芳烃抽提装置设备管线腐蚀分析与防治措施

芳烃抽提装置设备管线腐蚀分析与防治措施

蔡亚飞

中国石油天然气股份有限公司广西石化分公司，广西钦州市，535000

摘要：汽油加氢生产技术应用过程中芳烃抽提装置设备是最为主要的组成部分。芳烃萃取设备泄漏的原因是多方面的，常规的分析方法容易受到各种实际经验的影响，导致后续操作稳定性不足。为了进一步提高芳烃提取装置的工作效率和效果，降低后续维护的成本和压力，需要解决芳烃提取装置频繁泄漏的问题。

关键词：芳烃抽提装置设备管线腐蚀；防治措施

引言

芳烃抽提装置的原料主要来自上游的裂解汽油加氢装置或重整装置，经过芳烃抽提联合装置工艺生产，得到苯、甲苯和C8+组分等产品。由于芳烃抽提原料中芳烃和非芳烃沸点比较接近，易形成共沸物，不利于简单蒸馏提纯芳烃，目前根据芳烃抽提原料此特点，大部分芳烃抽提装置采用溶剂液－液抽提工艺，液－液抽提工艺是利用抽提原料中各烃类组分在某种溶剂中溶解度不同，从而对芳烃和非芳烃分离的工艺。芳烃液－液抽提工艺中应用设备中包括较多换热设备，存在大量热量进行交换，公用工程需求量较大。

1氯离子的腐蚀作用

该芳烃抽提装置的进料中，氯主要来自3个方面：1）原油中天然存在的氯；2）原油开采过程中使用含氯采油助剂导致原油中有残留的氯；3）上游催化重整中，为调节催化剂的酸性功能而进行注氯。原油的电脱盐工序能将前2个氯来源中的大部分无机氯脱去，但其中的有机氯却因不易脱除而残留，随后进入下一步加工工序。第3个来源的氯则基本是氟氯型或全氯型的有机氯。研究表明，氯离子的半径小，具有较强的吸附性和穿透性，因此氯离子容易穿过设备金属氧化膜内的小孔隙而到达金属表面，与金属相互作用，形成可溶性化合物，破坏氧化膜的结构。同时，氯离子会优先选择性吸附在氧化膜上，并替换掉氧原子，然后与氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，最终在基底金属上生成孔径为20~30μm的孔蚀核。在电化学作用下，介质中的氯离子含量不断积累，同时金属腐蚀后产生的金属离子水解产生氢离子。氢离子与氯离子形成腐蚀性极强的盐酸，在自催化酸化作用下，孔蚀核长大成蚀孔并进一步形成点蚀，进而形成穿孔。氯离子还极易与溶剂环丁砜发生化学反应，加

2存在的问题

2.1进料线振动

抽提精馏塔加氢汽油迚料线在经过迚料换热器后会无征兆出现管线振动情冴。当管线振动时，抽提蒸馏塔迚料量剧烈波动，迚料量波动范围为25%～75%，造成整塔由于波动剧烈，无法有效调整，导致产品不合栺。同时由于管线上有多处焊口、法兰和调节阀，长期的振动会导致焊口开裂、法兰泄漏和调节阀损坏等事故的发生，给装置的长周期安全稳定运行带来较大的隐患。

2.2抽提塔压差异常波动

抽提蒸馏塔共有塔盘76层，塔盘形式为浮阀塔盘，自2017年大检修后抽提塔经常出现塔压差异常波动的现象，具体表现为在负荷维持在74%（37t·h-1）的状态下，在各项工艺参数均没有调整的情冴下，塔压差从42kPa迅速上升至60～80kPa，塔内第15层塔盘温度由110℃快速上升至122℃，塔顶回流罐液位下降，塔顶抽余油产品质量超标，苯含量从3%升高到10%左右。

3芳烃抽提装置设备频繁泄漏问题处理策略

3.1工艺与材质升级

在生产过程中需要使用环丁砜溶剂，所以要严格做好腐蚀环境的管理工作，对于过去使用过程中容易出现腐蚀的设备与管线进行升级，通过更换材质、更换表面涂层等方式能够有效提升防腐级别，进而减轻腐蚀的影响，减少泄漏的情况。在进行具体的工艺调整与材质升级处理时，需要特别关注工艺材质的配合度问题，最大限度的发挥出不同类型材质的优势与效果，确保芳烃抽提装置设备的科学、稳定高效运行。

