輕烴分餾裝置防腐對策探究

高洪亮 大慶油田建設集團慶升實業公司慶生化工廠

輕烴分餾裝置防腐對策探究

高洪亮 大慶油田建設集團慶升實業公司慶生化工廠

原穩輕烴中含有的水和硫化氫，對輕烴分餾生產裝置腐蝕嚴重，影響了設備正常運行。采用對原料脫硫和脫水，可以控制腐蝕生成環境，確保設備長期、安全運行。

輕烴；分餾裝置；腐蝕；脫硫；脫水

前言

對輕烴分餾裝置來說，由于原穩中含有硫化氫（來自原油中硫化氫和硫化氫的分解）和水，而硫化氫在水環境下對設備和管線腐蝕嚴重。本文對分流裝置的腐蝕問題尋找對策。

一、腐蝕分析

1、現場掛片試驗

現場掛片試驗最大限度地模擬了腐蝕發生的環境，連續測量其腐蝕電位進行原位動態檢測。條件許可下，每隔一段時間取出試片觀察腐蝕情況。掛片實驗是采用1×4cm厚為2mm的銅片，用尼龍線吊掛在測量的部位，與氣體的流動方向垂直，隔一段時間取出銅片試驗觀察，可以準確分析腐蝕發生的過程，進而確定腐蝕發生的機理。通過對腐蝕穿孔部位的金屬材料、容器內腐蝕殘留物、裝置中游離水等可能引起腐蝕的物質進行分析，初步認為：主要腐蝕物是H2S腐蝕，其次CO2、H2O，一些硫酸鹽類殘渣等附著在管線、容器內壁引起腐蝕。找出了引起腐蝕的主要因素是H2S的存在。

2、理論依據H2O-H2S腐蝕

此反應持續進行，Fe基體不斷遭受腐蝕

二、控制H2O-H2S腐蝕生成環境

1、脫水方案

采用液液聚結器，聚結機理為：小液滴被纖維束吸附，隨流體流動，小液滴被送至纖維交叉點，2個液滴碰撞成為大液滴，重復上述過程，形成更大液滴。流體的拖曳力使液滴脫離纖維束，脫離纖維束的液滴在重力或浮力作用下聚集于聚結器底部。

2、原料脫硫方案

脫硫劑選用武漢科林精細化工有限公司生產的W702復合氧化物精脫硫劑和W201硫醇轉化催化劑，原料油自下而上通過W702復合氧化物精脫硫劑，將H2S吸附轉化為穩定的硫化物固定下來，脫除H2S后的油品在自下而上通過W201硫醇轉化催化劑，將原料油中的硫醇轉化為二烷基二硫化物 。由于原料油含液化氣，不能連續補氧，因此在W201硫醇轉化催化劑塔前預設補氧裝置，用于系統運行一段時間后W201催化劑活性下降時補氧回復其活性。經此脫硫工藝，凈化后的油品無機硫小于0.1ppm，RSH小于5ppm，可滿足銅片實驗通過，博士試驗合格。

脫硫劑型號、用量

2.1 W702 復合氧化物精脫硫劑

性能特點及用途：針對煉油廠天然氣、液化氣、丙烯、石腦油、汽油等硫含量高，銅片腐蝕不合格情況，武漢科林精細化工有限公司與武漢工程大學合作，研究開發出了W702型復合氧化物精脫硫劑，其特點是：

1）、脫硫精度高：進口H2S 大于1000ppm時，出口H2S≤0.1ppm。

2）、反應速度快：LPG脫硫實驗表明，在液空速高達20h-1的情況下，液化氣銅片腐蝕仍可從3～4級降至0～1級。

3）、脫硫范圍廣，可脫除H2S、元素硫或硫醇等腐蝕性硫化物，僅需一種脫硫劑就可消除LPG、石腦油等銅片腐蝕。

4）、無氧條件下工作硫容大，一次性精脫H2S硫容大于20.0%。

5）、耐水性好：水煮24h或浸泡30天不粉化，強度不變；12MPa壓力下急驟充壓、卸壓進行100次沖擊試驗后，強度無變化。

6）、適用溫度范圍廣：0～100℃。

該精脫硫劑適用于LPG、石腦油、天然氣、水煤氣、焦爐氣、變換氣、食品CO2等各種無氧條件的精脫硫，也可與W504水解催化劑配套使用，運用于丙烯精脫硫。

主要理化性能及技術指標

反應原理

H2S、元素硫與脫硫劑中的活性金屬氧化物作用生成硫化物或硫酸鹽，達到脫硫防腐蝕的目的。

使用條件

1）．空速：氣空速500～2000h-1；液空速0.5～3h-1

2）．溫度：0～100℃

3）．壓力：常壓～8.0MPa

2.2 W201 硫醇轉化催化劑

性能特點及用途W201硫醇精脫硫劑是武漢科林精細化工有限公司開發的新型產品。可用于凝淅油、直餾石腦油、溶劑油、液態烴和各種化工原料中脫除硫醇，達到無堿、無空氣脫硫除臭之目的。且W201可反復再生使用。

主要理化性能及技術指標

反應原理

原料油中的硫醇等在催化劑作用下被氧化成二烷基二硫化物，達到脫臭的目的。反應方程式為：

脫硫塔床層阻力：計算為：W702脫硫塔～359pa ； W201脫硫塔 ～127pa

注：系統阻力主要來自管道。

工藝圖（見圖1）。

效果

圖1

通過對原料的脫硫和脫水，破壞了H2O-H2S腐蝕環境，脫硫塔出口含硫由200PPm以上降到40PPm以下，裝置的腐蝕速度降低很多，容器、管線腐蝕速度由1.5mm/y減小到0.6mm/y，換熱器、冷卻器的更換周期也由1年延長到2年，部分換熱器更換周期已延長到3年。由此產生的容器、管線更換費用、大修費用大大降低，每年的二次檢修也改為一年一次，確保生產的安全性和穩定性。

[1] 林世雄.石油煉制工程.石油化工出版社

[2] 孫家禮.石油化工裝置設備與防護手冊.中國石油出版社