重整裝置苯抽提系統(tǒng)腐蝕原因分析及應(yīng)對(duì)措施

王 磊，李 進(jìn)

（中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

重整裝置苯抽提系統(tǒng)腐蝕原因分析及應(yīng)對(duì)措施

王 磊，李 進(jìn)

（中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

本文對(duì)重整裝置苯抽提系統(tǒng)出現(xiàn)的汽提塔底重沸器、回收塔底重沸器及富溶劑泵葉輪等部位腐蝕原因進(jìn)行分析，并提出解決措施。措施落實(shí)后，腐蝕得到有效控制。

苯抽提；腐蝕；溶劑

中國(guó)石油寧夏石化公司重整裝置苯抽提系統(tǒng)采用北京金偉暉工程技術(shù)有限公司SUPER-SAE-Ⅱ苯抽提工藝，設(shè)計(jì)規(guī)模10×104t/a，以連續(xù)重整裝置C6組分為原料，利用溶劑對(duì)原料中苯和非芳烴溶解能力的差異，將苯抽提出來，抽提所得到的富溶劑再經(jīng)過蒸餾分離，從而得到苯產(chǎn)品。

該裝置于2012年4月首次開工以來，持續(xù)出現(xiàn)溶劑老化、膠質(zhì)含量增加以及汽提塔底重沸器、回收塔底重沸器、富溶劑泵葉輪及相關(guān)管線彎頭等部位腐蝕的問題，造成苯產(chǎn)品質(zhì)量頻繁波動(dòng)，裝置頻繁停工檢修，形成了較嚴(yán)重的生產(chǎn)隱患。

1 裝置工藝運(yùn)行情況

1.1 原料性質(zhì)

苯抽提原料全部由重整裝置脫C6塔頂來，C6組分含苯23%左右，密度715 kg/m3，硫含量0.33 mg/kg，裝置年產(chǎn)純苯 2.2×104t。

1.2 工藝流程

重整生成油中C6組分經(jīng)脫C6塔頂拔出進(jìn)入苯抽提系統(tǒng)，在抽提塔通過萃取作用將C6組分中的苯與非芳烴進(jìn)行分離，抽提塔底富含苯的溶劑送至汽提塔，通過汽提作用除去富溶劑中的非芳烴，從汽提塔頂出來的苯與非芳烴的混合物作為返洗芳烴送回抽提塔底部，以提純塔底富溶劑苯的純度，汽提塔底不含非芳烴的富溶劑送至回收塔，實(shí)現(xiàn)溶劑和苯的分離，從抽提塔頂出來的抽余油進(jìn)入水洗塔水洗少量環(huán)丁砜后，以抽余油的形式送至罐區(qū)調(diào)和汽油。汽提塔底重沸器E-403、回收塔底重沸器E-405均以減溫減壓后的2.3MPa蒸汽做熱源（見圖1）。

圖1 苯抽提系統(tǒng)主要工藝流程

1.3 主要操作條件

表1 苯抽提系統(tǒng)主要操作條件

2 腐蝕原因分析

自2012年底以來，苯抽提系統(tǒng)汽提塔底重沸器E-403、回收塔底重沸器E-405多次發(fā)生腐蝕泄漏，富溶劑泵P-404葉輪、泵軸及泵出口彎頭等部位亦頻繁發(fā)生腐蝕損壞，造成該系統(tǒng)多次停工搶修，溶劑跑損，對(duì)苯產(chǎn)量及產(chǎn)品質(zhì)量造成了極大的影響。

在換熱器檢修中發(fā)現(xiàn)貧富溶劑換熱器、水汽提塔底重沸器內(nèi)有較多的黑色結(jié)垢物，該結(jié)垢物的溶解性較差，微溶于水，難溶于苯。取系統(tǒng)環(huán)丁砜溶劑分析，發(fā)現(xiàn)固體顆粒、焦（膠）狀物含量1%，靜置24 h后有大量黑色沉淀，pH為6.5，氯離子含量為295mg/L。

環(huán)丁砜（C4H8SO2）是無色、溶于水、高極性和具有良好熱穩(wěn)定性的化學(xué)產(chǎn)品，其毒性很低，密度較高、比熱低、沸點(diǎn)高。環(huán)丁砜在200℃以下時(shí)，其分解速度比較慢，但超過220℃時(shí)，隨著溫度的升高，其分解速度急劇上升，過高的溫度會(huì)促使環(huán)丁砜分解生產(chǎn)淺黑色的聚合物和SO2。環(huán)丁砜長(zhǎng)期暴露于空氣中時(shí)，SO2的釋放量增大，pH值下降也比較明顯[1]。

通過裝置實(shí)際操作情況及換熱器結(jié)構(gòu)物、環(huán)丁砜溶劑分析，發(fā)現(xiàn)苯抽提系統(tǒng)腐蝕的主要原因有以下幾個(gè)方面：

（1）操作溫度的影響。開工前期2.3MPa蒸汽溫度控制在220℃左右，波動(dòng)時(shí)極易造成環(huán)丁砜快速分解。

（2）pH值下降。環(huán)丁砜的劣化速率隨pH值的降低而增大，其被水解和開環(huán)生成磺酸的反應(yīng)會(huì)受酸的催化作用而加劇[2]。隨著系統(tǒng)水含量的增加，pH值降低、腐蝕速率增加、熱穩(wěn)定性下降[3]。

（3）環(huán)丁砜分解在一定的條件下分解形成磺酸、丁基磺酸、硫酸等，造成酸腐蝕，當(dāng)系統(tǒng)中存在氯離子時(shí)腐蝕會(huì)更嚴(yán)重。

