近年來，隨著原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化，對2次加工裝置的生產(chǎn)帶來挑戰(zhàn)，尤其是原油含硫含酸傾向明顯，造成催化裂化裝置的頂循環(huán)、塔頂油氣系統(tǒng)結(jié)鹽結(jié)垢，相關(guān)管道、機泵和換熱器的腐蝕問題日益嚴重，成為制約裝置安全平穩(wěn)運行瓶頸問題。通過對裝置的腐蝕狀況進行分析，對腐蝕部位、腐蝕形態(tài)、腐蝕影響因素進行研究，提出相應的應對措施，對于保障裝置的安全穩(wěn)定運行非常必要。

一、分餾塔結(jié)鹽結(jié)垢的原因及危害

由于開采難度加大，原油含硫、含氮，酸值隨之增長。石油磺酸鹽類表面活性劑、破乳劑和清防蠟劑等采油助劑的使用，致使原油中有機氯含量上升，且影響電脫鹽裝置運行效果。催化進料通常由常壓渣油、減壓餾分油、減壓渣油和焦化蠟油組成，此類組分中硫、氮、氯等非金屬元素增加更為明顯。

由于催化裂化反應會在分餾塔頂循和塔頂油氣系統(tǒng)等低溫部分結(jié)鹽。分餾塔發(fā)生結(jié)鹽后，會造成分餾塔壓降增大；頂循泵易出現(xiàn)抽空情況，導致回流中斷；汽油干點升高；嚴重時會導致分餾塔沖塔，從而干擾分餾塔的操作。更為嚴重的是，在催化裂化裝置分餾塔頂柴油抽出以上部位，包括塔頂油氣系統(tǒng)、頂循環(huán)回流系統(tǒng)、貧富吸收油系統(tǒng)、柴油系統(tǒng)等部位，形成H2S+HCl+NH3+H2O低溫腐蝕以及NH4Cl、（NH4）2S垢下化學腐蝕，設(shè)備腐蝕減薄的泄漏風險對裝置安全帶來極大威脅。

二、分餾塔結(jié)鹽結(jié)垢的常見控制措施

如果要從源頭根除分餾塔結(jié)鹽結(jié)垢腐蝕，需對催化原料單獨新增電脫鹽系統(tǒng)，增加投資及操作難度以及化工助劑成本。目前多數(shù)裝置采用嚴格控制分餾塔頂溫和壓力，降低分餾塔頂水分壓和水的沸點，保證分餾塔內(nèi)不形成液態(tài)水；分餾塔頂注氨、注緩蝕劑的方法控制結(jié)鹽、腐蝕速率；相關(guān)設(shè)備材質(zhì)升級；當結(jié)鹽嚴重時進行分餾塔水洗，但是操作波動大，產(chǎn)生大量不合格產(chǎn)品，水洗后很短時間會再次出現(xiàn)結(jié)鹽,無法根本解決。

由于國內(nèi)各煉油廠都不同程度存在著分餾塔頂循和塔頂油氣系統(tǒng)的結(jié)鹽、腐蝕困擾，部分結(jié)鹽、腐蝕嚴重的裝置應用了“在線除鹽防腐技術(shù)”成套設(shè)備。由于專利壁壘，動輒幾百萬的投資并不是所有裝置的最佳選擇。根據(jù)自己裝置特點，尋找低成本的頂循除鹽方案勢在必行。

三、頂循除鹽設(shè)施的應用

3.1 應用背景

某石化公司140×104 t/a催化裂化裝置自2017年7月至2019年2月檢修周期，裝置總體運行平穩(wěn)，但分餾塔頂油氣線水平段末端1/3處及切液線進塔頂油氣后冷腐蝕穿孔，富氣注水管線加強圈泄露。頂循流量由320 t/h滑降至248 t/h，頂循泵盤車困難、機封泄露頻繁，部分管線有減薄現(xiàn)象。相關(guān)冷換設(shè)備使用壽命較短，塔頂油氣—低溫熱水（E2203/4）和頂循環(huán)油—除鹽水（E2202/1）換熱器管束均有泄漏，2 a內(nèi)分別堵管8根、10根。

3.2 除鹽設(shè)施原理

利用氯化銨在油水2相中的溶解度差異，將油中的氯化銨轉(zhuǎn)移到水相當中，再利用自然沉降油水分離，從而達到脫除氯離子的目的。經(jīng)過反復試驗，NH4Cl在水中溶解度100℃為77.3 g/100 g,（NH4）2S、NH4HS在水中溶解度更高，而均不溶解于頂循環(huán)油；同時，頂循環(huán)油中水含量低于26%不易形成乳化相，自然沉降時間3~30 min，水與頂循環(huán)油分離效率在99.7%以上。根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，形成以下思路：降低工藝、設(shè)備的復雜度，只需將水與頂循油混合，NH4+、Cl-極易水洗，滿足沉降分離時間，控制好頂循除鹽水洗罐界位，就會達到較好的脫鹽效果。

3.3 除鹽設(shè)施應用

2021年裝置大檢修，對頂循除鹽除鹽設(shè)施進行技術(shù)改造。根據(jù)該裝置頂循環(huán)油氯離子含量最高26 mg/kg，平均低于10 mg/kg的現(xiàn)狀，主要流程設(shè)計如下：分餾塔頂循環(huán)油320 t/h自分餾塔抽出后，經(jīng)過頂循環(huán)泵升壓后去冷卻，經(jīng)過冷卻的頂循油分成2部分，1部分頂循油去脫鹽系統(tǒng)，剩余部分直接返回分餾塔。30 t/h左右的頂循環(huán)油自頂循3通閥后抽出與最大量3 t/h除鹽水（低壓除氧水）在混合器混合后，進入沉降分離罐，含鹽污水自壓至塔頂油氣后冷油氣線至分餾油氣分離器，脫鹽后頂循油至頂循流量3通閥后返塔。

四、其它腐蝕控制措施

分餾塔頂大油氣線按照“步步低”原則重新分布，避免積液對分餾塔頂大油氣線的腐蝕。升級塔頂油氣后冷頂循換熱器材質(zhì)。塔頂油氣后冷頂循換熱器芯子的材質(zhì)由原設(shè)計10#鋼升級為抗腐蝕能力強的321不銹鋼；頂循流程中部分關(guān)鍵閥門由碳鋼升級為316L不銹鋼。頂循3通控制閥改為A、B雙閥，解決了3通閥故障時無法切出系統(tǒng)的難題，提高了操作穩(wěn)定性靈活性。

頂循除鹽設(shè)施運行90 d，經(jīng)調(diào)試達到了設(shè)計預期。頂循除鹽設(shè)施的氯離子脫除，從根本上解決了催化裂化裝置分餾塔塔頂結(jié)鹽和腐蝕問題，能夠保證裝置的長周期運行。運行成本低，無化學助劑消耗，分餾塔無需注氨、緩蝕劑等。分餾塔工況無影響、可靠，操作簡單，無需維護，可以解決多數(shù)催化裂化裝置分餾塔頂循和塔頂油氣系統(tǒng)結(jié)鹽、腐蝕控制的問題。

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