HFY-103缓蚀剂在连续重整装置的应用

1、HFY-103 缓蚀剂在连续重整装置的应用 应用技术石油化工腐蚀与防护 CorrosionProtectioninPetrochemicalIndustry 2010,27（4）?51? HFY 一 103 缓蚀剂在连续重整装置的应用 邓天永 （中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司 ,甘肃兰州 730060） 摘要:对中国石油化工股份有限公司兰州石化分公司连续重整装置原料预处理系 统的腐蚀进行 了分析;并对研制出的 HFY 一103水溶性缓蚀剂进行了为期 1个月的工业应用试 验 .试验结果表明 : 使用HFY 103可将系统pH值控制到8.09.0,并且能减轻腐蚀当加剂量为20g 时,D1

2、02和 D103冷凝水中铁离子质量分数分别降至3.98g和4.68卜g/g工业应用已取得了较 好的技术经 济效果. 关键词 :连续重整预处理缓蚀剂腐蚀 中图分类号:T3985.9文献标识码:B文章编号：1007 015X2010）04 005103 催化重整是生产芳烃和高辛烷值汽油 ,提高炼 油效益的主要生产工艺 ,中国石油天然气股份有限 公司兰州石化分公司 （以下简称 兰州石化分公 司）600kt/a连续重整装置的原料预处理系统出现 了严重的腐蚀 ,尤其是系统空冷器 ,回流线 ,换热器, 泵和阀等设备连续多次发生开裂 ,泄漏,部分设备和 管线频繁更换 ,严重地影响了生产的正常运行 . 1 连

3、续重整装置预处理工艺流程 连续重整预处理系统包括预分馏和预加氢两 部分.预分馏是将原料切割成适合进料的组分 ,预 加氢则是为了除去进料馏分中所含的微量硫 ,氮化 合物 ,不饱和烃和砷等 ,以满足重整催化剂对进料 质量的要求 .其基本工艺流程见图 1. 图 1 连续重整预处理工艺流程 E 一换热器 ;A 一空冷器 ;G 一分馏塔 ;D 一分配器 ;F 一加热炉 ;R 一反应器 ;P 一泵 2 生产工艺腐蚀分析 2.1 腐蚀分析数据 兰州石化分公司化工研究院对系统冷凝水的 收稿日期 :20100408;修稿日期 2010 0427. 作者简介 :邓天永 (1957一),男,毕业于兰炼职工大学机械

4、专业,大专,工程师 .现任兰州石化公司炼油厂副总工程师 . 一助一 ? 52 石油化工腐蚀与防护第 27 卷 分析监测结果见表 1. 表 1 未使用缓蚀剂前冷凝水的分析结果 由表 1 可见,预处理冷凝系统的腐蚀已非常严 重，冷凝水的Fe质量分数平均值如此之高，必须 高度重视 . 2.2 腐蚀机理分析 (1)盐酸腐蚀 :大多数炼油厂重整加氢装置原 料预处理系统的冷凝水显碱性 .因为原油中含有 的氮化物相对于氯化物 ,硫化物而言比较稳定 ,在 常减压条件下 ,绝大部分氯化物 ,硫化物已水解或 分解 ,而氮化物对热则相对稳定 .所以在进入二次 加工装置的原料中,N的比例要高于cl和S.在加 氢条件下

5、，原料油中的含N,C1和S化合物分别形 成NH,HC1和Hs气体,在低温有水的部位冷凝 下来.一般而言，NH,含量要要高于HC1和H2S, 所以冷凝水显碱性 .兰州石化分公司加工的原油 含N量相对较低，这是D102冷凝水长期显酸陛的 个原因. 连续重整混合原料加氢反应生成的 NH 和 HC1发生反应,生成NHC1盐.NHC1盐会发生水 解反应 : NH4clNH+Cl 一 在金属表面产生盐酸 ,发生下列反应 : FeS+2HCI_十 FeCI2+H2S Fe+2HClFeC12+H2 盐酸破坏FeS膜,使金属表面暴露出来，新的 表面继续与盐酸反应发生腐蚀 .加剧腐蚀 ;因此这 种腐蚀体系的腐蚀

6、速率要比单纯 HC1或s腐蚀 要强烈的多 ,最终导致设备局部穿孔报废 . 湿HS腐蚀:冷却过程中，随着温度的进 步降低,凝结水增加 ,凝结水溶液不断被稀释 , pH 值上升 ,腐蚀应有所缓和 .但在湿环境下 ,系统 虽然仍属H:SHC1 HO的腐蚀体系，但H:s的 腐蚀作用大大提高 ,蒸馏塔回流系统的管线 ,泵,汽 液分离罐和部分换热器中都存在 HS 腐蚀. A102,A103 和水冷器 EI01,EI04,EI05,EI07 等冷 换设备腐蚀严重 .为保证装置安全平稳生产 ,减缓 设备腐蚀 ,经查阅有关资料认为在以上设备的冷凝 部位加注工艺缓蚀剂是有效的防腐蚀措施 . 连续重整装置预处理系统

7、使用水溶性低温缓 蚀剂比较好，原因有两个：首先C101,C102和R101 塔顶冷凝水为酸性，pH值小于5,必须用有机胺中 和,油溶性的缓蚀剂不能有效地中和冷凝水中酸性 物质;其次,油溶性的缓蚀剂易溶于油 ,最终进入了 油相 ,可能对下游的催化剂有一定的影响 . 根据以上选择路线 ,与武汉荷丰化工科技有限 公司经过在实验室反复试验共同开发研制出了 HFY 一 103水溶性缓蚀剂，该缓蚀剂具有良好的低 温中和缓蚀性能 . 4HFY 一103水溶性缓蚀剂的性质 HFY 一 103为水溶性缓蚀剂 ,主要有成膜胺 , 含芳香环的咪唑啉及烷基羧酸酯等多种缓蚀组分 利用强极性有机物几种不同类型缓蚀剂相互间

