常減壓蒸餾裝置常壓塔頂循結鹽分析與對策

周毓舜

摘 要：常減壓蒸餾裝置頂循結鹽問題是困擾許多煉廠的典型問題，是制約常減壓裝置長周期運行的關鍵所在。由于原料性質劣化及受到操作調整的影響，多家大型煉化企業的常頂循系統及常一線抽出塔盤不同程度出現結鹽、結垢等腐蝕問題，進而帶來操作條件不穩定、腐蝕情況加重、壓力降增大等問題，嚴重制約裝置末期的加工量及能耗要求，常減壓蒸餾裝置的平穩、高效、長周期運行，對下游裝置的影響程度和重要性毋庸置疑。

關鍵詞：頂循結鹽;分散劑

1 頂循結鹽原因

在原油的開采過程中，無可避免的加入含氮類注劑，同時塔頂注入的氨、緩蝕劑等，均構成了塔內結鹽組分中氮的主要來源。而電脫鹽未脫除的無機鹽，以及經過升溫后水解或熱分解的有機氯化物，構成了塔內結鹽組分中氯的主要來源，進而促進了氯化銨鹽的生成。當氯化銨鹽和硫化亞鐵在塔盤、降液管、管線、設備沉積時，就會帶來因銨鐵鹽沉積引起的塔壓力降上升、塔盤管線腐蝕、餾出線的銨鹽沉積等問題。

隨著生產過程的推進，裝置的結鹽問題會逐漸顯現，造成常壓塔頂循環量的大幅變化，嚴重時影響常一線抽出量的變化，破壞塔內的氣液相平衡情況，造成常壓塔塔盤有效流通面積減小，使塔盤開孔率降低，氣相負荷增大，進而造成常一線汽提塔液面大幅波動現象，制約了常壓塔的操作彈性，嚴重危害操作穩定性和設備安全性。

2 頂循結鹽的解決辦法

針對此現象，國內普遍采用兩類方法緩解常頂循系統及常一線抽出塔盤結鹽的產生。一種為頂循注分散劑工藝，另一種為頂循水洗除鹽工藝。裝置應根據自身情況，深入分析數據，通過確認結鹽介質具體的理化性質，謹慎使用除鹽技術，并堅持做好數據跟蹤工作。

2.1 頂循注分散劑工藝

對于采用頂循注分散劑工藝的，其原理為加注一類緩蝕劑物性的表面活性劑，注劑通過非連續性的積垢間隙在金屬表面成鈍化膜屏障，使積垢松散、并脫離金屬表面，同時使鹽分散于工藝介質中，由常壓塔側線抽出，延緩新積垢的產生。這種注劑不易揮發，在塔內與金屬的表面形成強而有力的結合，從而使氯化銨鹽和硫化亞鐵從金屬表面剝離，經側線產品中帶出。該方法有兩種階段，一種是成膜階段，此階段下分散劑在金屬表面成膜，使沉積物脫出;另一種是阻垢階段，此階段下維持金屬表面結垢程度，使操作條件保持在設計允許范圍內。

2.2 頂循水洗除鹽工藝

考慮到NH4Cl、H2S、HCl均可溶于水的特性，在頂循抽出油循環的基礎上，建立水洗除鹽單元。使抽出油與凈化水在混合器中混合，油中的鹽部分溶解在水中，經萃取器使液流高速旋轉流動而實現高效萃取，最后進入油水分離器實現油水分離。溶水性鹽溶解在水中被帶出，達到頂循油在線脫鹽的目的[1]。

2.3 其他方法除鹽

根據實際生產情況，對于尚不具備水洗設施的生產裝置，在生產過程中出現頂循系統結鹽問題的，可選擇在線水洗方式去除塔頂鹽類。通過向分餾塔頂返塔線注入新鮮水，使鹽類溶解在水中，通過控制塔頂部及上部溫度，使水洗水通過頂部分液罐酸性水排出。此方法水洗過程中，要注意跟蹤側線餾出產物中水含量的變化，控制好常壓塔頂循環油的抽出和返塔溫度，待水洗完畢后，再逐步提高加工負荷。一般的常壓塔頂在操作壓力下，如果操作溫度低于水的露點溫度，會造成塔內結鹽位置前移。通過提高塔頂溫度，使銨鹽在常壓塔頂空冷內析出，向塔頂空冷前注水，將塔頂鹽類由塔頂酸性水帶出，減輕了常壓塔塔盤的結鹽情況。

3 優劣勢比較

3.1 加分散劑控制塔內結鹽

加分散劑需要根據常壓塔頂循環系統的結鹽情況，調整分散劑的加注量，其優點是無須改變加工負荷，加注后效果較為明顯，有效改善塔內壓力降，利于控制產品質量，但增加了生產過程的成本，且在加注過程中無法控制塔內積垢物的剝離速度，有可能出現某一時刻大量雜質脫出而阻塞油表、過濾器的情況。

3.2 水洗除鹽技術

水洗除鹽運行成本較低，沒有增加動力消耗設備，氯離子脫除率高，可以有效改善常壓塔頂循結鹽問題，有利于裝置的長周期運行。但增加設備產生的一次性投資較大，及維護仍需要資金，且增加含鹽水的排放量，對下游水處理裝置的運行帶來額外負荷。

3.3 在線水洗法除鹽

在線水洗適用于為避免非計劃停工、提高產品質量的情況。通過制定詳細的水洗方案，需適當降低生產負荷，嚴格監控各環節的操作變化情況，避免側線產品出現質量變化情況，密切監控排水中的氯離子及氨氮含量，且此方法效果維持時間較短，長周期內需要頻繁水洗。

4 結束語

蒸餾裝置常壓塔頂結鹽問題涉及廣泛，除采用除鹽措施外，裝置還應做好“一脫三注”、露點位置把控、pH值把控及材質選型升級等工作。文中所述方法各有優劣，在分析常減壓蒸餾裝置應對結鹽問題的過程中，需要對所加工原油的有機氯含量進行跟蹤，結合常壓塔頂酸性水中氯離子含量、鐵離子含量，并參考塔頂探針的腐蝕速率曲線，分析塔頂主要的腐蝕介質構成和存在部位，進而研究該工況下的腐蝕解決辦法。

裝置長周期運行中，常壓塔結鹽現象一直是各煉廠需要攻克的難題，做好腐蝕的關鍵信息監測，對于保證裝置長周期穩定運行具有重要且深遠的意義。如何根據實際情況選擇合適的對應方法，仍需要我們更進一步地研究與探索。

參考文獻：

[1]華東理工大學.延長分餾塔頂循環油系統運轉周期的方法，中國：1031942588[P].2014-10-22