航煤银片腐蚀不合格原因及对策的浅析

李秋燕 宋文建 孔令霄

(中石化股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳，471012)

航煤银片腐蚀不合格原因及对策的浅析

李秋燕 宋文建 孔令霄

(中石化股份有限公司洛阳分公司，河南洛阳，471012)

通过对加氢装置精制航煤银片腐蚀不合格的原因进行分析，认为主要是单质硫和硫化氢的存在是造成银片腐蚀不合格的直接原因。结合装置的实际生产情况，对造成精制航煤中含有单质硫和硫化氢的原因进行了分析，并提出了相应的措施来保证银片腐蚀的合格，在实际生产中取得了较好的效果。

航煤加氢 活性硫化物 银片腐蚀

银片腐蚀是航空煤油的一个重要质量指标。由于喷气式飞机发动机的燃油泵柱塞头是镀银部件，若精制航煤银片腐蚀不合格，轻则腐蚀设备，缩短设备的使用寿命，重则堵塞供油系统，造成发动机不能正常工作，给飞行安全和人民的生命财产带来严重的后果[1]。

1 航煤银片腐蚀的机理

中国人民解放军后勤工程学院的胡泽祥等人通过实验，对航煤中腐蚀性物质进行了考察,确定了直接引起腐性的物质是单质硫、硫化氢和硫醇等活性硫化物[2]。其中，单质硫和硫化氢对银片腐蚀都非常敏感：单质硫浓度达到0.5μg/g、硫化氢含量达到1.5μg/g时，银片腐蚀就为一级。当硫醇单独存在时，即使其含量达到100μg/g，银片腐蚀仍为0级，对银片腐蚀影响不大；但是当硫醇与单质硫或硫化氢共存时，会加剧银片腐蚀的程度，如下表1所示。

表1 硫化氢与硫醇共存时对银片腐蚀的影响

2 装置简介

本航煤加氢装置原设计为80万吨/年直馏柴油装置，2009年6月改造为航煤加氢装置，分馏系统采用双塔操作，生产的精制航煤达到了军航控制标准，是公司重要的创效装置。军用航煤要求银片腐蚀为0级，装置开工运行以来，曾多次出现银片腐蚀不合格的现象，严重影响了产品质量和经济效益。

航煤原料全部都为常压塔的常一线提供，其性质如表2所示，加氢精制后的产品质量如表3所示。

通过表2可以看出航煤原料中硫含量为750μg/g左右，其中硫醇含量100μg/g左右。

GB 6537-2006中规定的航煤中硫醇的<20μg/g，装置对硫醇的内控指标是18μg/g。由表3可以看出，正常生产中，精制航煤中硫醇的含量仅为3μg/g左右，结合表1，正常生产中可以忽略硫醇对航煤银片腐蚀的影响。因此，如何控制加氢精制航煤中单质硫与硫化氢的含量是保证航煤银片腐蚀合格的关键。

3 精制航煤中单质硫的来源分析及对策

3.1 单质硫的来源

单质硫在航煤中具有一定的溶解度，而且溶解在航煤中的单质硫是很难通过汽提塔和分馏塔脱除的，而单质硫主要是硫化氢经过氧化转化而生成的，因此如何控制微量氧进入航煤加氢装置，对避免单质硫的生成极其重要[3]。对于航煤加氢装置，单质硫主要有以下几个来源：

(1)装置检修或非计划开停工时，系统内残存的硫化物与空气中的氧反应生成单质硫。

(2)航煤原料中的含氮化合物经过加氢精制后，转换为NH3，为了避免铵盐结晶造成管线堵塞，常在反应产物换热器前或者空气冷却器前注水。若注水中含有微量的氧气，反应产物中的硫化氢易被氧化生成单质硫。本装置是由柴油加氢装置改造而来，反应部分的注水采用的是除盐水。

(3)经过加氢精制的反应产物经过高分、低分分离后，产物中含有大量H2S，另外在汽提过程中，不稳定的硫化物热分解产生H2S和羰基硫(COS)，而羰基硫遇水，发生水解反应生成H2S。这些硫化氢也可以与汽提蒸汽中的氧反应，生成单质硫。

表2 航煤加氢原料的主要性质

表3 精制航煤质量

3.2 采取的措施

根据上述分析，为了避免单质硫的生成，可采取以下措施：

(1)尽量避免非计划开停工，在装置检修或非计划开停工后，对系统进行彻底吹扫，开工后先将产品外甩至不合格罐，加快系统中积存单质硫的置换速度。

(2)换热器及空冷前注水采用除氧水，而不是除盐水。

(3)汽提塔采用氢气汽提取代原来的汽提蒸汽，分馏塔底采用重沸炉作为热源。

(4)在精制航煤出装置前，增上精脱硫罐，采用精脱硫剂吸收精制航煤中可能存在的单质硫。

4 精制航煤中硫化氢的来源分析及对策

航煤加氢装置反应部分的任务是把航煤原料中的有机硫经过加氢精制转化为硫化氢，分馏部分的任务是把反应生成的硫化氢从航煤中分离出来。因此实际生产中，造成精制航煤腐蚀不合格的直接原因往往是分馏系统没有把硫化氢分离干净。

