芳烃抽提系统腐蚀原因分析及对策

芳烃抽提系统腐蚀原因分析及对策

张斌

抚顺石化公司烯烃厂芳烃抽提车间

摘要：脱出的杂原子与水作用，呈酸性，对设备具有腐蚀作用。腐蚀产生物（铁锈）及环丁砜劣化缩聚物会堵塞塔板及过滤器等设备。因此，将环丁砜的净化纳入日常工艺管理，每年对溶剂系统进行一次净化，彻底的清楚溶剂中的机械杂质及环丁砜的聚合物。本文对芳烃抽提系统腐蚀原因分析及对策进行分析，以供参考。

关键词：芳烃抽提系统；腐蚀原因；对策

引言

Qilu芳烃抽运系统腐蚀频率高，换热器和塔内零件等腐蚀可能影响装置的稳定运行、产品质量和芳烃接收率；塔体和管道腐蚀可能导致设备意外停机，增加维修频率，并造成材料泄漏的安全风险。

1腐蚀机理

芳烃抽提装置的腐蚀主要源自于环丁砜高温氧化和水解，部位多集中于高温循环溶剂系统中。环丁砜在高温含氧条件下会分解为丁二烯和SO2，丁二烯聚合成高分子有机物会堵塞设备及管线，而SO2被氧化生成硫酸造成设备的腐蚀。环丁砜水解会形成磺酸化合物，由于水在运行过程中是不可或缺的，因此环丁砜的水解几乎使不可避免的。同时水中聚集的微量氯离子、酸类物质，为金属发生电化学腐蚀提供了所需的溶液环境，水含量的增加会加速环丁砜对碳钢材料的腐蚀。当水的质量分数超过3%时，环丁砜急剧劣化，环丁砜溶液的腐蚀性显著增强。另外环丁砜中夹带的环丁烯砜也易分解成酸性物质造成腐蚀。装置内设置溶剂再生塔的目的便是能够及时的将环丁砜的降解产物排除，通常溶剂再生塔的清理周期为3~6个月。由于上游重整装置需要在系统中注氯，因此芳烃抽提原料中几乎不可避免会携带氯离子。氯离子在溶剂循环系统聚集，易造成点蚀或应力腐蚀开裂。另外由于雨水、蒸汽伴热管线的泄露以及循环水中夹带的离子、微生物等也会使装置出现不同程度的保温层下腐蚀和循环水系统腐蚀。

2腐蚀原因分析

温度影响导致三级锡氧化在180℃时逐渐溶解，随着温度的升高、分辨率的加快、pH值的降低、黑色聚合物等。SO2在系统中转化为酸，主要是硫酸、硫酸等。反应温度越高，风分离器的下降也会使SO2变得越大。由于化学反应速度随温度升高而提高，从而加快了风选机的下降速度，风选机的腐蚀速率随温度升高也随之提高。

3溶剂发泡对操作的影响

吸收泡是所有化工厂蒸馏装置面临的问题。气泡产生的原因有几个:(1)溶剂污染引起的表面张力变化；(2)该装置过热；(3)活性酯交换的突然剧烈波动；入口有泡沫塑料。第一次发生在修理的第三期。抽取塔上增加的压力、塔的压降、塔层的温度损失、塔的温度重合；湿地和捕捉塔同时下降。在没有出现泄漏的情况下，两塔的液位同时降低，并且致使塔底压力持续上升，这样就可以推断出，塔盘上液层变厚，正常压力的情况气相压力不足以让气相穿过塔盘浮阀进行传质传热。因此，塔底压力继续升高，塔盘的液层由于进料和循环溶剂继续厚。这种平衡不被打破，会导致系统停工。系统热量关闭，气相压力降低，塔盘的液层落回到塔底后，再重新开工。分析此次溶剂发泡的原因有两方面：一、开工后装置负荷提升较快已达到设计负荷110%；二、由于开工后塔内以及管壁产生大量铁屑与杂质等在系统内循环，溶剂过滤器为人工拆清，过滤器堵塞速度超过了清理速度，过滤器副线维持正常生产，未进行及时清理而影响了溶剂质量。正常情况下如2013年7月6日0点混合芳烃分析中苯含量22.01%、、甲苯74.96%、二甲苯3.05%、非芳烃含量0.01%。而发泡后2013年7月6日8点混合芳烃分析中苯含量23.71%、甲苯67.22%、二甲苯0.45%、非芳烃含量8.62%。2014年4月与泡沫泡沫第一种溶液配套的第二种溶液将大幅减少蒸馏载体的数量，并及时将新溶剂引入萃取系统，保持溶剂残留液，减少泡沫。蒸馏风暴越来越平静，运行参数恢复正常。

