阻垢緩蝕劑在加氫裂化裝置上的工業應用

董大清，莫婭南，曲傳藝，閆小燕，趙 晶

(1.中國石油遼陽石化分公司研究院;2.中國石油遼陽石化分公司煉油廠:遼寧遼陽 111003)

中國石油遼陽石化分公司煉油廠1.6 Mt/a加氫裂化裝置以俄羅斯原油生產的減壓蠟油及焦化蠟油為主要原料，原料中含硫量高達0.3%，含氮量高達0.14%，設備腐蝕情況較為嚴重。特別是高壓空冷器前后，由于硫、氮含量較高，且溫度低于200℃，易形成銨鹽結晶，從而堵塞管道。目前通用的辦法是在高壓空冷器前注水，以溶解銨鹽。但由于系統壓力較高，注水沖刷嚴重，易形成垢下腐蝕及沖刷腐蝕［1］。為保障加氫裂化裝置的安全平穩生產，在該裝置進行了LHY－01型水溶性阻垢緩蝕劑的工業應用研究，以期能減緩設備及管線的腐蝕速度，延長使用周期，進而降低維修成本，提高裝置的整體效益。

1 腐蝕機理［2］

原料油中含硫、氮、氯的化合物在加氫反應器內轉化為 H2S、NH3和 HCl，冷卻后反應生成NH4HS和 NH4Cl。在缺少液態水的情況下，NH4HS直接由氣相變成固態晶體，它能迅速堵塞高壓空冷器管束。為了防止堵塞，通常在上游位置注水。盡管用水沖洗能有效防止堵塞，但會造成NH4HS和NH4Cl溶液對高壓空冷器的腐蝕。NH4HS和NH4Cl首先發生水解反應，生成H2S和HCl，當高壓空冷器處于H2S－H2O－HCl腐蝕環境中時，主要發生垢下腐蝕和電化學腐蝕，反應方程式如下:

2 阻垢緩蝕劑選用原則

由腐蝕機理可知，加氫裂化空冷器所選用阻垢緩蝕劑應能抑制金屬設備表面的腐蝕，控制所排酸性水中的 Fe2+含量不大于 3 μg·g－1，其次應能破壞銨鹽結垢物的產生或分子聚集的條件，抑制垢下腐蝕。銨鹽結垢物溶于水，為起到阻垢作用，可選用水溶性試劑，且試劑應對后續工藝及產品質量無不良影響。綜合考慮上述因素，確定選用LHY－01型水溶性阻垢緩蝕劑。

3 LHY－01型阻垢緩蝕劑作用機理

LHY－01型阻垢緩蝕劑的物性指標見表1。該緩蝕劑是針對加氫裂化分餾系統設備的腐蝕特點所開發的一種新型水溶性高效緩蝕劑，由水溶性長鏈咪唑啉衍生物、多乙烯多胺以及其他多種緩蝕組分按一定比例復配而成。咪唑啉衍生物以及其他緩蝕組分能夠在金屬設備表面形成致密牢固的保護膜，有效抑制腐蝕的發生;多乙烯多胺則能與H2S及 HCl配位，抑制 NH4HS和 NH4Cl的生成，且生成物的露點較高，能夠減少結垢。

表1 LHY－01型阻垢緩蝕劑的物性指標

4 現場應用

4.1 工藝流程

緩蝕劑的使用流程如圖1所示。利用計量泵將緩蝕劑槽內的緩蝕劑打入脫鹽水罐中，混合后經高壓注水泵在高壓空冷器前加入。高壓空冷器的設備材質為20#碳鋼和奧式體不銹鋼，其主要操作參數見表2。阻垢緩蝕劑起始加注量以油品處理量計為0.09 kg/t，之后根據高壓分離器所排酸性水中的Fe2+含量進行適當調整，注入量范圍為 0.05～0.1 kg/t。

圖1 緩蝕劑使用示意流程

表2 高壓空冷器主要操作參數

4.2 應用現場監測數據

2012年2月14日開始裝置加入LHY－01型阻垢緩蝕劑，對高壓分離器所排酸性水中的Fe2+含量進行跟蹤分析，數據如表3所示。在裝置平穩運行的情況下，高分酸性水中的Fe2+含量由5.1～5.3 μg/g降至0.80～ 0.85 μg/g，呈逐漸降低的趨勢。其中2012年2月14日至2012年2月20日數值較大，主要是由于試劑加注初期保護膜未完全形成。該劑使用期間設備運行平穩，未對后續工藝及產品質量產生任何不良影響。說明LHY－01型阻垢緩蝕劑可以有效阻止和延緩空冷設備及管線部位的腐蝕，完全能夠滿足加氫裂化裝置生產的需求。

需要注意的是，使用該劑初期酸性水中的氮化物含量發生波動，可能是因為阻垢緩蝕劑的加入使原有銨鹽結垢物分解。應對氮化物含量進行分析，以便下游水處理裝置及時進行相應的工藝調整。

表3 高分酸性水中的Fe2+含量

5 結論

LHY－01型阻垢緩蝕劑使用效果良好，可以有效延緩加氫裂化裝置空冷設備及下游管線部位的腐蝕，高壓分離器所排酸性水中的Fe2+含量完全滿足要求。使用該劑不會對后續工藝及產品質量產生任何不良影響，完全能夠滿足加氫裂化裝置生產的需求，對裝置長周期平穩運行具有積極作用。

［1］ 韓崇仁.加氫裂化工藝與工程［M］.北京:中國石化出版社，2001:718－744.

［2］任曉光，盧志剛，宣征南，等.控制加氫裂化高壓空冷器垢下腐蝕的方法探索［J］.石油煉制與化工，2007，38(10):46－49.