4.1 硫化氢分离不干净的原因

本公司航煤加氢装置分馏系统采用双塔操作，下面结合图1对分馏系统可能造成硫化氢分离不干净的原因进行分析。

图1 航煤加氢分馏部分流程图

如图1所示，分馏系统共有2路进料，分别是从反应部分来的反应产物和汽提氢气。出料有4路，分别是汽提塔顶的含硫干气、分馏塔顶的低压气体排放、分馏塔顶石脑油和分馏塔底的精制航煤。我们的目的是保证精制航煤中不含硫化氢，因此将硫化氢从航煤中分离出来的渠道只有3个，分别是汽提塔顶的含硫干气、分馏塔顶的低压气体排放和分馏塔顶石脑油。

(1)由于本装置是由柴油加氢改造而来的，汽提塔是在塔顶进料，没有精馏段，塔底没有再沸器。汽提塔的进料温度仅为150℃左右，对硫化氢的汽提效果有较大的影响，很难将硫化氢完全汽提干净，必然有少量的硫化氢进入分馏塔。

(2)进入分馏塔的硫化氢需在塔顶随低压气体或石脑油排出。由于加氢精制航煤中的干气组分主要通过低分和汽提塔排出，分馏塔低压气体排放量很小，因此分馏塔进料中的硫化氢主要通过石脑油外甩带出。当航煤原料组分发生变化时，若分馏塔底温不变，会出现塔顶负荷降低、回流罐液位下降、回流量减少、石脑油外甩量下降，严重时塔顶建立不了回流，进入分馏塔的硫化氢就很难脱除，最终必然会影响到塔底的精制航煤的腐蚀指标。

4.2 采取的措施

根据上述分析，为防止硫化氢进入精制航煤，采取了以下措施：

(1)硫化氢的汽提效果与塔的压力、进料温度和汽提氢气量有关。操作平稳时塔的压力和进料温度基本不会发生变化，平时可根据精制航煤的腐蚀情况调整汽提氢气量。

(2)航煤原料改为热供料，增上反应流出物与低分油换热流程换热器，提高汽提塔进料温度。由原来的133℃提高到155℃，增加汽提效果，保证硫化氢汽提效果。

(3)正常生产中，保持分馏塔顶有1-2t/h左右的石脑油外甩量可以脱出分馏塔进料中所携带的微量硫化氢。因此，常压塔操作时应将少量石脑油组分压入航煤。通过长时间的总结，应将航煤加氢原料的初馏点控制在140℃左右。

(4)在精制航煤出装置前，采用精脱硫剂吸收由于分馏系统波动而造成的精制航煤中可能含有的微量硫化氢。

目前，本装置航煤加氢分馏系统的主要参数如表4所示。

表4 分馏系统的主要参数

5 总结

(1)如何降低精制航煤中单质硫和硫化氢的含量是保证航煤银片腐蚀的关键。

(2)通过反应注水改为注除氧水、汽提塔采用氢气汽提等措施，可以避免由于微量氧气进入到航煤加氢系统，与硫化氢反应生成单质硫，进而造成银片腐蚀不合格的情况。

(3)将航煤原料的初馏点控制在140℃左右，使得分馏塔顶有1-2t/h的石脑油外甩量，避免了由于硫化氢分离不干净造成的银片腐蚀不合格的情况。

(4)在航煤出装置前增上精脱硫罐，利用精脱硫剂吸收航煤中可能存在的微量硫和硫化氢。

[1] 陈木如.活性硫对喷气燃料银片腐蚀影响的研究[J].茂名学院报,2004,14(3):7-9.

[2] 胡泽祥,杨官汉,娄方,等.活性硫化物银片腐蚀性能的研究[J].石油炼制与化工,2002,33(2):62-64.

[3] 裴季红,曹宏武.汽油加氢改航煤加氢质量控制与分析[J].当代化工,2010,39(4):397-400.

Analysis on theReasons and Countermeasures of Unqualified Corrosion of Aviation Kerosene

LiQiuyan,SongWenjian,KongLingxiao

(SINOPECLuoyangCompany,Luoyang471012,Henan，China)

Through the analysis on reasons of Aviation kerosene hydrogenation unit of silver strip corrosion of refined unqualified, that is the main elemental sulfur and hydrogen sulfide are directly caused by silver strip corrosion test. The actual production situation combining device, reasons for the refining of aviation kerosene containing sulfur and hydrogen sulfide are analyzed, and puts forward the corresponding measures to ensure the conformity of silver corrosion, and achieved good results in actual production.

aviation kerosene hydrogenation; active sulfide; silver sheet corrosion