鐵螯合劑在原油除鐵中的應(yīng)用

高小妮，劉芳，秦廣華(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司榆林煉油廠，陜西 靖邊 718500)

0 引言

某能源化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱“甲廠”)150萬噸/年渣油催化熱裂解(DCC)裝置，自開車以來所采用原料渣油主要為某煉油廠(以下簡(jiǎn)稱“乙廠”)常壓渣油，一直存在副產(chǎn)品收率偏高、雙烯收率偏低的問題，無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

經(jīng)過攻關(guān)小組分析，原料油中含鐵量超標(biāo)造成了DCC裝置催化劑效能下降，影響雙烯收率。DCC裝置設(shè)計(jì)要求原料油中鐵離子含量≤3.6 μg/g，含水≤0.03%。而乙廠原料油品質(zhì)較差，指標(biāo)波動(dòng)問題突出[1]。為有效降低乙廠原油中的鈣、鐵等金屬含量，從而間接降低常壓渣油含鐵，在乙廠500萬噸/年常壓裝置原油電脫鹽單元進(jìn)行某石油化工研究設(shè)計(jì)院研制的鐵螯合劑工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)。

1 電脫鹽裝置數(shù)據(jù)分析

在2017年4月24日至2018年1月15日，乙廠共測(cè)試11批次油樣鐵含量數(shù)據(jù)，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 未加鐵螯合劑分析數(shù)據(jù)

表1 數(shù)據(jù)結(jié)果表明：乙廠電脫鹽單元具有一定的脫出原油中鐵的能力，四次除鐵率測(cè)試結(jié)果分別為36.23%、59.11%、70.31%、29.94%，除鐵率波動(dòng)幅度較大，脫前原油含鐵數(shù)據(jù)為6.9～30.62 mg/L，且當(dāng)原油中含鐵越高時(shí)，電脫鹽除鐵率越高。在10次渣油含鐵測(cè)試數(shù)據(jù)中，渣油含鐵高于20 mg/L達(dá)到7次，占總測(cè)試次數(shù)70%。渣油含鐵與脫后原油含鐵相比，上升幅度較為明顯，渣油含鐵達(dá)到脫后原油含鐵的1.56～2.97倍。

2 電脫鹽加注鐵螯合劑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及效果評(píng)價(jià)

2.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1.1 鐵螯合劑指標(biāo)

鐵螯合劑技術(shù)指標(biāo)如表2所示，pH為5.0～8.0，凝點(diǎn)≤-20 ℃，能夠保證鐵螯合劑各項(xiàng)指標(biāo)滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求[2]。

表2 鐵螯合劑技術(shù)指標(biāo)

2.1.2 清洗注劑設(shè)施

本次工業(yè)試驗(yàn)利用常壓裝置原破乳劑罐、注破乳劑泵及管線作為注鐵螯合劑的設(shè)施，因長(zhǎng)時(shí)間未使用，使用前清洗干凈，四臺(tái)注劑泵重新標(biāo)定。

2.1.3 原油中鐵離子含量分析方法的建立

乙廠常壓裝置電脫鹽單元加注鐵螯合劑，試驗(yàn)期間分析檢測(cè)脫前、脫后原油和渣油中的鐵含量，頻次為48 h/次，以評(píng)估脫金屬效果；電脫鹽排水水質(zhì)的pH檢測(cè)化驗(yàn)，頻次為48 h/次，以評(píng)估鐵螯合劑對(duì)污水處理系統(tǒng)的影響。

原油中鐵含量按照RIPP 124—90(等離子體發(fā)射光譜法(ICP/AES)測(cè)定原油及渣油中14種痕量元素)進(jìn)行測(cè)定。

2.1.4 操作條件及加注方式

鐵螯合劑加量：鐵螯合劑按照加工處理原油量100 mg/L的比例加注鐵螯合劑，注入二、三級(jí)電脫罐混合器前的注水管線中，直接注入商品劑。

2.2 鐵螯合劑除鐵率現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)

乙廠500萬噸/年常壓裝置日加工原油1.2萬噸，鐵螯合劑加入量1.2 噸/天，共測(cè)試15組電脫鹽單元出入口原油樣品及渣油含鐵數(shù)據(jù)，結(jié)果如表3所示。

表3 加注鐵螯合劑后分析數(shù)據(jù)

由表3中測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果可知，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中，乙廠加工原油含鐵較高，含鐵數(shù)據(jù)為10.50～55.65 mg/L，加注鐵螯合劑后，含鐵數(shù)據(jù)為4.69～14.52 mg/L,除鐵率達(dá)到46.19%～79.4%，加注鐵螯合劑后，電脫鹽單元除鐵效率穩(wěn)定提升。

15次渣油測(cè)試數(shù)據(jù)中，含鐵6次高于20 mg/L，占總測(cè)試數(shù)據(jù)的40%，渣油含鐵總體較低，甲廠DCC裝置催化劑單耗下降，雙烯收率上升。

3 鐵螯合劑對(duì)乙廠系統(tǒng)腐蝕影響

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中，乙廠常壓裝置電脫鹽單元加注鐵螯合劑期間裝置運(yùn)行穩(wěn)定，未增加中和緩蝕劑用量；常壓初頂含硫污水、常頂含硫污水pH共計(jì)1次超標(biāo)(指標(biāo)不大于8.5)，且未超過8.7，常頂含硫污水檢測(cè)鐵含量2次超過1.8 mg/L，仍小于3 mg/L，如表4所示，綜合分析常壓裝置檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，某石油化工研究設(shè)計(jì)院研制的鐵螯合劑，在乙廠電脫鹽裝置的加入，未給乙廠常壓裝置運(yùn)行帶來不良影響。

表4 乙廠污水檢測(cè)數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

(1)鐵螯合劑在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過程中，乙廠加注鐵螯合劑后，電脫鹽單元除鐵率較為平穩(wěn)，在脫前原油含鐵較高的情況下，除鐵率能達(dá)到46.19%～79.4%，且渣油含鐵總體較低，達(dá)到甲廠DCC裝置使用要求，DCC裝置催化劑單耗下降，雙烯收率上升。

(2)乙廠常壓裝置電脫鹽單元加注鐵螯合劑、中和緩蝕劑正常平穩(wěn)，裝置運(yùn)行穩(wěn)定，未增加中和緩蝕劑用量，初頂含硫污水、常頂含硫污水pH共計(jì)1次超過8.5，常頂檢測(cè)鐵含量2次超過1.8 mg/L，仍小于3 mg/L。鐵螯合劑加注時(shí)間內(nèi)，對(duì)乙廠裝置系統(tǒng)腐蝕未產(chǎn)生不良影響。

(3)建議在鐵螯合劑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)取得一定效果的基礎(chǔ)上，開展原油含鐵源頭治理，將油井腐蝕治理作為最終解決原油含鐵較高的方向[3]。