分散緩蝕劑在大型常減壓裝置的工業(yè)應(yīng)用

徐克軍

摘要：中國石化某分公司常減壓裝置于2011年在常頂循泵發(fā)現(xiàn)垢鹽，2012年大檢修發(fā)現(xiàn)常壓塔的第38層塔盤至52層塔盤都有不同程度的垢鹽腐蝕。本文主要總結(jié)了分散緩蝕劑在大型常減壓裝置的工業(yè)應(yīng)用及取得的效果，以及試提出可以解決常頂循結(jié)垢的基本工藝改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞： 常頂循鹽垢；分散緩蝕劑；節(jié)能降耗；工藝措施

中圖分類號：G87 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）20-0354-02

1 前言：

中國石化分公司某大型常減壓裝置常頂循系統(tǒng)的垢鹽問題，一直是該常減壓裝置生產(chǎn)的難點(diǎn)之一，從2011年開始就在常頂循泵維修過程中發(fā)現(xiàn)黑色油泥狀物質(zhì)，通過化驗(yàn)分析，此物質(zhì)屬于水溶性物質(zhì)，同時(shí)在2012年大修中發(fā)現(xiàn)，常壓塔的第38層塔盤至52層塔盤都有不同程度的腐蝕，已經(jīng)影響了今后的正常生產(chǎn)，因此將這14層塔盤進(jìn)行了材質(zhì)升級和更換。至2014年常頂循的流量逐漸下降，由原來可以達(dá)到最大值的950t/h，降至2014年6月20日的500t/h，常頂循打不上量已經(jīng)嚴(yán)重的影響了裝置的正常生產(chǎn)，不但造成了常頂循取熱量降低，常頂回流量的增加，同時(shí)為了保證常壓塔的安全生產(chǎn)，加大了常一中和常二中的循環(huán)量，造成了航煤產(chǎn)品產(chǎn)量下降，這樣的操作不但造成了能耗的提高，也造成了高附加值產(chǎn)品收率的降低。

2 分散緩蝕劑注入前的裝置各項(xiàng)情況：

（1）通過分析：常頂循系統(tǒng)操作工況、對常頂循換熱器最后一組進(jìn)行腐蝕檢查、對比2012年大修常塔及常頂循系統(tǒng)腐蝕情況和2014年2月常頂循最后一組換熱器檢修情況，該公司設(shè)備部認(rèn)為本周期裝置頂循系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞、腐蝕結(jié)垢現(xiàn)象，主要集中在設(shè)備局部溫度較低及流速較慢的部位，并產(chǎn)生垢下坑蝕，換熱器管束、管口等部位腐蝕較重，較上周期腐蝕程度明顯增加，垢鹽主要為NH4Cl鹽與FeCL、FeS等腐蝕產(chǎn)物結(jié)合體。

（2）通過優(yōu)化裝置常頂循系統(tǒng)腐蝕監(jiān)測點(diǎn)，進(jìn)一步排查腐蝕隱患點(diǎn)，該公司針對常頂循系統(tǒng)管線及常頂循抽出和返回口中間與塔盤連接處塔壁進(jìn)行定點(diǎn)測厚，未發(fā)現(xiàn)明顯減薄現(xiàn)象。

（3）針對注水水質(zhì)問題，外委天津大學(xué)對作為電脫鹽、常頂注水來源的1#污水汽提裝置凈化水進(jìn)行分析，其中6項(xiàng)指標(biāo)不合格，主要是懸浮物、氧含量、CN-離子、CL-離子含量超標(biāo)嚴(yán)重，對常減壓電脫鹽和塔頂注水效果產(chǎn)生影響，從而影響裝置防腐效果

（4）針對該常減壓裝置常頂添加劑注入點(diǎn)及注入情況進(jìn)行檢查，在研究院的配合下做好常塔頂進(jìn)出物料有害物質(zhì)分析以及氯、氨氮的平衡分析工作。結(jié)果顯示氯和氨氮主要集中在常頂循油和常頂切水中，可證明常頂循系統(tǒng)容易結(jié)垢（氯化銨鹽）。

2013年8月23日和2014年1月25日兩次取得垢鹽樣品， 分析其組成，結(jié)果見下表。

由表可知：

（1）垢鹽樣品中，總氮含量為42760.87?g/g，氨氮的含量為38059.78?g/g，未檢測出硝酸根和亞硝酸根，可以計(jì)算出，垢鹽中有機(jī)胺的含量為4701.09?g/g；

（2）垢鹽樣品中，氯離子含量為328422.97?g/g，可與氨氮形成氯化銨，且含量很高；

（3）垢鹽樣品中，總硫的含量為5030 ?g/g，硫酸根的含量為1788.62?g/g，未檢測出亞硫酸根和二價(jià)硫離子，通過計(jì)算，可知含有有機(jī)硫的量為3241.38?g/g；

