連續重整裝置氯腐蝕問題及對策分析

李元元

關鍵詞：連續重裝裝置;氯腐蝕

0 前言

連續重整裝置在運行的過程中，會受到客觀因素以及人為因素的影響，不可避免的出現一些氯腐蝕情況，連續重整裝置主要出現的氯腐蝕部位：重整分餾系統、重整氫氣系統、催化劑再生低溫部位。近年，各裝置在運行期間出現了各類氯腐蝕問題，出現管道以及設備出現堵塞情況，對裝置安全性產生了一定影響[1]。為了確保連續重整裝置安全、穩定運行，需要對氯腐蝕問題原因進行深入分析，并在此基礎上采取有效措施給予解決，保證連續重整裝置的正常運行。

1 連續重整裝置的氯來源

重整催化劑是以γ-Al2O3為載體、全氯型的多金屬或雙金屬催化劑。這些催化劑均具有雙功能的催化性能，即金屬活性和酸性活性，其中催化劑的酸性活性是由催化劑上的氯提供的。氯主要來源于重整進料及催化劑中。一般再生催化劑氯含量控制在1.1%，重整進料氯含量控制不大于0.5μg/g。正常運行中重整反應系統中的氯主要流失在重整生成油及產氫中，再生單元中氯主要流失在燒焦煙氣中，氯流失后需要進行補氯，此過程正常情況在催化劑氧氯化區進行。催化劑的酸性功能催化劑載體與氯組元的氧橋發生交換反應，以此在氧化鋁載體表面中固定氯。此種反應具有一定可逆性，能夠在水氯摩爾比中以及溫度中進行有效的轉化，通過轉化達到平衡，當系統水含量超標時，會加速催化劑的氯流失。因此，一般控制重整反應系統循環氣水含量在15-35μg/g，保證系統在運行中保持正常的濕度，確保催化劑中的氯保持適宜含量[2] ，

2 連續重整裝置的氯腐蝕問題

2.1 重整油分餾系統氯腐蝕

在重整反應中，會有一定量的氯流失，其中流失的氯會通過脫氯罐進入到重整分餾系統中。一般控制脫氯后氯含量其保持在0.5μg/g，但通過脫戊烷塔精餾后，生成油中少量氯化氫在塔頂濃縮，塔頂低溫部位氯含量相對較高，因此重整生成油中的氯的腐蝕位置主要在重整穩定塔頂，其中塔頂溫度相對較低，在水冷器與空冷器管束中會有結晶物產生，系統中含有的少量水與HCl作用產生強酸性腐蝕。在運行的過程中，隨著時間的不斷推移，在分餾系統中塔頂氯含量會逐漸增多，增加到一定量的情況下會出現腐蝕、堵塞情況。如果系統中出現水含量超標，導致生成油中的氯元素過多，極易導致脫氯罐出現氯穿透問題，會使分餾系統腐蝕速度加快。有裝置發生空冷管束出現腐蝕穿孔、水冷器出現泄漏、閥門腐蝕以及管線腐蝕以及塔頂回流泵過濾器腐蝕、結銨鹽、密封損壞等現象，如果在腐蝕嚴重的情況下會直接使裝置停止運行[3]。某裝置將脫戊烷塔頂干氣并入燃料氣管網燃燒，因塔頂氣含氯，在燃料氣管線中形成銨鹽，在孔板、調節閥、阻火器處堵塞嚴重，曾多次在各燃料氣管線阻火器處清理出銨鹽，后因燃料氣管線堵塞嚴重，只能將燃料氣管線切出處理，導致被迫停爐處理。某裝置將脫戊烷塔頂干氣送至增壓機入口回收，造成增壓機入口過濾器堵塞嚴重。

2.2 重整氫氣系統氯腐蝕

連續重整裝置氫氣脫氯罐一般設置在增壓氫氣后，在循環及增壓氫氣中也會由于氯腐蝕產生影響。裝置在實際運行時，氫氣系統有不同程度的腐蝕情況，但也是產生輕微的氯腐蝕以及銨鹽結晶等情況，其中銨鹽結晶主要是在重整產物分離罐破沫網、循環氫氣壓縮機入口過濾器、重整進料換熱器、增壓機入口過濾器位置出現，同時在壓縮機中一些部件多少也會產生與銨鹽結晶較為相似的物質，并且此種物質在進料換熱器管程也會出現。在對銨鹽結晶以及類似銨鹽結晶物質進行化驗的過程中，由化驗結果顯示，結晶中有較多氯離子。