4措施

4.1控制系统温度

目前齐鲁芳烃萃取系统的热源是中压蒸汽(温度295∨c)。蒸汽进入萃取系统加热器前，设置了减温器，控制萃取系统的蒸汽温度不超过220℃。严格控制萃取精馏塔，溶剂回收塔底温度不得超过180℃，回收塔压力在0.04 MPa至0.05 MPa之间，溶剂再生塔工作温度控制在180℃以内，以防温度过高导致溶质变质。

4.2优化溶剂再生塔和溶剂过滤器

根据溶剂工作状态调整溶剂再生塔的排放频率，当溶剂质量差时，将再生塔的排放频率调整为15 ~ 20d /次；随着溶剂质量的提高，排放频率逐渐降低。在再生塔排放过程中，应加强内部控制，检查再生塔内的换热器、塔壁和泡沫网，发现损坏及时修复和更新。低溶剂滤清器可处理溶剂中的降解产物和机械杂质，提高系统的旋风分离器质量。通过差溶剂滤清器压差及时调节溶剂滤清器开关。溶剂质量提高后，可提高溶剂滤清器滤清条的精度，不断提高环己烷降解产物的杂质去除率，提高溶剂质量。蒸馏装置中安装高溶剂过滤器也可以提高溶剂的质量。

4.3采用环丁砜脱酸净化技术

Qilu芳烃泵系统长期运行时，系统中环己烷溶剂性能下降，恶化条件逐渐恶化，杂质状况、酸值等。在短期内不会有效改善。特别是，在该装置运行的一周结束时，系统中甲基溶剂中颗粒大小大于1微米的焦炭/地磁颗粒达到3000毫克/千克以上，pH值下降到6.0左右。2013年、2017年和2021年对三丁基锡氧化物溶剂进行了重大修订，对三套芳烃提取装置进行了酸处理技术的再生处理。经脱盐净化处理后环砜的外观有了显着改善，环砜溶剂透明、无沉淀、无分层。

4.4腐蚀完整性管理

腐蚀的完整性管理是指对腐蚀管理进行审核、检测及效果评估的完整性过程。具体来说就是依据装置存在的不同腐蚀机理绘制出腐蚀回路图，通过基于风险的检验（RBI）提出完整性操作窗口（IOW），并对运行数据进行监测并不断反馈回腐蚀控制方案，整个过程形成闭环。近些年来，完整性管理正逐步成为各大石化企业进行设备单元安全管理的重要方法。通过前瞻性、科学化的腐蚀管理，可以降低设备的腐蚀问题发生率，延长维修周期，提高工作效率，降低腐蚀成本。

4.5降低溶剂中的固体杂质含量

在该系统运行过程中，由环十二烷降解产生的胶水和微粒催化环十二烷开口环水解成全氟辛烷磺酸。芳烃抽运装置只使用SR-801型低溶剂滤清器和C-804型溶剂再生塔将环氧化物从杂质中分离出来，净化溶剂。当低溶剂滤清器前后压力差达到150Kpa时，应切断溶剂循环系统中的低溶剂滤清器，此时溶剂通过滤清器旁路。低溶剂过滤从提取到使用共48小时，整个溶剂循环系统失去了低溶剂过滤和清洗。如果不及时分离固体，溶剂减少会增加，甚至可能阻碍换热器的调节。在本单元中，应在下一次关键修复时添加低实体过滤器，以确保清除低实体过滤器，并使用另一个过滤器来确保始终过滤解决方案循环系统。此外还增加了低固体过滤器，以尽量减少氧气进入系统的风险。溶剂再生塔主要用于发放抗氧化剂(有机硅)和引爆环以提高溶剂质量。该装置再生塔的清洗和清洗时间目前约为6-7个月，从而将溶剂再生塔的清洗和清洗时间缩短到3-4个月。此外，系统的固体废物处置历史得到及时清理，保证了溶剂的质量，降低了风险。

结束语

本文通过腐蚀完整性管理划分了芳烃抽提装置的腐蚀回路图，分析了腐蚀机理并给出了具有参考意义的完整性操作窗口，提出了装置腐蚀防护的重点部位、监控方法及防腐建议。腐蚀完整性管理可用于各类炼油化工装置，其得出的分析结果均具有一定的参考价值。

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