重整装置苯抽提系统腐蚀原因分析及应对措施

王 磊，李 进

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

重整装置苯抽提系统腐蚀原因分析及应对措施

王 磊，李 进

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

本文对重整装置苯抽提系统出现的汽提塔底重沸器、回收塔底重沸器及富溶剂泵叶轮等部位腐蚀原因进行分析，并提出解决措施。措施落实后，腐蚀得到有效控制。

苯抽提；腐蚀；溶剂

中国石油宁夏石化公司重整装置苯抽提系统采用北京金伟晖工程技术有限公司SUPER-SAE-Ⅱ苯抽提工艺，设计规模10×104t/a，以连续重整装置C6组分为原料，利用溶剂对原料中苯和非芳烃溶解能力的差异，将苯抽提出来，抽提所得到的富溶剂再经过蒸馏分离，从而得到苯产品。

该装置于2012年4月首次开工以来，持续出现溶剂老化、胶质含量增加以及汽提塔底重沸器、回收塔底重沸器、富溶剂泵叶轮及相关管线弯头等部位腐蚀的问题，造成苯产品质量频繁波动，装置频繁停工检修，形成了较严重的生产隐患。

1 装置工艺运行情况

1.1 原料性质

苯抽提原料全部由重整装置脱C6塔顶来，C6组分含苯23%左右，密度715 kg/m3，硫含量0.33 mg/kg，装置年产纯苯 2.2×104t。

1.2 工艺流程

重整生成油中C6组分经脱C6塔顶拔出进入苯抽提系统，在抽提塔通过萃取作用将C6组分中的苯与非芳烃进行分离，抽提塔底富含苯的溶剂送至汽提塔，通过汽提作用除去富溶剂中的非芳烃，从汽提塔顶出来的苯与非芳烃的混合物作为返洗芳烃送回抽提塔底部，以提纯塔底富溶剂苯的纯度，汽提塔底不含非芳烃的富溶剂送至回收塔，实现溶剂和苯的分离，从抽提塔顶出来的抽余油进入水洗塔水洗少量环丁砜后，以抽余油的形式送至罐区调和汽油。汽提塔底重沸器E-403、回收塔底重沸器E-405均以减温减压后的2.3MPa蒸汽做热源（见图1）。

图1 苯抽提系统主要工艺流程

1.3 主要操作条件

表1 苯抽提系统主要操作条件

2 腐蚀原因分析

自2012年底以来，苯抽提系统汽提塔底重沸器E-403、回收塔底重沸器E-405多次发生腐蚀泄漏，富溶剂泵P-404叶轮、泵轴及泵出口弯头等部位亦频繁发生腐蚀损坏，造成该系统多次停工抢修，溶剂跑损，对苯产量及产品质量造成了极大的影响。

在换热器检修中发现贫富溶剂换热器、水汽提塔底重沸器内有较多的黑色结垢物，该结垢物的溶解性较差，微溶于水，难溶于苯。取系统环丁砜溶剂分析，发现固体颗粒、焦（胶）状物含量1%，静置24 h后有大量黑色沉淀，pH为6.5，氯离子含量为295mg/L。

环丁砜（C4H8SO2）是无色、溶于水、高极性和具有良好热稳定性的化学产品，其毒性很低，密度较高、比热低、沸点高。环丁砜在200℃以下时，其分解速度比较慢，但超过220℃时，随着温度的升高，其分解速度急剧上升，过高的温度会促使环丁砜分解生产浅黑色的聚合物和SO2。环丁砜长期暴露于空气中时，SO2的释放量增大，pH值下降也比较明显[1]。

通过装置实际操作情况及换热器结构物、环丁砜溶剂分析，发现苯抽提系统腐蚀的主要原因有以下几个方面：

（1）操作温度的影响。开工前期2.3MPa蒸汽温度控制在220℃左右，波动时极易造成环丁砜快速分解。

（2）pH值下降。环丁砜的劣化速率随pH值的降低而增大，其被水解和开环生成磺酸的反应会受酸的催化作用而加剧[2]。随着系统水含量的增加，pH值降低、腐蚀速率增加、热稳定性下降[3]。