2.3 再生循環氣干燥器氯腐蝕

催化劑再生燒焦過程中會發生氯流失，在使用催化劑再生循環氣干、冷循環技術的裝置，一般含氯的再生煙氣進行堿洗塔或脫氯罐脫氯后進入干燥器系統去除水分后返回再生燒焦區，脫氯前的系統為高溫運行，一般不易發生氯腐蝕問題，脫氯后的再生干燥氣控制氯化氫含量不高于0.5mg/m3，干燥器采用變溫吸附，吸附的水分的干燥劑在再生時將水解析出至水冷器冷卻后進入水分離罐將水脫出，少量水與循環氣中含有的氯化氫產生強酸性腐蝕，某裝置運行中出現再生循環氣干燥器水冷器泄漏多次、干燥器水分離器器壁減薄、水分離器罐底腐蝕穿孔、干燥器程控閥法蘭面腐蝕及罐底相關管線腐蝕泄漏等現象，因腐蝕泄漏造成再生單元多次停工處理。

3 連續重整裝置氯腐蝕對策

3.1 重整油分餾系統氯腐蝕解決措施

嚴格控制進料中的氯、氮、水含量;隨著催化劑比表面積下降，催化劑持氯能力下降，定期分析重整催化劑比表面積以及氯含量，并且在此基礎上對重整循環氫中的水以及HCl含量進行定期檢測，根據催化劑氯損失情況以及催化劑比表面積下降趨勢，確定催化劑更換時間[4];重整生成油采用脫氯罐脫氯后進入分餾系統，對于脫氯罐體積較小的裝置可進行改造更換體積較大脫氯罐;建議對重整生成油脫氯劑根據脫氯劑壽命及脫氯后產品氯含量及時更換，并且設為雙罐串聯運行，能夠有效解決更換過程中產生的氯腐蝕問題;采用高效脫氯劑;關注分餾塔頂氣體氯含量、重整生成油脫氯后氯含量;監控塔頂空冷、水冷、回流泵運行情況;脫戊烷塔以及脫丁烷塔中銨鹽堵塞嚴重時，可采用間斷性在塔頂及進料補入少量水沖洗銨鹽，但盡量避免經常注水，導致腐蝕加重;對于塔頂干氣氯腐蝕、結銨鹽情況，有裝置采用塔頂干氣增加脫氯罐脫氯，增上后效果較好。

3.2 氣路腐蝕解決措施

在對重整生成油中氣路腐蝕問題進行解決的過程中，需要從根本上對其進行處理，可有效避免出現銨鹽堵塞情況。對水氯摩爾比進行嚴格控制，避免出現水氯失衡，避免系統中水量過多或者再生注氯量過大情況，以此減緩催化劑氯流失速度，減少循環氣中HCl量。脫氯之后，應控制氫氣中氯的體積分數，一般情況下不能大于0.5μL/L，能夠滿足裝置運行要求。運行過程中監控循環氫壓縮機入口過濾器、重整進料換熱器、增壓機入口過濾器壓降，對于重整進料換熱器壓降問題，可以適當提高管程進料溫度，減緩銨鹽結晶。

3.3 再生循環氣干燥器氯腐蝕解決措施

某裝置發生在干燥器水分離罐罐底穿孔后，更換新罐后將罐內部、干燥器水冷器管束加防腐涂層進行處理，投用后定期檢測罐壁厚及水冷器運行情況，運行情況良好;水冷器、分離器及相關管線材質升級，采用雙相鋼等;分離器罐底有水后，排水保持常開，保證罐底不存水，減少水在罐底停留時間，分離器罐底腐蝕;定期監控水分離罐底水氯離子、鐵離子和pH;實時監控干燥器相關設備腐蝕情況;使用脫氯效果更好的再生煙氣脫氯劑，或者增加脫氯劑更換次數，可根據水分離器底水性質作為更換脫氯劑依據。

4 結語

綜上所述，連續重整裝置在運行的過程中，氯腐蝕時有發生，會對裝置氣路以及油路系統正常運行產生影響。為此，在為了提高裝置的運行質量，需要根據實際問題進行分析，從不同方面采取針對性措施解決氯腐蝕問題。

參考文獻：

[1]路則超，竺家培，秦衛龍等.氯對連續重整裝置運行影響及生產優化[J].煉油技術與工程，2018（09）：14-17.

[2]溫必穩，邱建然.分析連續重整裝置的氯腐蝕問題及對策[J].中國化工貿易，2019（017）：209.

[3]劉達.連續重整裝置的腐蝕與控制[J].化工管理，2019（011）： 135-136.

[4]管生洲，鄧瑞珍，張國祥.預防連續重整裝置再生注氯線堵塞的措施分析[J].化學工程與裝備，2018（010）：55-56.