高洪亮 大慶油田建設(shè)集團(tuán)慶升實(shí)業(yè)公司慶生化工廠

輕烴分餾裝置防腐對(duì)策探究

高洪亮 大慶油田建設(shè)集團(tuán)慶升實(shí)業(yè)公司慶生化工廠

原穩(wěn)輕烴中含有的水和硫化氫，對(duì)輕烴分餾生產(chǎn)裝置腐蝕嚴(yán)重，影響了設(shè)備正常運(yùn)行。采用對(duì)原料脫硫和脫水，可以控制腐蝕生成環(huán)境，確保設(shè)備長期、安全運(yùn)行。

輕烴；分餾裝置；腐蝕；脫硫；脫水

前言

對(duì)輕烴分餾裝置來說，由于原穩(wěn)中含有硫化氫（來自原油中硫化氫和硫化氫的分解）和水，而硫化氫在水環(huán)境下對(duì)設(shè)備和管線腐蝕嚴(yán)重。本文對(duì)分流裝置的腐蝕問題尋找對(duì)策。

一、腐蝕分析

1、現(xiàn)場掛片試驗(yàn)

現(xiàn)場掛片試驗(yàn)最大限度地模擬了腐蝕發(fā)生的環(huán)境，連續(xù)測量其腐蝕電位進(jìn)行原位動(dòng)態(tài)檢測。條件許可下，每隔一段時(shí)間取出試片觀察腐蝕情況。掛片實(shí)驗(yàn)是采用1×4cm厚為2mm的銅片，用尼龍線吊掛在測量的部位，與氣體的流動(dòng)方向垂直，隔一段時(shí)間取出銅片試驗(yàn)觀察，可以準(zhǔn)確分析腐蝕發(fā)生的過程，進(jìn)而確定腐蝕發(fā)生的機(jī)理。通過對(duì)腐蝕穿孔部位的金屬材料、容器內(nèi)腐蝕殘留物、裝置中游離水等可能引起腐蝕的物質(zhì)進(jìn)行分析，初步認(rèn)為：主要腐蝕物是H2S腐蝕，其次CO2、H2O，一些硫酸鹽類殘?jiān)雀街诠芫€、容器內(nèi)壁引起腐蝕。找出了引起腐蝕的主要因素是H2S的存在。

2、理論依據(jù)H2O-H2S腐蝕

此反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，F(xiàn)e基體不斷遭受腐蝕

二、控制H2O-H2S腐蝕生成環(huán)境

1、脫水方案

采用液液聚結(jié)器，聚結(jié)機(jī)理為：小液滴被纖維束吸附，隨流體流動(dòng)，小液滴被送至纖維交叉點(diǎn)，2個(gè)液滴碰撞成為大液滴，重復(fù)上述過程，形成更大液滴。流體的拖曳力使液滴脫離纖維束，脫離纖維束的液滴在重力或浮力作用下聚集于聚結(jié)器底部。

2、原料脫硫方案

脫硫劑選用武漢科林精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的W702復(fù)合氧化物精脫硫劑和W201硫醇轉(zhuǎn)化催化劑，原料油自下而上通過W702復(fù)合氧化物精脫硫劑，將H2S吸附轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硫化物固定下來，脫除H2S后的油品在自下而上通過W201硫醇轉(zhuǎn)化催化劑，將原料油中的硫醇轉(zhuǎn)化為二烷基二硫化物 。由于原料油含液化氣，不能連續(xù)補(bǔ)氧，因此在W201硫醇轉(zhuǎn)化催化劑塔前預(yù)設(shè)補(bǔ)氧裝置，用于系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后W201催化劑活性下降時(shí)補(bǔ)氧回復(fù)其活性。經(jīng)此脫硫工藝，凈化后的油品無機(jī)硫小于0.1ppm，RSH小于5ppm，可滿足銅片實(shí)驗(yàn)通過，博士試驗(yàn)合格。

脫硫劑型號(hào)、用量

2.1 W702 復(fù)合氧化物精脫硫劑

性能特點(diǎn)及用途：針對(duì)煉油廠天然氣、液化氣、丙烯、石腦油、汽油等硫含量高，銅片腐蝕不合格情況，武漢科林精細(xì)化工有限公司與武漢工程大學(xué)合作，研究開發(fā)出了W702型復(fù)合氧化物精脫硫劑，其特點(diǎn)是：

1）、脫硫精度高：進(jìn)口H2S 大于1000ppm時(shí)，出口H2S≤0.1ppm。

2）、反應(yīng)速度快：LPG脫硫?qū)嶒?yàn)表明，在液空速高達(dá)20h-1的情況下，液化氣銅片腐蝕仍可從3～4級(jí)降至0～1級(jí)。

3）、脫硫范圍廣，可脫除H2S、元素硫或硫醇等腐蝕性硫化物，僅需一種脫硫劑就可消除LPG、石腦油等銅片腐蝕。

4）、無氧條件下工作硫容大，一次性精脫H2S硫容大于20.0%。

5）、耐水性好：水煮24h或浸泡30天不粉化，強(qiáng)度不變；12MPa壓力下急驟充壓、卸壓進(jìn)行100次沖擊試驗(yàn)后，強(qiáng)度無變化。

6）、適用溫度范圍廣：0～100℃。

該精脫硫劑適用于LPG、石腦油、天然氣、水煤氣、焦?fàn)t氣、變換氣、食品CO2等各種無氧條件的精脫硫，也可與W504水解催化劑配套使用，運(yùn)用于丙烯精脫硫。

主要理化性能及技術(shù)指標(biāo)

反應(yīng)原理

H2S、元素硫與脫硫劑中的活性金屬氧化物作用生成硫化物或硫酸鹽，達(dá)到脫硫防腐蝕的目的。

使用條件

1）．空速：氣空速500～2000h-1；液空速0.5～3h-1

2）．溫度：0～100℃

3）．壓力：常壓～8.0MPa

2.2 W201 硫醇轉(zhuǎn)化催化劑

性能特點(diǎn)及用途W(wǎng)201硫醇精脫硫劑是武漢科林精細(xì)化工有限公司開發(fā)的新型產(chǎn)品?？捎糜谀烙?、直餾石腦油、溶劑油、液態(tài)烴和各種化工原料中脫除硫醇，達(dá)到無堿、無空氣脫硫除臭之目的。且W201可反復(fù)再生使用。

主要理化性能及技術(shù)指標(biāo)

反應(yīng)原理

原料油中的硫醇等在催化劑作用下被氧化成二烷基二硫化物，達(dá)到脫臭的目的。反應(yīng)方程式為：

脫硫塔床層阻力：計(jì)算為：W702脫硫塔～359pa ； W201脫硫塔 ～127pa

注：系統(tǒng)阻力主要來自管道。

工藝圖（見圖1）。

效果

圖1

通過對(duì)原料的脫硫和脫水，破壞了H2O-H2S腐蝕環(huán)境，脫硫塔出口含硫由200PPm以上降到40PPm以下，裝置的腐蝕速度降低很多，容器、管線腐蝕速度由1.5mm/y減小到0.6mm/y，換熱器、冷卻器的更換周期也由1年延長到2年，部分換熱器更換周期已延長到3年。由此產(chǎn)生的容器、管線更換費(fèi)用、大修費(fèi)用大大降低，每年的二次檢修也改為一年一次，確保生產(chǎn)的安全性和穩(wěn)定性。

[1] 林世雄.石油煉制工程.石油化工出版社

[2] 孫家禮.石油化工裝置設(shè)備與防護(hù)手冊(cè).中國石油出版社