产品精制脱硫装置减少溶剂损失和降低设备腐蚀的措施

张桅 冯爽(中国石油长庆石化公司运行二部 陕西咸阳 712000)

炼厂干气与液化石油气中存在的硫，特别是硫化氢能够对下游装置加工、产品质量、环境产生巨大的影响。假若不能有效脱除H 2S，环境保护、下游装置加工、设备腐蚀等方面产生破坏作用。因此干气以及液化石油气用于化工装置的原料或燃料，脱硫十分必要。再用于化工装置原料时表现得更为明显，因为催化剂的活性与寿命都会深受硫化物影响，所以在硫含量方面一定要严格控制。

一、产品精制脱硫装置简介及工艺流程

1.产品精制脱硫装置简介

中国石油长庆石化公司产品精制装置2005年扩建为140万吨/年重油催化裂化配套精制装置。主要包括汽油精制、干气液化气脱硫和液化气精制处理三部分。

2.脱硫方法简介

干法与湿法是气体脱硫的两类方法，现阶段干法脱硫在工业上应用得已经特别少了，醇胺法脱硫是湿法脱硫中应用最普遍的，这种方法在炼厂干气与液化石油气脱硫中广泛应用。醇胺是一种弱碱，在25℃～40℃时，醇胺能吸收气体中的硫化氢和二氧化碳，分别生产硫化去和酸式硫化及碳酸盐和酸式碳酸盐。当温度升高到105℃或更高时，则分解逸出原吸收的硫化氢和二氧化碳，醇胺得到再生。目前，产品精制干气和液化气脱硫均采用醇胺法脱硫，在MDEA（甲基二乙醇胺）溶液中加入阻泡剂进行脱除H 2S。

二、溶剂损失和设备腐蚀原因分析及解决措施

1.减少溶剂损失

夹带、蒸发、降解是对影响气体脱硫溶剂损失的主要原因，溶解、乳化和夹带是对液化石油气脱硫溶剂损失产生影响的主要因素。胺的蒸发损失与溶解损失一直都有，两者比较，溶解损失量高于蒸发损失量。工业上降低溶解损失与蒸发损失可以利用设置水洗措施来实现[3]。发泡损失是除胺的蒸发损失与溶解损失外最主要的损失。

（1）发泡损失

脱硫塔发泡，一方面会造成脱硫效果变差，影响净化度，也会由于冲塔使得溶剂发生巨大的损耗，严重时会使得装置不得不停工。

（2）对发泡损失降低的措施

①原料的预处理：先经预处理原料，再进入脱硫系统，固体杂质与冷凝烃等杂质能够有效避免带入。

②控制合适的脱硫操作温度：脱硫塔的温度由原料气和贫液进塔温度的高低多决定。

③如果脱硫装置停工时间比较长，然后开工，一定要置换、吹扫、水洗，努力清除系统杂质，如此胺液循环才可以进行。

2.对设备腐蚀降低

（1）管道油相腐蚀机理

硫化氢对碳钢存在强烈的腐蚀作用。腐蚀反应为:Fe+H 2S→FeS+H2↑。油气以气态存在时，一般腐蚀较小；以液态存在时，腐蚀较重；气液两相产生相变部位的腐蚀是最严重的。再生塔的塔盘和内件、检修发现吸收塔、酸性气空冷气管束、重沸器管束、贫富液管道等腐蚀最为严重，管壁上充满疏松的腐蚀产物，管束表面出现蚀坑。

（2）影响腐蚀的因素

溶剂种类

试验结果与装置操作表面不同溶剂的腐蚀程度，按照从大到小的顺序排列是：MEA>D EA>MDEA，现阶段国内炼厂脱硫装置采用的复配溶剂大部分以MDEA溶剂或以MDEA为主体，对节能降耗外、选择性吸收充分考虑，同时也十分注重装置腐蚀降低。

脱硫气分组成中CO2的影响

由于催化干气中含有CO2，CO2与水反应生成碳酸，它会促进H 2S溶液腐蚀；在脱硫塔底部及胺液回收器位置，受胺液存在影响，CO2可以和碳钢出现非常强烈的化合，也CO2是造成这一系统发生腐蚀的主要原因。并随CO2含量的提高不断加剧。

溶液中的污染物

酸性组分（H 2S与CO2）本身是最主要的腐蚀剂，干燥的H 2S与CO2对金属材料均无腐蚀作业，但在水里溶解后能够产生很大的腐蚀性。第二种腐蚀剂是由于溶剂发生降解产生的，就MDEA溶液而言，生产的酸性热稳定性盐是最主要的降解物。其他如溶液中悬浮的固体颗粒（主要是硫化铁）会造成设备出现磨蚀。

3.解决腐蚀的措施

（1）设备材质的选择

根据加工高硫原油重点装置主要管道设计选材导则（SH/T3129-2002），气体脱硫装置主要管道推荐用材见表1。在一些易于发生腐蚀的部位，如吸收塔和再生塔的塔盘和内件、富液管道等宜/可采用不锈钢。

（2）控制合适的胺液浓度与酸性气负荷

胺液浓度与酸性气负荷逐渐增大，腐蚀速率也会相应变高。这是由于胺液浓度与酸性气具有较高的负荷，单位体积内含有的胺液中H 2S与CO2越多，腐蚀就会越厉害，所以对胺液浓度和酸性气负荷进行合理的控制十分关键。

（3）加强日常操作管理

平稳操作，避免装置各流量的频繁、大幅波动，也可控制和减轻装置腐蚀。

结论

产品精制脱硫装置的平稳操作，对下游装置气体分馏装置的运行有很大影响。本文对产品精制脱硫装置溶剂损失和设备腐蚀进行了分析，对减少溶剂损失和防腐措施提出了建议，总结如下：

1.减少溶剂损失的措施：①原料的预处理；②控制合适的脱硫操作温度；③醇胺溶液储罐顶部设置氮气密封措施；④脱硫装置长时间停工后开工，必须经过吹扫、置换、水洗，将系统杂质尽可能清除后，方可进行胺液循环。

2.针对影响脱硫装置腐蚀的因素，建议了减缓腐蚀的措施：①设备材质的选择；②控制合适的胺液浓度和酸性气负荷；③加强日常操作管理。

[1]张德义.含硫原油加工技术[M].北京：中国石化出版社，2003.

[2]产品精制操作规程,2010.

[3]张菁菁.采用水洗方式降低炼油厂脱硫装置的溶剂损失[J].石油化工设计，2008，25（4）：50-52.