炼油装置硫化亚铁的清洗和钝化
前 言
全世界开采的原油中含硫原油(含硫0.5%-1.0%)和高硫原油(含硫1.0%以上)的产量已占世界原油总产量的75%。加工含硫原油,必然要造成设备的腐蚀。
原油中的硫包括所谓的活性硫(即单质硫、H2S、低分子硫醇)和非活性硫(即硫醚、二硫化物、含硫杂环化合物如噻吩及分子量大、结构复杂的含硫化合物)。活性硫在原油加工过程中能直接与金属作用,引起设备的腐蚀。非活性硫在原油加工过程中能被分解出可以直接腐蚀金属的活性硫。所以硫的腐蚀问题贯穿了石油加工的全过程。硫腐蚀的产物主要为FeS,FeS本应是设备表面的保护膜,可以阻止设备表面的进一步腐蚀。但在石油加工过程中,FeS会与接触到的HCl等化学物质作用而分解,所以就起不到任何保护作用了。加上原油加工过程中流体的冲刷、摩擦及设备振动等因素的影响,FeS必然要剥落成细小的颗粒和片状固体,并在塔内填料、集油箱、塔盘上或一些容器、管线的底部富集,并被黏稠的原油包裹着,不易被流体带走。实践证明,炼油厂在炼制高含硫原油时,常减压蒸馏催化裂化、加氢裂化、焦化、加氢精制、气体分离、脱硫等装置会产生大量的FeS,由于各装置内部介质及工艺条件的不同,设备表面沉积的污垢差别较大 ,具体情况见表1:
装置名称 |
设备部位 |
污垢的主要成分 |
常减压蒸馏 |
减压塔 |
重油、轻油垢、Fe2O3、FeS |
渣油系统 |
渣油、重油、油焦 |
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催化裂化 |
分馏塔、油浆系统 |
油浆、轻油垢、Fe2O3、FeS |
稳定吸收系统 |
轻油垢、Fe2O3、FeS |
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焦化 |
分离系统 |
重油、轻油垢、Fe2O3、FeS |
再吸收塔 |
轻油垢、Fe2O3、FeS、H2S |
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催化重整 |
热载体系统 |
油焦、重油、Fe2O3 |
汽油加氢系统 |
轻油垢、Fe2O3、FeS、铵盐、H2S |
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脱硫 |
污水汽提 |
Fe2O3、FeS、铵盐、H2S |
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脱硫 |
轻油垢、Fe2O3、FeS、H2S |
加氢制氢 |
产品精制 |
轻油垢、Fe2O3、FeS、铵盐、H2S |
再生塔 |
轻油垢、Fe2O3、FeS、H2S |
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油品 |
再吸收塔 |
轻油垢、Fe2O3、FeS、H2S |
气体分离 |
氨液再生塔 |
Fe2O3、FeS、H2S |
FeS容易粘附在炼油厂的设备和管道上,装置正常操作时它不会引发什么问题,而在检修期间 ,FeS与空气中的氧接触发生强氧化还原反应 ,并放出大量的热 ,从而发生自燃 ,损坏设备 ,造成损失,并且设备和管道内的H2S很容易对检修人员造成人身伤害和环境污染。通常采用蒸汽吹扫,但不能完全消除隐患。因此,为了安全与环保,在检修前清洗钝化炼油设备和管道上的FeS和H2S等有害物质非常必要。为了解决这一问题,兰州华荣清洗防腐工程有限公司根据多年的清洗经验和反复实验研究,生产了一种以表面活性剂、丙二烯二胺和柠檬酸、乙二胺四乙酸(E D TA)为主要组分的硫化亚铁清洗剂配方,在中国石化、中国石油的多套炼油装置上成功应用,取得了很好的效果。