（4）由于苯抽提裝置多次停工檢修換熱器，勢(shì)必會(huì)造成空氣進(jìn)入系統(tǒng)，從而加劇環(huán)丁砜的分解。

（5）溶劑再生過濾器運(yùn)行效果較差，不能有效除去溶劑降解物，造成降解物質(zhì)在系統(tǒng)內(nèi)逐漸累積，加劇了溶劑系統(tǒng)設(shè)備和管線的腐蝕。

3 解決措施

3.1 優(yōu)化工藝操作

（1）控制2.3MPa蒸汽溫度，由220℃逐步降低到200℃～205℃，使得系統(tǒng)最高點(diǎn)溫度不超過205℃，減緩環(huán)丁砜受熱分解速率。

（2）優(yōu)化汽提塔的操作，通過注入第二溶劑控制汽提塔的閃蒸量，在保證塔底富溶劑中非芳烴含量合格的前提下，汽提塔底溫度由165℃逐漸降低至155℃，減緩溶劑受熱分解。

（3）優(yōu)化重整反應(yīng)系統(tǒng)水氯平衡，增加重整生成油脫氯罐，提高脫氯效果，防止氯離子帶入苯抽提系統(tǒng)。

（4）優(yōu)化苯抽提水、汽系統(tǒng)操作,合理控制進(jìn)入回收塔C-404汽提水、汽提蒸汽量，控制貧溶劑含水量在1%～2%，密切關(guān)注C-404底溫（包括集液槽溫度）、頂溫的變化，防止水量變化過大，塔底溫度快速下降。

3.2 設(shè)備材質(zhì)升級(jí)

2013年6月將汽提塔底重沸器E-403及回收塔底重沸器E-405整體備貨，管束材質(zhì)由碳鋼管升級(jí)為OCr18Ni10Ti，延長(zhǎng)換熱器使用周期，縮短檢維修時(shí)間。

針對(duì)富溶劑泵頻繁腐蝕問題，車間制定定期檢查維修計(jì)劃，每月定期對(duì)富溶劑泵P-404切換，并進(jìn)行拆檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理葉輪及口環(huán)腐蝕磨損問題，防止兩臺(tái)泵同時(shí)故障造成裝置停工。

3.3 溶劑在線凈化

通過對(duì)腐蝕原因的分析，尋找溶劑在線凈化的方式，對(duì)苯抽提系統(tǒng)溶劑進(jìn)行定期在線凈化，采用兩級(jí)過濾、專有大容量高分子復(fù)合吸附、專有樹脂交換等技術(shù)，有效脫除環(huán)丁砜中＞1 μm的固體顆粒物、焦/膠狀物、降解聚合大分子物質(zhì)、離子型雜質(zhì)及長(zhǎng)期積累的酸性物質(zhì)，緩解環(huán)丁砜老化分解帶來的設(shè)備管線堵塞、腐蝕的隱患（見表2）。

表2 環(huán)丁砜在線凈化前后效果對(duì)比

3.4 增設(shè)溶劑再生設(shè)施

2015年底增設(shè)溶劑再生設(shè)施，對(duì)溶劑回收塔C-404塔底貧溶劑抽出一部分去進(jìn)行減壓蒸發(fā)再生，再生溶劑經(jīng)泵抽出送至抽提塔，罐底殘?jiān)欢ㄆ谂懦觥?016年3月底溶劑再生系統(tǒng)投用，通過對(duì)環(huán)丁砜溶劑連續(xù)再生，環(huán)丁砜溶劑品質(zhì)得到了有效改善，富溶劑泵P-404葉輪、口環(huán)等配件長(zhǎng)期完好使用，主要腐蝕設(shè)備E-403出口彎頭在線腐蝕速率明顯下降，由2.56mm/a下降至0.1mm/a以下，該處管線在線測(cè)厚數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn)（見表 3、圖 2、圖 3）。

表3 溶劑再生投用前后溶劑效果對(duì)比

圖2 E-403管程出口彎頭在線腐蝕速率

圖3 E-403管程出口彎頭在線測(cè)厚趨勢(shì)

4 結(jié)論

重整裝置苯抽提系統(tǒng)設(shè)備腐蝕是長(zhǎng)期制約本裝置安全運(yùn)行的重要隱患，通過實(shí)施工藝條件優(yōu)化、溶劑凈化等技術(shù)措施，嚴(yán)格控制環(huán)丁砜溶劑的溫度及貧溶劑的水含量，增設(shè)溶劑再生設(shè)施，裝置溶劑系統(tǒng)的設(shè)備及管線腐蝕問題得到了有效控制。自2016年3月底至今，再未發(fā)生一起因設(shè)備腐蝕造成的裝置停工事件，富溶劑泵葉輪也未再出現(xiàn)腐蝕磨損等問題，保證了苯抽提系統(tǒng)的長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1]李東成，等.影響芳烴抽提裝置環(huán)丁砜溶劑分解的因素及對(duì)策［J］.中外能源，2011，（2）：95-99.

［2]楊金根，等.環(huán)丁砜溶劑熱穩(wěn)定性的研究［J］.華東化工學(xué)院學(xué)報(bào)，1996，19（3）：285-288.

［3]葉引祥.抽提裝置的腐蝕控制［J］.金山油化纖，1987，（4）：52-54.

The cause of corrosion and preventing ways of CCR benzene extraction system

WANG Lei，LI Jin
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

This article makes analysis on the CCR benzene extraction system for stripper reboiler,recovery tower reboiler and rich solvent pump impeller and other parts of the causes of corrosion,and puts forward the solving measures.After the implementation of the measures,corrosion has been effectively controlled.

benzene extraction；corrosion；solvent

TE964

A

1673-5285（2017）09-0117-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.09.029

2017－08-23

王磊，中國(guó)石油寧夏石化公司煉油廠二聯(lián)合車間副主任，郵箱：lwang-nx06@petrochina.com.cn。