芳烃抽提装置环丁砜溶剂对设备腐蚀的原因及措施

赵文强(中国石油兰州石化分公司 甘肃 730060)

中国石油兰州石化分公司0.4MT/a芳烃抽提装置于1999年1月建成投产,该装置与0.8MT/a连续重整装置为一体联合装置，以重整产物之一的脱戊烷油为原料 ,采用中国石化工程建设公司（SEI）的环丁砜抽提技术,由原料分馏、抽提、精馏、溶剂油分离等 4个部分组成 ,主要产品为非芳烃、苯类、轻烃、180＃航空洗涤汽油。本文主要对针对兰州石化公司0.8MT/a连续重整与0.4MT/a芳烃抽提联合装置中环丁砜对现有设备腐蚀的缘由进行分析,提出解决这一问题的优化方法。

一、装置运行中造成设备腐蚀的原因

1．环丁砜劣化造成设备硫腐蚀

环丁砜作为芳烃抽提装置的溶剂系统，在循环运行中，受到高温、高含水量及杂质环丁烯砜的影响，引起了环丁砜溶剂的分解，产生硫酸、磺酸、硫化物等物质，导致芳烃抽提装置被局部腐蚀、均匀腐蚀及冲刷腐蚀。

2.环丁砜中杂质的劣化产生酸腐物质，加重了设备腐蚀

环丁砜中含有杂质环丁烯砜，这种物质受热并与水形成SO2-3或SO2-4，这些酸性物质对环丁砜的开环起到了催化作用，加速了环丁砜的劣化。并且环丁砜中杂质含量越高，则产生的SO2-3或SO2-4就越多，溶剂的酸性就越强，对芳烃抽提装置的腐蚀就越明显。

3．温度升高加速环丁砜的劣化

环丁砜的劣化的速度主要受到的温度的影响,在220℃的温度下，环丁砜产生二氧化硫的速度很缓慢，但随着温度的逐渐升高，环丁砜分解的速度明显增快，在240℃时，环丁砜分解、产生大量的SO2的速度是在220℃时的8倍。通过以上数据，能够看出温度越高，则环丁砜劣化就越快，产生的酸性物质会越多，对芳烃抽提装置的腐蚀就越严重。

4．高温下氧气加速了环丁砜劣化，加快了设备腐蚀

在常温下密封条件下，环丁砜为无色液体，但通常我们看到的环丁砜呈淡黄色，这主要是由于氧化造成的。专业的实验数据也证实也这种现象，进行环丁砜溶剂劣化试验的温度设定在180℃，用不同纯度的氮气进行保护，当氧含量小于0.5%时,试验溶剂的PH值与劣化时间关系曲线的下降趋势较为平缓，表明试验溶剂中的酸性物质较少；但当氧含量大于0.5%时,试验溶剂的PH值与劣化时间关系曲线的下降趋势则变得较为严重，表明试验溶剂中的酸性物质较多。这个试验说明高温下氧气含量增加，导致环丁砜的劣化速度加快，产生了较多的酸性物质，加快了芳烃抽提装置的腐蚀速度。

5.环丁砜中氯累积造成设备氯腐蚀

2010 年，我芳烃抽提装置环丁砜抽提系统溶剂高温换热设备腐蚀严重,被迫停工抢修。溶剂再生塔C-307塔顶破沫网支架腐蚀十分严重，多次脱落，影响再生塔正常使用。溶剂的损耗造成再沸器E-307、E-309局部温度过高而结焦，影响取热效果,从而使汽提塔C-303，回收塔C-304塔底温度一度无法达到指标值160～180℃，对整个芳烃抽提系统有较大的影响，经装置停工检修处理中对其循环溶剂环丁砜进行分析,发现了大量的硫酸根、磺酸根，同时还发现大量的Cl-，这些Cl-主要是由原材料经脱氯处理后残留部分经长时间积累而来。因Cl-对大多数的材料都具有腐蚀性，大量Cl-的存在，降低了环丁砜溶剂的PH值，增加溶剂的酸度，加速了环丁砜的分解，导致抽提系统设备的腐蚀加剧。

二、降低环丁砜抽提系统设备腐蚀的措施

1.尽量降低环丁砜中的杂质含量，以减少设备的硫腐蚀

因环丁砜中的杂质环丁烯砜在高温下裂解产生SO2,并与水生成SO2-3或SO2-4,使环丁砜溶剂系统酸性增加，加速了环丁砜开环水解，加剧对抽提系统设备的腐蚀。所以,要减少设备的腐蚀，必须选用优质的环丁砜作为溶剂原料，尽量降低环丁砜中环丁烯砜含量,以减少含硫腐蚀物质的量，有助于减少设备的硫腐蚀。

2．降低环丁砜劣化造成的磺酸类腐蚀

为了使生产运行中环丁砜溶剂保持良好的性质，目前国内普遍采用添加剂来中和环丁砜分解而形成的各种酸性物质，从而降低这些酸性物质对设备的腐蚀，同时减缓环丁砜的分解劣化。兰州石化公司芳烃抽提装置，环丁砜抽提系统的添加剂主要有两种：一种是调节系统PH值用的醇胺类化合物——单乙醇胺（MEA），另一种是抑制环丁砜发泡用的硅油。

（1）当采贫溶剂样品中PH值低于指标后，就向回流罐D302添加单乙醇胺（MEA）来中和系统中的酸性物质，从而减少对设备的腐蚀。

（2）5%含量的硅油与精馏工段的二甲苯混合进入消泡剂罐D305，经P317物料输送后至C303防止汽提塔发泡造成系统波动

3.优化工艺参数后严格控制温度

因环丁砜在220℃以上温度时分解的速度加快，所以在生产中应严格控制温度，特别是加热介质的温度不能超过220℃；溶剂循环系统的塔底温度控制在 180℃以下，塔顶温度要控制在175℃以下；回收塔要采用负压操作，以保证环丁砜可以在较低的温度下与芳烃分离，避免汽化后随芳烃跑损或热分解。

4．减少空气中氧气对环丁砜溶剂的影响

为防止氧气的进入抽提系统的装置内，均对溶剂原料罐，湿溶剂罐投用严格的氮封处理。并定期对设备进行严格的氮气置换。在将新鲜环丁砜加注至T302溶剂罐过程中，要采用槽车直接加注法，以避免环丁砜与空气的接触，减少空气中氧气对环丁砜溶剂的影响。

结论

在芳烃抽提系统中，环丁砜对设备的腐蚀是不可避免的现象，但我们可以采取降低环丁砜中杂质的含量、严格控制温度、优化加注方法等措施，降低环丁砜的劣化速度，减少环丁砜溶剂酸性物质的含量，从而减轻其对芳烃抽提设备的腐蚀。