秦俊岭 徐 慧 赵起锋 高大义 陈 超
(中海油常州涂料化工研究院有限公司,江苏 常州 213016)
在常减压装置中,当原油总酸值超过0.5mg KOH/g时,就会在210~420℃温度范围内出现环烷酸腐蚀[1,2]。高温缓蚀剂是抑制环烷酸腐蚀最经济有效的方法之一[3]。
国内某炼油厂常减压装置设计处理能力为100万吨/年,实际年加工原油130万吨,全年操作时数为8000h。所采用的工艺路线为原油初馏、常压蒸馏及减压蒸馏三段分馏工艺,同时在原油初馏之前设有二级电脱盐装置。其常压蒸馏部分可生产轻、重石脑油及汽、柴油馏份。减压蒸馏部分生产的直馏蜡油可作为催化裂化原料,渣油作为延迟焦化装置的原料。装置主要加工BZ25-1原油,该原油为低硫环烷基原油,酸值均在1.1~1.6mg KOH/g之间。由于高温炼制过程中环烷酸对管壁的腐蚀严重,因此需要加注高温缓蚀剂对常压塔和减压塔的抽出侧线进行腐蚀防护,降低塔顶侧线腐蚀造成的安全风险。
其相关侧线材质如表1所示,可见该厂常减压侧线所用材质主要是碳钢,防腐等级较低。
表1 侧线材质及管内流体流量
自主开发的高温缓蚀剂HYH-C属于磷酸酯型缓蚀剂,有良好的油溶性。在环烷酸调制的酸值为6mg KOH/g的导热油中,添加100ppm的HYH-C,温度高于280℃,对20#碳钢的缓蚀率可达到95%以上。
图1是高温缓蚀剂HYH-C腐蚀评价实验后的挂片对比图。
图1 高温缓蚀剂HYH-C腐蚀评价实验挂片
可以发现,未添加缓蚀剂的挂片表面已被腐蚀,显灰白色,无金属光泽。添加高温缓蚀剂HYH-C的挂片表面形成了一层保护膜,在光照下显淡蓝色,挂片表面无腐蚀,有金属光泽。说明高温缓蚀剂HYH-C的防腐机理是成膜,能在金属表面形成一层均匀牢固的保护膜[4]。
在该厂的常减压装置上,高温缓蚀剂采用5点加注,加注点分别为:
(1)原油换热后,初馏塔进口,温度为192~199℃;
(2)常二中换110/1-5后进塔线,出口温度为319℃,换热后进塔温度为177℃;
(3)常底油出装置,P112/1-2进口,常渣出装置温度为345℃;
(4)减二回流线,温度为289℃;
(5)减三回流线,出口温度为314℃。
高温缓蚀剂的加注量主要通过计量泵出口的手阀控制,在管线根部有单向止回阀。根据定期分析的常二、减二、减三油中铁离子浓度,适时适当调节加注浓度。高温缓蚀剂在各管线段的加注量如表2所示。
表2 高温缓蚀剂在各管段的加注浓度
高温缓蚀剂总加注量在预膜时会调高到90ppm,正常期间在30~60ppm之间调整。
图2是高温缓蚀剂HYH-C在现场应用期间,分别对常二、减二、减三侧线铁离子浓度的检测值。从检测数据可以发现,自现场试验第一天起,常二线的铁离子浓度一直控制的较好,稳定在1ppm左右,在试验后期,基本控制在1ppm以下,证明高温缓蚀剂有效的抑制了常二线的环烷酸腐蚀。减二和减三线的铁离子浓度在试验过程中会有所波动,可能跟原油批次变化、温度波动及加剂浓度有关,但整体上,减二线铁离子基本能控制在3mg/L以下,减三线铁离子基本能控制在10mg/L以下。在试验的过程中,在第77~82天,特意停注高温缓蚀剂,考察高温缓蚀剂成膜性能。从该段试验数据可以看出,虽然没有加入高温缓蚀剂,侧线的铁离子浓度没有明显升高,说明高温缓蚀剂在管线内壁形成了缓蚀膜层。
图2 高温缓蚀剂HYH-C应用效果监测
某炼油厂原油属于高酸环烷基原油,酸值高于1,没有采用原油掺炼降低原油酸值,且材料等级以碳钢和18-8为主,原油加工过程中环烷酸腐蚀较严重。
国产化高温缓蚀剂HYH-C在该炼油厂常减压装置使用后,能保证常二线铁离子不高于1mg/L,减二线铁离子不高于3mg/L,减三线铁离子基本能控制在10mg/L以下,已能满足生产要求,达到了期望的效果。高温缓蚀剂HYH-C有进一步推广应用价值。