（3）环丁砜分解在一定的条件下分解形成磺酸、丁基磺酸、硫酸等，造成酸腐蚀，当系统中存在氯离子时腐蚀会更严重。

（4）由于苯抽提装置多次停工检修换热器，势必会造成空气进入系统，从而加剧环丁砜的分解。

（5）溶剂再生过滤器运行效果较差，不能有效除去溶剂降解物，造成降解物质在系统内逐渐累积，加剧了溶剂系统设备和管线的腐蚀。

3 解决措施

3.1 优化工艺操作

（1）控制2.3MPa蒸汽温度，由220℃逐步降低到200℃～205℃，使得系统最高点温度不超过205℃，减缓环丁砜受热分解速率。

（2）优化汽提塔的操作，通过注入第二溶剂控制汽提塔的闪蒸量，在保证塔底富溶剂中非芳烃含量合格的前提下，汽提塔底温度由165℃逐渐降低至155℃，减缓溶剂受热分解。

（3）优化重整反应系统水氯平衡，增加重整生成油脱氯罐，提高脱氯效果，防止氯离子带入苯抽提系统。

（4）优化苯抽提水、汽系统操作,合理控制进入回收塔C-404汽提水、汽提蒸汽量，控制贫溶剂含水量在1%～2%，密切关注C-404底温（包括集液槽温度）、顶温的变化，防止水量变化过大，塔底温度快速下降。

3.2 设备材质升级

2013年6月将汽提塔底重沸器E-403及回收塔底重沸器E-405整体备货，管束材质由碳钢管升级为OCr18Ni10Ti，延长换热器使用周期，缩短检维修时间。

针对富溶剂泵频繁腐蚀问题，车间制定定期检查维修计划，每月定期对富溶剂泵P-404切换，并进行拆检，及时发现并处理叶轮及口环腐蚀磨损问题，防止两台泵同时故障造成装置停工。

3.3 溶剂在线净化

通过对腐蚀原因的分析，寻找溶剂在线净化的方式，对苯抽提系统溶剂进行定期在线净化，采用两级过滤、专有大容量高分子复合吸附、专有树脂交换等技术，有效脱除环丁砜中＞1 μm的固体颗粒物、焦/胶状物、降解聚合大分子物质、离子型杂质及长期积累的酸性物质，缓解环丁砜老化分解带来的设备管线堵塞、腐蚀的隐患（见表2）。

表2 环丁砜在线净化前后效果对比

3.4 增设溶剂再生设施

2015年底增设溶剂再生设施，对溶剂回收塔C-404塔底贫溶剂抽出一部分去进行减压蒸发再生，再生溶剂经泵抽出送至抽提塔，罐底残渣不定期排出。2016年3月底溶剂再生系统投用，通过对环丁砜溶剂连续再生，环丁砜溶剂品质得到了有效改善，富溶剂泵P-404叶轮、口环等配件长期完好使用，主要腐蚀设备E-403出口弯头在线腐蚀速率明显下降，由2.56mm/a下降至0.1mm/a以下，该处管线在线测厚数据趋于平稳（见表 3、图 2、图 3）。

表3 溶剂再生投用前后溶剂效果对比

图2 E-403管程出口弯头在线腐蚀速率

图3 E-403管程出口弯头在线测厚趋势

4 结论

重整装置苯抽提系统设备腐蚀是长期制约本装置安全运行的重要隐患，通过实施工艺条件优化、溶剂净化等技术措施，严格控制环丁砜溶剂的温度及贫溶剂的水含量，增设溶剂再生设施，装置溶剂系统的设备及管线腐蚀问题得到了有效控制。自2016年3月底至今，再未发生一起因设备腐蚀造成的装置停工事件，富溶剂泵叶轮也未再出现腐蚀磨损等问题，保证了苯抽提系统的长周期安全稳定运行。

［1]李东成，等.影响芳烃抽提装置环丁砜溶剂分解的因素及对策［J］.中外能源，2011，（2）：95-99.

［2]杨金根，等.环丁砜溶剂热稳定性的研究［J］.华东化工学院学报，1996，19（3）：285-288.

［3]叶引祥.抽提装置的腐蚀控制［J］.金山油化纤，1987，（4）：52-54.

The cause of corrosion and preventing ways of CCR benzene extraction system

WANG Lei，LI Jin
（PetroChina Ningxia Petrochemical Company，Yinchuan Ningxia 750026，China）

This article makes analysis on the CCR benzene extraction system for stripper reboiler,recovery tower reboiler and rich solvent pump impeller and other parts of the causes of corrosion,and puts forward the solving measures.After the implementation of the measures,corrosion has been effectively controlled.

benzene extraction；corrosion；solvent

TE964

A

1673-5285（2017）09-0117-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.09.029

2017－08-23

王磊，中国石油宁夏石化公司炼油厂二联合车间副主任，邮箱：lwang-nx06@petrochina.com.cn。