，这些无机盐在进入分馏塔后溶解于水中，随含硫污水排出进入下游装置;而在实际生产过程中，顶循返塔温度控制在80～90℃，当分馏塔顶循油气返塔温度低于操作工况下露点温度或油气中含水时，液态水随顶循油向下流动并遇热汽化，其中的无机盐会在了催化剂和焦炭粉末的盐类沉积于塔盘、塔顶回流线、降液管、受液盘处，阻碍塔内液相的流动，影响分馏塔压降，降低了气液相传质传热效率及轻质油收率。

2 结盐的处理方法

2.1 转移结盐条件，实施塔顶注水

在依据分馏塔内部产生结盐的原理基础上，对分馏塔在线水洗，然后将顶循返塔温度提高到100～110℃之间，分馏塔压力维持基本不变，使塔内温度高于操作压力下水的露点温度，破坏塔内结盐条件。该过程致使结盐部位上移，部分胺盐在分馏塔顶空冷器管束中析出聚集，堵塞部分管束，进而增大塔顶油气压降。为防止发生盐类在空冷管束中结晶析出，实现长周期运行，在分馏塔顶入口处增设一条注水线。通过提高塔顶温度使部分胺盐转移到塔顶空冷器，向塔顶油气空冷器前定期注水冲洗，在减轻了分馏塔塔盘的结盐的同时，塔顶空冷器结盐问题也得到了解决。

2.2 在线水洗脱除

2.2.1 外排式在线水洗

将分馏塔负荷降低，控制顶循抽出温度在120℃左右，向分馏塔顶循返塔注入新鲜水，与塔顶循环油混合进入分馏塔，然后根据分馏塔顶部及上部温度变化及时调整注水流量和塔顶循环油量。水洗水经塔顶循环油泵入口过滤器处排出。

2.2.2 内排式在线水洗

在分馏塔顶循返塔注新鲜水进行在线水洗，控制好顶循抽出温度120℃左右和分馏塔顶的温度100～105℃，由于没有外部排水，水洗水在分馏塔内积聚，易出现水流至柴油系统的情况，需要严格控制注入的水量及分馏塔上部温度，发现异常及时停止注水。

2.3 实时加剂控制

实时加剂控制是一种结盐控制剂注入技术，这种结盐控制剂不易挥发，在分馏塔内向塔的下方流动，即流向重组份的方向。期间，结盐控制剂逐渐浸润氯化铵、焦粉等沉积物，并和金属的表面形成强有力的结合，使氯化铵逐渐从金属表面分离，被液流冲散到产品带出。

2.4 采用抽提除盐

利用氯化铵在油水两相中的溶解度差异，将油相当中的氯化铵转移到水相当中，再利用液液萃取方法将油水分离，将氯离子脱除。分馏塔顶循环油从分馏塔抽出后，经循环油泵加压，再经过相关取热及冷却设备后分成两部分，一路返回分馏塔;另一路与软化水混合，将循环油中的氯化铵溶解到水中，经油水分离后的循环油返回分馏塔，溶解了一定氯化铵的水进入含盐污水系统。

3 几种处理方法的对比分析

3.1 提高塔顶温度，注水洗涤

在提高顶循返塔温度前后，分馏塔至气压机入口压力降约0.01MPa，压力降没有明显变化，说明分馏塔顶空冷器管束堵塞情况不明显。对粗汽油罐含硫污水中氯离子和氨氮含量进行取样分析，提高顶循返塔温度前氯离子几乎检测不到，提高温度后分析含硫污水中氯离子含量为206.3 mg/L，氨氮含量为1864mg/L。分析結果与分馏塔在线水洗后期所采水样中数据对比，氯离子含量略低 ，氨氮含量较高。因此分析认为提高顶循返塔温度后在分馏塔内部结盐减少的同时，并没有将大量盐类凝结在塔顶油气管线中及结晶在空冷管束中。

3.2 在线水洗技术

3.2.1 外排式水洗

外排在线水洗，在避免非计划停工、提高产品质量、轻质油收率和装置处理量方面具有相对优势。水洗效果维持时间最长不超过半年。该技术需要制定详细的在线水洗方案，并且要大幅度降低分馏塔的负荷，进行全面的生产操作调整，分馏塔在线水洗过程中，常常会把轻循环油带到含油污水中，在挥发的过程中产生损失，还有可能损坏塔盘。

3.2.2 内排式水洗

水洗水量较外排式在线水洗要小得多，分馏塔的负荷不需要较低太多，控制好分馏塔顶循以上的温度、压力，使得塔内及管线内结盐能够充分溶解到水相中，水洗水是在水洗完成后逐步提高顶循及塔顶温度，通过塔顶油水分离器排入到含硫污水系统中。同外排式在线水洗相比，没有造成轻污油的损失，内排式在线水洗后分馏塔顶循的平稳操作维持时间为 10～20天，水洗较为频繁。

3.3 加剂控制技术

由于原料油本身的性质以及原油电脱盐本身脱盐不彻底的原因，水洗只能将分馏塔内部的盐类暂时性去除，而无法达到一个长期解决问题的办法，而且水洗后结盐较快，为了去除结垢，必须经常性的水洗，对生产是很不利的，而且很可能损坏塔盘。在这种情况下，通过加入塔顶抗结盐剂，有效减缓了胺盐在分馏塔内的聚集。加剂过程中要根据顶循结盐情况调整加注量，加注后可实现分馏塔的平稳生产操作，但增加了一定的生产成本。

3.4 抽提除盐技术

该技术利用没有增加动力消耗设备，仅消耗少量的软化水或净化水，操作简单，运行成本低，氯离子脱除率高，解决了顶循结盐的问题，有利于装置的长周期运转，但需要增加设备投资。胜利石化总厂延迟焦化装置分馏塔2016年7月进行技术改造，由内排式在线水洗更改为抽提除盐技术后，经过优化调整，氯离子脱除率达到90%以上，洗塔频率由原来每月6次，到目前连续半年没有进行在线洗塔，同时塔顶循环量运行平稳，有效提高了汽油和柴油收率。

参考文献：

[1]李璇，范振杰.重油催化分馏塔顶结盐预防及顶循油水洗除盐技术[J].化工设计通讯，2017（4）：13-13.