8、的 协同效应 ,起到了相互补膜的作用 ,增强了缓蚀效 果,其特点表现在 : (1) 为水溶性 ,在烃类中不溶解不分散 ,使用 后直接溶解到水相进入含硫污水处理系统 ,对环境 和油品质量无影响 ; (2) 氮含量低 (质量分数为 3%),不含金属离 子及对催化剂有害的物质 ,对生产装置无不良 影响; 适用pH值范围宽(pH值210)，在金属 表面均能形成物理吸附与化学配位吸附相结合的 保护膜; (4) 具有良好的抗乳化性能 ; (5) 具有良好的清净功能 ,以保持金属表面 光洁. HFY 一 1 03产品性能参数与质量标准见表 2. 表 2HFY 一 103水溶性工艺缓蚀剂质量指标 项目技术指标

9、检验标准 外观棕色透明液体 pH 值 (含有质量分数 ,. 为 1% 的水溶液 ). 密度(20%)/(g?cm)0.95 1.05 水溶性与水以任意比例互溶 凝点cw 15 目测 GB/T97241988 GB/T 1 8842ooo 目测 GB0r51O 一 1983 5HFY 一 103 水溶性缓蚀剂试验 3 工艺防腐蚀措施的选择为了确保现场工业试验的顺利进行, 专门制定 连续重整装置预处理系统的塔顶低温部位存 T(HFY 一 103 水溶性缓蚀剂工业试 验技术方案 , 在较严重的低温氯化氢腐蚀问题，空冷器A101,进行为期一个月的工业应用试验 试验前,从 第4期邓天永.HFY 103缓

10、蚀剂在连续重整装置的应用 2006年 9月 20日开始委托兰州石化分公司化工 研究院对 D102 和 D103 的冷凝水进行空白分析监 测，共收集空白数据29组.预加氢加注HFY 103水溶性缓蚀剂试验从 2007年 4月 10日开始重 新注剂试验,4月1012日为成膜期，期间未采样 分析,从4月 1 3日开始采样分析 ,到5月 8日结 束,分析 26组数据(在此期间注剂泵单向阀不严 造成运转不正常 ,对试验造成了一定的影响 ). 5.1 试验过程 将 HFY 一 103水溶性缓蚀剂加入到配制罐中 , 用软化水配制成约质量分数为 10%的水溶液. HFY 103水溶性缓蚀剂用量为15 25g/

11、g.在开始使用的12周内使用剂量加倍, 使缓蚀剂在设备表面形成良好的防蚀膜 . 调节注剂泵流量 ,使冷凝水的 pH 值控制 在 8 9. 采样,分析冷凝水的pH值和Fen含量. 5.2试验结果 试验开始的头 7 天为预膜,调整期,该期间的 数据不作为评价内容 . HFY 一 103水溶性缓蚀剂试验期间,对D102, D103的冷凝水进行了分析监测，结果见表3. 表 3 试验期间塔顶冷凝水的分析整理数据 由表3可见，应用HFY 103缓蚀剂试验期 间,D102冷凝水中的Fe平均值从328.52lxg,/g 下降到3.98g/g下降了 98.8%,合格率达 92.3%;D103冷凝水中的Fen平均

12、值从 25l8.18lxg/g 下降到 4.68lxg/g,下降了 99.8%, 合格率达 88.5%.冷凝水的 pH 值从酸性范围内 提高到正常的 89. 6HFY 一103水溶性缓蚀剂工业应用效果 HFY 一 103水溶性缓蚀剂试验取得成效后 ,即 转入正常工业应用 . 正常工业应用期间 ,采样,分析冷凝水的 pH 值和Fe含量为1次/周.分析的l6组数据取自 2010年13月,见表4. 表 4HFY 一 103缓蚀剂塔顶冷凝水的分析 由表4可见，工业化应用HFY 103缓蚀剂期 间,D102冷凝水中的Fe平均值为4.25lxg/g, D103冷凝水中的Fe平均值为2.43g/g冷凝 水的

13、pH值从酸陛范围内提高到正常的 89. 此外,HFY 103缓蚀剂应用期间，生产操作 平稳 ,产品质量稳定 ,没有对加氢催化剂造成不利 影响,对环境未产生不良影响 .HFY 一103缓蚀剂 的应用,大大减轻了塔顶冷凝系统设备和管线腐 蚀,为安全生产提供了可靠的技术保障 . CommercialapplicationofI-IF一 103CorrosionInhibitorinContinuousCatalyticReformer DengTianyong PetroChinaLanzhouPetrochemicalCompany(Lanzhou,Gansu730060) Abstract:Th

14、ecorrosionproblemsofpre treatmentsysteminthecontinuouscatalyticreformerofPetroChinaLanzhouPetrochemical Companywereanalyzed.Thewater solublecorrosioninhibitorHFY 一 103developedwasrunonthecommercialunitforonemonth. TheresultsdemonstratedthatinhibitorHFY一 103canbeusedtocontrolthepHvalueofthesystemwithin8.0 9.0andmitigate systemcorrosion.Atadosageof20ppm,theaverageFecont