張志強(qiáng) 孫勝江

(中石化勝利油田石油化工總廠.山東 東營(yíng) 257000)

1 前言

近幾年，勝利石化延遲焦化裝置加工負(fù)荷一直保持在滿負(fù)荷運(yùn)行，隨著加工量的提高，裝置分餾塔負(fù)荷較大，分餾塔頂結(jié)鹽現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重頻繁。為保證分餾塔頂循的正常運(yùn)行，需對(duì)分餾塔進(jìn)行在線洗塔清除結(jié)鹽操作，平均每月洗塔5次以上，嚴(yán)重時(shí)每周就要洗塔2次。不僅給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，同時(shí)也對(duì)輕質(zhì)油產(chǎn)品的收率及能耗等當(dāng)面帶來(lái)不利影響。

針對(duì)分餾塔(C-7002)頂部結(jié)鹽的問(wèn)題，華東理工大學(xué)提供了一種氯離子抽提除鹽技術(shù)，能夠解決分餾塔頂結(jié)鹽問(wèn)題，并改善分餾塔頂腐蝕情況，使焦化裝置可以長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)行。

2 除鹽技術(shù)的工作原理及工程量

2.1 在延遲焦化熱裂化反應(yīng)過(guò)程中，原料中的有機(jī)氮化物可發(fā)生分解反應(yīng)生成氨。有機(jī)氯和無(wú)機(jī)氯可發(fā)生分解生成氯化氫、氯化鈉、氯化鈣和氯化鎂等，遇到環(huán)境中的水或結(jié)晶水發(fā)生水解反應(yīng)生成鹽酸。氨和鹽酸反應(yīng)生成氯化銨，其分解溫度為337.8℃，只要低于此溫度就有氯化銨存在。焦化分餾塔頂溫度較低，塔頂循環(huán)回流返塔溫度大約85℃，低于水蒸氣的露點(diǎn)溫度，塔頂循環(huán)回流在下流的過(guò)程中由于傳熱的不均勻，肯定有液相水出現(xiàn)，水迅速溶解氣相中的氯化銨顆粒生成氯化銨水溶液。在下流的過(guò)程中隨著溫度的升高，氯化銨水溶液失水濃縮成為一種黏性很強(qiáng)的半流體，與鐵銹、焦粉一起沉積附著在塔盤及降液管處、堵塞降液管、使回流中斷，造成沖塔。除鹽技術(shù)就是利用氯化銨在油水兩相中的溶解度差異，將油中的氯化銨轉(zhuǎn)移到水相當(dāng)中，再利用液液萃取-旋分聚結(jié)器將油水分離，從而達(dá)到脫除氯離子的目的。

工作原理：分餾塔頂循環(huán)油自分餾塔抽出，經(jīng)頂循泵升壓后去冷卻，經(jīng)過(guò)冷卻的頂循油(E-2102)后分成兩部分，一部分頂循油脫除氯離子，剩余的部分直接返回分餾塔；用于除鹽的這一路頂循油流量大約10t/h，溫度80℃，壓力約為1.1MPa，與0.5t/h、溫度50℃、壓力約為1.5MPa的除鹽水在預(yù)萃取器內(nèi)進(jìn)行混合，初步萃取，將油相中的大部分氯離子轉(zhuǎn)移到水相當(dāng)中；油水混合物進(jìn)入液液萃取-旋分聚結(jié)器進(jìn)行進(jìn)一步的萃取和油水分離，完成整個(gè)循環(huán)油的脫除氯離子過(guò)程，整個(gè)脫氯離子系統(tǒng)的壓降大約在0.2MPa；脫除氯離子后的循環(huán)油與其余的循環(huán)油在調(diào)節(jié)閥后混合返回分餾塔，含氯離子的除鹽水可根據(jù)氯離子的濃度進(jìn)入分餾塔頂冷凝系統(tǒng)再次進(jìn)行脫除氯離子或是外排至工廠含鹽污水管網(wǎng)中集中處理。

特點(diǎn)：低壓降(<0.25 MPa)；無(wú)能源消耗(能耗接近0)；操作簡(jiǎn)單，無(wú)需維護(hù)；運(yùn)行成本低(可利用凈化水，無(wú)化學(xué)助劑消耗)；根本上解決結(jié)鹽和腐蝕；能夠保證裝置的穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行。

2.2 主要工程量：

分餾塔頂循系統(tǒng)：頂循油的預(yù)萃取，液液分離，聚結(jié)沉降。見圖1。

圖1 原理圖

凝結(jié)水系統(tǒng)改造：新增凝結(jié)水去抽提除鹽設(shè)備的流程。見圖2。

圖2 流程圖

抽提除鹽設(shè)備產(chǎn)生的含鹽污水送至硫磺裝置統(tǒng)一處理。

3 投運(yùn)后的運(yùn)行情況

投運(yùn)后的運(yùn)行情況：見表1。

表1 運(yùn)行數(shù)據(jù)

從表1中看出：頂循除鹽系統(tǒng)于2018年7月14日投用，逐步調(diào)整各流量參數(shù)，運(yùn)行4小時(shí)后，基本穩(wěn)定控制在設(shè)計(jì)值：頂循油流量10t/h，水量0.5t/h。加樣分析：脫前油氯含量1.86mg/kg，脫后油氯含量1.42mg/kg。7月16日、17日繼續(xù)保持平穩(wěn)運(yùn)行，除鹽效果仍不明顯。由于7月20日頂循不穩(wěn)，組織在線洗塔，洗塔后投用除鹽系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)兩天的穩(wěn)定運(yùn)行后，7月22日17：00分析頂循油中氯離子含量，由脫前的20.46mg/kg降到2.74mg/kg，計(jì)算得氯離子脫除率86.6%(≥80%)；通過(guò)連續(xù)幾天的分析，除鹽防腐系統(tǒng)運(yùn)行正常，氯離子脫除率已能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)(≥80%)。在對(duì)其后續(xù)的2個(gè)月平穩(wěn)運(yùn)行觀察，分餾塔還存在頂循不穩(wěn)現(xiàn)象，大約每2周需要進(jìn)行在線洗塔1次，但較投用前每1周洗塔2次相比，洗塔頻率明顯降低。

4 總結(jié)

(1)2018年9月7日，對(duì)除鹽防腐系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，洗滌水量由0.5t/h提高至1 t/h，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，除鹽脫除率達(dá)到91%，調(diào)整后至11月1日未頂循運(yùn)行平穩(wěn)，在線洗塔時(shí)間達(dá)到2個(gè)月。

(2)2018年11月2日頂循出現(xiàn)不穩(wěn)現(xiàn)象，車間進(jìn)行在線洗塔，恢復(fù)正常后除鹽系統(tǒng)頂循油流量由10 t/h提高至15 t/h，到2020年3月系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定。

(3)除鹽防腐系統(tǒng)投運(yùn)正常后，運(yùn)行平穩(wěn)，除鹽脫除率達(dá)到85%以上，在線洗塔的頻率大幅減少，達(dá)到了預(yù)期效果。下一步將結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況繼續(xù)對(duì)該系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化，提高塔頂除鹽效果。