常减压装置常压塔结垢原因分析与对策刍议

常减压装置常压塔结垢原因分析与对策刍议

张莹

中国石油化工股份有限公司天津分公司炼油部联合五车间天津市 300270

摘要：常减压装置是炼油厂生产运行过程中的重要装置，在常减压装置运行过程中，常压塔可能会出现异常结垢问题，会导致常压塔板压降上升，降低全塔的分离精度，可能会出现炼油厂的产品质量过剩或不达标，直接影响整个炼油厂的经济效益。因此，需要对常减压装置常压塔结垢原因进行深入分析。同时要根据具体的原因提出有效地解决对策，保证常减压装置长周期平稳运行。

关键词：常减压装置；常压塔；结垢原因；解决对策

前言

现阶段，原油劣质化程度在不断上升，在炼油厂生产运行过程中，常减压装置常压塔出现的结垢问题也在不断加重，常压塔结垢会导致全塔压力不断上升，降低常压塔的处理能力和分离质量，极大影响全厂的物料平衡和生产计划。并且常压塔结垢严重还会对整个公司或地区的物料供应产生严重影响，甚至可能导致炼油厂全面停产。在某炼油厂的常减压装置常压塔顶循抽出和返塔处之间的塔盘存在多层油垢，导致塔板塌陷而被迫停工。需要根据常压塔结垢的实际情况，掌握导致结垢的具体原因，并对常压塔结垢问题进行科学处理，提高常压塔的运行效率。

1. 常减压装置常压塔结垢原因

1. 铵盐结晶与低温腐蚀

在常减压装置常压塔运行过程中使用的防腐措施是添加氨水，氨水可以使常压塔上段残留的氯化氢气体与氨气产生反应，从而形成氯化铵盐。铵盐具有一定的水合作用，即使温度在露点上也可能会产生沉积，再加上氯化铵盐本身具有较强的吸湿作用，吸湿后的氯化铵也很容易在金属表面吸附，从而导致常压塔的内部结盐。而氯化铵为强酸弱碱盐，在350℃以下处于固体状态。饱和的无机氯化铵溶液在沸点状态下pH值为3.3，在潮湿环境下很容易出现比较严重的垢下腐蚀问题。这是导致常减压装置常压塔腐蚀的重要原因。此外，原油中的氯化物和硫化物在蒸馏中会在高温状态下分解或者水解，从而产生氯化氢以及硫化氢。而在露点温度时，遇到冷凝水对设备产生较强的腐蚀作用。

在对这一问题进行改进时，需要从铵盐结晶与低温腐蚀的具体原因出发，可以将氨水改为注入有机氨。在常压塔中注入有机氨有一定优势，有机氨作为露点中和剂，在露点区会达到最高浓度，有利于缓解露点腐蚀，对保护加工生产过程中产生酸的设备有重要作用。除此之外，有机氨就有较强的中和能力，可以对不同种类的酸进行有效中合。此外，其形成的有机铵盐，稳定性相对较强，冷凝特性也相对优良，与酸产生的反应物不会沉淀，能够大大降低垢下腐蚀的风险。并且有机氨可以完全水溶，对提高下游产品的纯度有积极作用^[1]。

2. 沥青质黏合

除了铵盐结晶和低温腐蚀问题之外，在常减压装置常压塔运行过程中，沥青质黏合也是导致其结垢问题不断加重的重要原因。在原油胶体体系中反应温度不断上升，胶质、沥青质都会产生缩合反应，而胶质结构被改变会形成新的沥青质。在蒸馏处理过程中，温度具有一定的变化，趋势为上低下高的状态，随着温度下降，凝点相对较高的胶质或者沥青质会被析出。而一些沥青质或者胶质会在设备表面粘附，从而形成结垢物。特别是在设备受低温腐蚀后会产生金属离子，金属离子会促进缩合物不断生成，生成的缩合物不断粘附聚集，最终在金属表面沉积形成结垢。因为沥青质的组分相对较重，一般在重组分中，常压塔水冲洗的垢物中含有大量的沥青质，根据装置在运行过程中的具体工艺流程，可以判断结垢物中沥青质的来源。经过分析发现装置闪蒸塔塔底的油气会携带大量沥青质，导致常压塔结垢问题不断加重。因此，在处理结垢问题时需要重视对沥青质进行处置，同时要对装置工艺进行优化改进。

2. 解决结垢问题的对策

1. 加强设备水洗与检修

为了对常减压装置常压塔的结垢问题进行有效处理，需要重视设备水洗以及检修等措施的有效应用。发现常压塔出现结垢问题后，应加强监测和分析，可以考虑停止注入氨水，改为注入有机氨。可以采取在线水洗常压塔操作，降低装置在运行过程中的负荷以及炉温，将汽油和煤油改为轻污油，通过常顶流回流线直接向常压塔内注入新鲜水，对长压塔进行在线水洗。常顶循环换热设备也需要进行检修和清洗。在水洗期间对冲洗水外观和氯离子含量进行全面检测，等到冲洗水外观处于正常状态，并且氯离子的质量浓度降到50mg/L后停止进行水洗。常压塔水洗后的污垢主要组分为Fe，常顶换热设备中的结垢物主要组分为Fe和S，表明常压塔以及常顶循环设备内有低温腐蚀产物。完成水洗作业后，还需要对常压塔的具体运行情况进行全面检查，将常压塔的上段的压力降恢复到6kPa、汽油和煤油的分离精度恢复到重叠4.0℃。但是经过分析，发现常压塔在运行15天后，上段压差在不断上升，汽油和煤油分离精度也不断降低。因此，需要对常压塔进行再次冲洗，发现常压塔结垢问题越来越严重。这表明常压塔结垢并不是由铵盐结晶引起的。如果单纯利用水洗和设备检修并不能解决常压塔结垢问题。在处理结垢物的同时，需要采取科学合理的措施抑制新的结垢物产生

^[2]。

2. 利用分散型抗垢剂进行处理

通过水洗和设备检修对常压塔的结垢问题进行检测后，发现利用水洗和设备检修并不能解决常压塔的结垢问题。因此，需要采取其他措施解决常压塔结垢问题。在对常压塔进行水洗后，在常压塔顶回流线注入30μg/g分散型抗垢剂，需要考虑到在常压塔运行过程中的原油沥青质稳定性相对较差，在进入到电脱盐系统后，沥青质可能会析出造成乳化情况。因此，在对劣质原油掺量比例进行控制时，要将其控制在15%以下。同时要及时抽出含有沥青质的乳化液，防止沥青质带入到设备中。此外，要对裂质原油加工量进行严格控制，防止将沥青质带入到常压塔中。

之后对长压塔的结垢问题进行观察和分析，发现通过水洗、加注分散型抗垢剂以及对掺量比例进行合理控制，常压塔可以平稳运行。

3. 结语

综上所述，为了降低在炼油厂生产运行过程中，常减压装置常压塔结垢对整个生产运行装置产生的负面影响。需要在全面掌握常减压装置常压塔结垢原因的基础上，对相应的措施进行科学应用。需要注意在对结垢问题进行处理后，还需要进行观察分析，判断结垢处理措施的有效性。这样才能够真正解决常减压装置常压塔结垢问题，保证常减压装置安全稳定运行。

参考文献：

[1]张和鼎，薛军. 250万吨/年常减压装置常压塔上部塔盘结垢原因分析及处理[J]. 中国化工贸易， 2018, 010(011):160.

[2]崔蕊，刘嫘，王云强，等. 常压塔塔顶排水变黑的原因分析及改进措施[J]. 石化技术与应用， 2017(6):463-464.