2萬t/a廢酸再生裝置正壓運行研究

常 劍，吳龍輝，張維兵

（陜西延長石油（集團）有限責任公司延安石油化工廠輕烴中心，陜西延安 727406）

1 裝置概述

延安石油化工廠輕烴中心2萬t/a廢酸再生裝置是烷基化裝置的輔助單元，采用濕法制硫酸技術，使用三級反應工藝，使含硫組分轉化為硫酸達到最大轉化率。主要由焚燒爐、一二級反應、活性炭反應、一二級冷卻、一二級靜電除霧及熔鹽熱平衡組成，硫酸的總轉化率超過99.9%。裝置于2019年2月首次開工，由于烷基化鈍化后硫酸作為進料使用，造成整個系統壓差過高，導致裝置正壓運行。

2 裝置正壓表現

2.1 焚燒爐正壓

2萬t/a廢酸再生裝置焚燒爐型式為立式，正常運行時壓力通過一級反應器風機（C-820）控制為-2~-4kPa，異常狀況下焚燒爐壓力為4~6kPa，觀火孔出現竄火和腐蝕、酸液泄漏現象。焚燒爐使用燃氣脈沖吹灰器，脈沖罐彎頭處堵塞（圖1），嚴重腐蝕穿孔（圖2），工藝氣泄漏。

圖1 脈沖罐彎頭堵塞

圖2 脈沖罐彎頭腐蝕穿孔

2.2 高溫除塵器正壓

裝置共有4臺高溫除塵器，正常操作壓力在-0.3~-0.1kPa之間，通過一級反應器風機（C-820）控制，當焚燒爐正壓操作時，高溫除塵器的操作壓力在1.0~2.0kPa（圖3），導致高溫除塵器反吹風膨脹管腐蝕破裂（圖4），工藝氣泄漏。

圖3 高溫除塵器正壓操作壓力

圖4 高溫除塵器反吹風膨脹管斷

2.3 一級反應器正壓

一級反應器正常操作壓力在-0.1~0.2kPa，鉑基、釩基催化劑床層及熔鹽翅片換熱器表面灰分較少，一級反應器從進口至出口，工藝氣通過阻力小，系統壓差較小。當催化劑床層和翅片換熱器表面積聚大量灰分時，一級反應器進口壓力升高至4kPa，一級反應器風機（C-820）變頻自動提升至100%，機封出現泄漏。系統中焚燒爐預熱風、一級反應器釩基催化劑床層氧化風等均由風機（C-853）提供，因該風機出口壓力設置為2.5kPa，所以導致工藝氣倒竄至一級反應器催化劑床層氧化風管線，造成嚴重腐蝕而泄漏，并產生大量酸泥堵塞管道。

3 問題產生的原因、解決措施及效果

3.1 焚燒爐正壓的原因、解決措施及效果

原因：2019年8月，一級反應器催化劑床層和熔鹽換熱器翅片堵塞，分別于2019年9月、12月停工處理，未能取得良好的效果，工藝氣仍無法通過，導致高溫除塵器和焚燒爐正壓運行。

解決措施：①2020年5月裝置停工，一級反應器釩基催化劑過篩，更換鉑基催化劑，抽出熔鹽翅片換熱器進行清洗。②更換焚燒爐吹灰器彎頭，清理風線和乙炔管線內於堵的酸性固體。增設20kPa風線對吹灰器系統進行時時置換（圖5、圖6），防止酸性物質在吹灰器管道內堵塞。

圖5 吹灰器改造前流程

圖6 吹灰器改造后流程

效果：裝置開工后焚燒爐運行平穩，壓力維持在-0.3~-0.1kPa，無躥火現象。吹灰器彎頭無腐蝕和泄漏現象，吹灰正常運行。

3.2 高溫除塵器正壓的原因、解決措施及效果

原因：2019年12月，烷基化裝置開工時鈍化后的廢酸用作廢酸再生裝置的進料使用，導致原料成分復雜（如表1所示），高溫除塵器濾棒表面黏4~5mm致密灰分層，工藝氣無法穿透通過，提高一級反應器風機（C-820）的變頻，仍無法改變高溫除塵器正壓操作的現狀。

表1 濾棒表面黏黏物組成分析結果

解決措施：濾棒材質為陶瓷纖維，切出高溫除塵器，取出濾棒人工對其表面進行機械清灰，然后重新安裝繼續使用。

效果：重新投用后，效果良好，高溫除塵器壓力正常。但為裝置后續運行帶來巨大隱患，導致問題更加惡化。

3.3 一級反應器正壓的原因、解決措施及效果

原因：自2019年7月至10月，高溫除塵器使用人工機械清灰后的濾棒，破壞了其表面結構，導致大量灰分進入反應系統，堵塞催化劑床層及熔鹽換熱器翅片。

解決措施：①2019年10月更換高溫除塵器濾棒；②2020年5月裝置停工，更換鉑基催化劑，釩基催化劑過篩，熔鹽翅片換熱器清洗；③清除一級反應器風機葉輪表面結垢物； ④更換一反氧化風管線。

效果：2020年5月裝置開工后，反應器系統壓力運行良好。一級反應器催化劑床層氧化風管線腐蝕現象再未發生，也未有大量酸泥堵塞管道。

4 結論

廢酸再生裝置正常運行的條件比較苛刻，整個工藝氣系統必須在負壓狀況下才能確保裝置的平穩、安全運行，否則就會產生各種腐蝕和泄漏，對人員造成傷害的同時，更會造成環境污染事件。因此確保工藝氣系統在正常壓力下運行顯得尤為重要，措施是盡可能地除去廢酸進料中夾帶的灰分，具體做法有：①4臺高溫除塵器頂部濾布增設過濾設施；②一級反應器鉑基上層再增加釩基催化劑床層。通過上述措施，工藝氣系統內大部分的灰分會被截止于一級反應器前，留存至高溫除塵器內，既確保了系統壓力又保護了鉑基催化劑。