3.2降低溶剂中的固体杂质含量

在系统运行时，环丁砜降解产生的的胶质和颗粒物会催化环丁砜开环水解形成磺酸。该芳烃抽提装置只采用一台贫溶剂过滤器SR-801和溶剂再生塔C-804将环丁砜与杂质分离，使溶剂得到净化。在贫溶剂过滤器前后压差达到150Kpa时，将贫溶剂过滤器切出溶剂循环系统，此时溶剂走过滤器旁路。贫溶剂过滤器从切出到投用一共费时48h，在此期间，整个溶剂循环系统丧失了对贫溶剂的过滤清洁作用。如果固体杂质不能及时分离就会加速溶剂的降解甚至会堵塞换热器的管束。针对本装置现状，在下一次大检修期间，可以考虑增加一台贫溶剂过滤器，保证一台贫溶剂过滤器在清理的过程中，另一台处于投用状态，确保溶剂循环系统始终处于过滤状态。此外增加一台贫溶剂过滤器，也开以降低系统进氧的风险。溶剂再生塔的作用主要就是排放消泡剂(硅油)、环丁砜降解物，以提高溶剂品质。目前，该装置的溶剂再生塔的清理排渣间隔时间大约为6~7个月，可以考率把溶剂再生塔的清理排渣间隔时间缩短为3~4个月，及时将固体杂质清理出系统，保证溶剂质量，降低装置堵塞的风险。

3.3完善氮气密封系统管理工作

针对芳烃抽提装置设备频繁泄漏的现状来看，进一步做好系统管理与控制，就必须要完善氮气密封系统，做好管理优化工作。通过更换掉破损的零部件，加强氮气密封的管理，可以防止氧气进入到抽提系统当中，溶剂的氧化分解效果进一步确保了环丁砜溶液的使用寿命与使用质量。

3.4工艺防腐蚀

控制回收塔、汽提塔塔底的温度不超过180℃，塔底重沸器以蒸汽为热源，控制过热蒸汽温度不超过220℃，防止局部过热导致环丁砜的分解。部分企业采用以下方法提高溶剂回收效率:(1)回收塔底注入适量的汽提蒸汽，可降低塔内的油气分压，有利于芳烃与环丁砜溶剂的分离，避免溶剂受高温而分解，从而起到保护溶剂的作用，汽提水量约为进料质量分数的1%。(2)回收塔和再生塔保持负压操作，以保证环丁砜在较低温度下与芳烃分离以及再生，避免汽化后随芳烃跑损或高温分解。避免氧进入抽提系统，主要措施包括:(1)保证进料、透平水、溶剂等相关设备的密封性，防止蒸汽中进入活性氧;(2)保证法兰、阀门、仪表衔接头密封良好;(3)保证负压操作系统的密封性，防止空气进入操作系统;(4)增设外供原料氧气汽提塔，并建立原料中活性氧和羰基数据分析，对含氧量超标的物料应先经过汽提后再进入抽提装置。控制环丁砜溶剂的pH值。炼化企业通常采用添加单乙醇胺(MEA)的方法来控制环丁砜溶剂的pH值，当溶剂的pH值低于6．5时，应及时向系统中采用连续注入的方式添加适量单乙醇胺。同时应注意控制回收塔和再生塔的温度，防止温度大幅波动造成单乙醇胺分解并发生新的聚合反应;过多的单乙醇胺会和环丁砜劣质化产生的磺酸发生化学反应，生成胺盐沉淀物，进而对设备造成堵塞。控制系统中的水含量。日常生产操作中，严格执行工艺脱水操作，尤其是冬天气温较低，应密切关注各个塔回流和再生溶剂塔脱水包的液位，及时脱水。塔底重沸器泄漏也是导致系统带水的重要原因之一，设备检修过程应提高换热器的监检测力度，尤其是设备运行的后期尤为重要，及时发现漏点并堵漏，防止水进入溶剂系统，影响环丁砜溶剂的品质。

结语

芳烃抽提装置的腐蚀集中在汽提塔、溶剂回收塔和再生塔的塔盘、塔内件、塔底重沸器以及相应的泵和管线。针对芳烃抽提装置环丁砜劣化降解导致的腐蚀和结垢问题，防护措施主要包括原料质量控制、选材优化、工艺防腐蚀、腐蚀监检测和环丁砜溶剂净化处理等。采取以上措施后有效减缓设备和管道的腐蚀风险，确保芳烃抽提装置的长周期安全稳定运行。

参考文献

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