（4）垢鹽樣品中，總鐵的含量為90866.72 ?g/g，鈉離子的含量為658.88?g/g，其他金屬的含量較低；

（5）垢鹽樣品中檢測到緩蝕劑的成分——咪唑啉季銨鹽離子，且含量較高，為0.09866.72mmol/g。

（6）通過計(jì)算可知，咪唑啉季銨鹽中的有機(jī)胺的含量為2708.44?g/g，小于垢鹽中總有機(jī)胺含量4701.09?g/g；

3 常減壓裝置注入分散緩蝕劑后常頂循流量的變化

3.1 該常減壓裝置于2014年6月27日開始對常頂循注劑，以下為注劑流程：

3.2 常頂循系統(tǒng)注入分散后，對比注劑量和常頂循流量。

分散緩蝕劑自2014年6月27開始從塔頂注入，注量為2ppm（以日加工量為基準(zhǔn)）。當(dāng)天頂循量為525t/h，晚上23時(shí)采樣發(fā)現(xiàn)，頂循油略顯黃褐色，初步判定為分散的垢鹽，航煤顏色未發(fā)現(xiàn)有變化。7月10日下午15：00開始常頂循流量由570t/h開始上漲，到7月11日9：00上漲至610t/h，到7月15日緩慢上漲到625t/h，到7月16日上漲到635t/h，初步理解為分散緩蝕劑發(fā)揮作用。航煤正常，無顏色變化。至2014年7月14日，頂循量升至690t/h。2014年7月21日阻垢分散劑注入量增加為3ppm，后續(xù)采樣中發(fā)現(xiàn)常頂循采樣瓶底為黃褐色，并伴有褐色物質(zhì)（垢鹽）出現(xiàn)，此黑色物質(zhì)即為頂循換熱器內(nèi)部剝離的垢鹽。7月22日9：00，常頂循流量為700t/h，初步理解為分散緩蝕劑發(fā)揮作用。8月1日9：10發(fā)現(xiàn)常頂循流量從720t/h上漲至730t/h，并保持平穩(wěn)，航煤正常，無顏色變化，采樣時(shí)未發(fā)現(xiàn)原來的黃褐色物質(zhì)。常頂循流量和分散劑注入量如下圖所示：

通過上述圖表可以看出，3#常減壓常頂循的流量在隨著注劑量的增加而逐漸增大。

3.3 下面詳細(xì)介紹從2014年6月27日至2014年9月16日期間工藝調(diào)整情況及常頂循流量、注劑量的變化情況。

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，可見分散緩蝕劑的效果還是比較明顯的。同時(shí)介紹注劑過程中的一些工況如下：在2014年6月27日開始注劑后，每天每四個(gè)小時(shí)對常頂循和常一線進(jìn)行一次采樣，采樣的目的就是為了觀察常頂循和常一線油品顏色的變化，防止由于常一線油品顏色的變化而造成對產(chǎn)品罐的污染。27日晚23時(shí)采樣發(fā)現(xiàn)，常頂循油有變色現(xiàn)象，顏色為黃褐色，初步斷定為分散的垢鹽。但航煤沒有明顯顏色變化。

2014年7月1日常頂循泵進(jìn)行切換，2014年7月2日通過開關(guān)常頂循的E-107E的副線，進(jìn)而改變常頂循流量，從而改變頂循流速和溫度，去沖刷結(jié)垢點(diǎn)。2014年7月3日開關(guān)常頂系統(tǒng)換熱器的副線，改變常頂循流量，從而改變頂循流速和溫度，去沖刷結(jié)垢點(diǎn)。通過常頂循換熱器的付線調(diào)整操作并未改變常頂循的流量，沒有收到良好的效果。

2014年7月21日10：30對常頂循泵進(jìn)行切換，同時(shí)提高注劑量至3ppm，為2.2L/h。切換機(jī)泵后，對原運(yùn)行泵放油未發(fā)現(xiàn)垢鹽、或者類似垢鹽物質(zhì)。在注劑過程中常頂循流量也是逐漸上漲的過程，至7月21日流量上漲為660t/h，7月22日9：00校表，儀表校正后，發(fā)現(xiàn)常頂循流量為700t/h。

從7月23日開始不在進(jìn)行大幅度的工藝調(diào)整，但由于常頂循系統(tǒng)內(nèi)被溶解垢鹽不斷堵塞儀表的引壓管，在此期間進(jìn)行的多次校表，至8月1日開始，常頂循流量上升至740t/h左右， 并保持平穩(wěn)，，航煤正常，無顏色變化。

2014年8月5日10：00增加至4ppm，注劑量為3.2L/h，同時(shí)對常頂循和常一線加強(qiáng)監(jiān)測，并沒有發(fā)現(xiàn)常頂循和常一線的顏色變化。8月12日10：00注劑增加至5ppm，注劑量為4.0L/h。

4 該常減壓裝置注入分散緩蝕劑前后產(chǎn)品中Fe2+離子含量對比：

由于垢鹽中的Fe2+含量為16.34%，因此通過對常頂循和常一線產(chǎn)品中Fe2+含量的監(jiān)測可以有效的了解到垢鹽溶解于油品中的情況。未注劑之前兩種油品中的Fe2+含量平均為0.2mg/l。注劑后，在7月2日發(fā)現(xiàn)常頂循中的Fe2+含量為2.71 mg/l，7月4日發(fā)現(xiàn)常頂循中的Fe2+含量為1.88 mg/l。

5 總結(jié)

中國石化某分公司常減壓裝置使用分散緩蝕劑后，常頂循因結(jié)垢鹽而無法提量的情況得到了緩解，至2014年9月16日為止，常頂循流量可以達(dá)到的最大值為740t/h，基本可以滿足27560t/d 的加工量的操作要求，但是距離結(jié)垢前的最大流量950t/h還有差距，今后再進(jìn)行注劑時(shí)，先需要逐漸提高分散緩蝕劑的注入量至10ppm使系統(tǒng)成膜后，再逐漸降低分散緩蝕劑的注入量，最后根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需求調(diào)整好分散劑的注入量。