分散型抗垢劑重油催化裂化分餾塔除垢試驗

2018-04-19 08:52:46馬恒明

山東化工 2018年6期

馬恒明

(1.泰州石油化工有限責任公司，江蘇泰州 225321;2.泰州東聯化工有限公司，江蘇泰州 225300)

1 概述

隨著催化裂化原料的變重劣化，設備的結垢問題不僅會嚴重阻礙裝置的穩定長周期運行，而且會直接影響設備的安全運行[2]。

2017年12月8日催化裝置重油分餾塔回煉油系統突然回煉油罐無液位，無法建立回煉油循環，同時發現分餾塔壓降急劇上升，達到45kPa左右，催化柴油95%℃點嚴重超標。經分析初步判斷分餾塔31 -34層回煉油抽出層存在結垢堵塞現象。經技術交流，公司決定試用杭州華峰輕化科技開發有限公司和浙江杭化科技股份有限公司聯系開發的分散型抗垢劑HF-17T(亦稱HK-17DC)在線除垢，恢復回煉油系統的正常運行，降低分餾塔壓降，將柴油干點回歸正常。

2 重油分餾塔結垢原因

常壓渣油中膠質、瀝青質、金屬、S和N元素等雜質含量較高，在減壓爐加熱至較高溫度后，膠質等容易在減壓爐管脫氫縮合成瀝青質以及焦炭，這些結垢母體在減壓塔當中被濃縮，被帶至重油催化裝置加工后，結垢母體劇增，并與夾帶的催化劑粉未交結在一塊，物料進入重油分餾塔后進行分餾。由于重油分餾塔塔釜多次溫度控制偏高，達到390℃以上。溫度過高會導致塔釜重油更易結垢且使塔釜中重油易于結垢組份升至到塔板并在塔板上結垢，久而久之就將物料通道堵塞。

3 HF-17T分散型抗垢劑的作用機理

針對這二處的結垢問題，添加分散型抗垢劑一方面抑制在管線和/或換熱器表面上產生新的瀝青質等垢物，另一方面在線分散清凈已經粘附管線和/或換熱器的瀝青質等垢物。

HF-17T分散型抗垢劑的作用機理為。

3.1 清凈分散作用

HF-17T分散型抗垢劑中含有分散清凈成分，它是種表面活性劑，具有較強的滲透和分散功能，對于系統中已經粘附在填料表面的垢物，它能滲入垢物和填料接觸面之間，削弱垢物與填料之間的結合力，從而使垢物脫落，隨介質帶走；對于系統中已經生成但未粘附在填料表面的垢物母體，本表面活性劑能與之形成膠束，使之不易粘附在填料表面，不易結垢[2]。

3.2 抑制結垢作用

HF-17T分散型抗垢劑不僅具有清凈分散作用，還有抑制結垢母體進一步生成作用，具體作用如下[3]。

3.2.1 抗氧化作用

消除痕量氧，減少自由基的產生。

3.2.2 鈍化金屬離子作用

在金屬設備表面，形成保護膜以鈍化金屬表面，或絡合溶解在介質當中的金屬離子以阻止金屬離子的催化作用。

3.2.3 鏈終止作用

對于已經形成的自由基，使用鏈終止劑終止鏈增長，在HF-17T分散型抗垢劑當中，除了配有常用的鏈終止劑，還配有高效鏈終止劑。常用的鏈終止劑不論其成分如何，都是穩定的分子，其作用為：

R·為自由基，AH為鏈終止劑。

A·與R·相比要穩定些，不易引發新的鏈增長，但自由基A·還會連續反應下去，即：

這是一個動態平衡過程，平衡的結果是介質中多數自由基處于A·狀態，少數自由基處于R·狀態，從而達到相對阻聚的目的。

高效鏈終止劑本身就是一種自由基，又相當穩定，能迅速消除介質當中的自由基。即：

I·為高效鏈終止劑。

該反應極快，幾乎不可逆，從而基本上消除了自由基，達到了比較完全的鏈終止目的。

4 HF-17T分散型抗垢劑物性數據

此分散型抗垢劑外觀為紅色油狀液體，低毒，呈堿性，對人體有具有中等刺激性，其質量指標為如表1所示。

表1 HF-17T分散型抗垢劑質量指標

5 助劑現場注入點及注入濃度

(1)注入點分別選擇在催化分餾塔一中段泵(11-P207A，B)入口管線處與催化分餾塔二中段泵(11-P208A)入口管線處，利舊使用原有高溫緩蝕劑加注系泵(11-P228A，B)作為助劑注入泵，高溫緩蝕劑儲罐作為應用期間助劑儲罐。

(2)注入濃度以分餾塔進料量為基準(約100t/h)，在線除垢期間注入濃度為100～120mg/kg。正常使用后，注入濃度為20～50mg/kg。

6 助劑試用過程及應用結果

2017年12月8日催化裝置重油分餾塔回煉油系統突然回煉油罐無液位，無法建立回煉油循環，同時發現分餾塔壓降急劇上升，達到45kPa左右，催化柴油95%℃點嚴重超標>390℃。經分析初步判斷分餾塔31-34層回煉油抽出層存在結垢堵塞現象。2017年12月12日晚5時開始加注分散型抗垢劑，從分餾塔一中段上返處進入分餾塔，16日增加加注點到催化分餾塔二中段泵進口處，從分餾塔二中段上返處進入分餾塔，加注量持續在100～120ppm。至2018年1月23日晚7時，由于裝置中壓蒸汽壓力波動導致反應沉降器-分餾塔壓力大幅波動，分餾塔壓降得以縮小，同時回煉油罐11-V202液位迅速恢復并能建立循環，至晚9時催化柴油95%℃點明顯變小。2018年1月26日分餾塔壓降基本恢復到20kPa左右，催化柴油95%℃點<365℃，分餾系統運行基本恢復正常。

試用期間分餾塔壓降趨勢如圖1所示，催化柴油初餾點、90%℃、95%℃餾程數值如表2、圖2、圖3所示。