重油催化分馏塔顶结盐预防及顶循油水洗除盐技术

李 璇，范振杰

（兰州寰球工程公司工艺室，甘肃兰州 730000）

重油催化分馏塔顶结盐预防及顶循油水洗除盐技术

李 璇，范振杰

（兰州寰球工程公司工艺室，甘肃兰州 730000）

炼油厂重油催化分馏塔普遍存在结盐腐蚀问题，本文以中石油某炼油厂重油催化分馏塔为例，分析其结盐、腐蚀的形成机理，介绍了几种常用的塔顶结盐预防改进措施，并对不停工条件下塔顶循环油部分水洗除盐技术进行阐述，该技术能有效解决塔顶结盐问题，从而降低腐蚀速率，保证常减压装置能安全、稳定、长周期、优质运行。

分馏塔；结盐腐蚀；顶循油；水洗

目前，炼油厂重油催化装置受催化原料性质和分馏塔操作条件等影响，分馏塔结盐、腐蚀现象严重，主要表现为分馏塔顶部系统及顶循回流系统结盐[1]，分馏塔压降大幅上升效率下降，顶循环抽出量下降，产品质量无法有效控制，被迫频繁洗塔和处理顶循系统。分馏塔结盐腐蚀问题不仅成为限制装置大处理量的瓶颈，而且造成油和柴油馏程重叠度增加，装置能耗指标变差和经济效益的流失，另外，结盐腐蚀问题会对下游的加工工艺装置运行造成严重影响。

1 产生结盐腐蚀现象的原因

由于在进料油品中的硫、氯等多种化学元素的存在，导致分馏塔顶循环油系统盐含量过高，随着运行时间的增长，含盐量逐渐累加，最终会大量结晶析出，将塔顶部的塔盘堵塞，使其损坏，造成工艺参数不稳定，使得冲塔[2]的可能性加大，同时由于结晶颗粒增大，会使设备冲刷磨损加重，不仅危及生产安全还使操作难度大大增加，随着塔盘堵塞分馏塔顶部循环油系统中的换热器、加压泵、管线[3]等也会发生结盐腐蚀现象，如图1所示，导致泄露、紧急停工可能性加大，设备材料更换周期缩短，日常维护困难加大。

图1 分馏塔结盐腐蚀现象

造成分馏塔结盐的主要化学元素为[4]氯和胺，由原料中有机、无机氯化物和氮化物在催化提升过程中转化为无机氯化物和氮化物，随反应油气进入分馏塔，在分馏塔顶低温部位凝华或是结晶析出NH4Cl（或通过水相挥发沉积，或气相直接凝华）沉积在塔盘、降液管以及塔内壁上。凝华点温度与塔顶NH4Cl浓度和温度有关，而结晶主要是塔底局部温度低于露点温度，不断形成NH4Cl的沉积。腐蚀主要因素是H2O-HCl-H2S、H2O-HCN-H2S腐蚀体系造成顶部塔盘，顶部循环和塔顶冷却系统的腐蚀。

2 针对塔顶结盐常采用预防改进措施[5]，主要有以下几种

1）改善塔的工艺操作条件；

2）在线水洗分馏塔；

3）使用缓蚀剂或其他结盐控制剂；

4）设备材质升级等。

通过实施以上几种措施，在一定程度上减少或减缓了塔顶的腐蚀，但是也存在诸多问题。例如：改善分馏塔工艺条件，受很多因素限制，操作的弹性不大；采取将管线、换热器、塔盘等设备材质升级、局部加强等措施，虽然提高了抗腐蚀能力，而结盐和设备腐蚀却依然存在，并没有从根本上解决问题，另一方面更换设备或是提高材质在很大程度上增加了设备的投入成本；在线持续水洗可使塔顶部系统结盐得到解决，但是腐蚀问题依然存在，而且风险较高；使用化学药剂改善运行环境，也会同时增加污染和治理成本。

3 顶循油水洗除盐工艺技术

部分顶循油水洗除盐技术，以某石化炼油厂重催装置为例，通过抽取塔顶循环量25%～30%循环油进行除盐水洗分离，抽出的顶循油与定量的除盐水在静态混合器进行充分混合，由于NH4Cl在油水两相中的溶解度差异，顶循油中的Cl-和CN-萃取到水相中，再经过高效脱水分离器实现顶循油和含盐水分离，从而达到脱除Cl-和CN-的目的。除盐后顶循油自压返回塔顶回流主管线，而含盐污水进入装置酸性水系统去下游污水汽提装置处理。在高效脱水分离器中采用特殊填料材料和结构设计，实现油和含盐水的分离，整个过程油相出口含水量不大于300ppm，水相出口含油不超过200ppm。整个脱氯离子系统的压降＜0.2MPa。水洗除盐设备的水洗水流量正常控制范围为油相流量的3%～5%，实际运行中可以根据结盐情况增大水洗量。

通过部分水洗除盐顶循油工艺不间断水洗顶循油，最终整个顶循系统含盐量维持在一个较低水平。经过抽出部分顶循油水洗脱盐后返回系统，改变顶循回流中少量NH4CL溶液状态，即由饱和状态变成不饱和状态。这样，通过部分水洗除盐使得整个顶循油系统在低含盐量状态下运行，达到了消除设备结盐堵塞腐蚀、提高装置高效运行周期、减少环境污染的目的。流程如图2所示。

4 结束语

预防和处理分馏塔结盐腐蚀现象，应该多方面综合考虑，首先要从源头尽可能降低原料中的含盐量；同时，可采取部分顶循油水洗除盐新技术，防止分馏塔顶结盐。某炼油厂在使用部分水洗除盐顶循油技术后，通过油出口氯含量检验，Cl-含量明显降低，效果显著，最终整个顶循油系统含盐量维持在一个较低水平，有效解决了分馏塔结盐问题。

图2 部分顶循油水洗脱盐流程

[1] 李岩，曹雪峰.催化分馏塔结盐原因分析与对策[J].胜炼科技，2000（3）：20-27.

[2] 杨相伟，刘惠丽，牛长令.分馏塔结盐的原因分析、处理及预防[J].石油化工安全技术，2003，19（3）：45-47.

[3] 王巍慈，李晓光.在线处理重油催化裂化装置分馏塔结盐[J].现代化工，20l0，30（4）：82-86.

[4] 高永地，王盛林，李海龙，等.重油催化裂化分馏塔结盐原因分析及对策[J].石化技术与应用，2010，28（2）：139-142.

[5] 翟志清.延迟焦化分馏塔塔盘腐蚀原因分析及防护措施[J].石油化工腐蚀与防护，2015，（4）：49-53.

Heavy Salt Catalytic Fractionation Top Salt Precipitation Prevention and Top Oil Removal

Li Xuan，Fan Zhen-jie

In this paper，the formation mechanism of salt and corrosion of heavy oil catalytic oil ref i nery in a ref i nery of oil ref i nery in China is introduced，and several commonly used methods for preventing and improving salt Measures，and the non-stop conditions under the roof of the oil part of the water washing desalination technology described，the technology can effectively solve the problem of salt at the top of the tower，thereby reducing the corrosion rate to ensure that the atmospheric and vacuum distillation unit can be safe，stable，long-term，high-quality run.

fractionation tower；salt corrosion；top follow oil；water washing

TE962

：A

：1003–6490（2017）04–0013–02

2017–04–06

李璇（1978—），女，甘肃兰州人，工程师，主要研究方向化学工程与工艺。