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摘要：针对连续重整装置在运行过程中出现的脱戊烷塔顶空冷器或后冷器频繁泄漏、脱戊烷塔塔盘堵塞等问题进行了分析，提出了相应的解决措施，取得了较好的效果，保证了装置的长、稳、优运行。
关键词：连续重整;脱戊烷塔;氯化铵;腐蚀;对策
1 前言
某公司炼油厂100 万吨/年连续重整装置采用了美国UOP 公司第三代超低压连续重整工艺，重整催化剂再生部分设计规模为1361kg/h，选用美国UOP 公司R-234 催化剂。装置以常压装置直馏石脑油和加氢裂化重石脑油为原料，生产石油苯和对二甲苯，副产纯度大于90%的氢气。该装置自开工运行后多次出现了脱戊烷塔顶空冷器、后冷器腐蚀泄漏，给装置的长周期平稳运行带来了极大的隐患。
2 脱戊烷塔工艺流程简介
脱戊烷塔的工艺流程：再接触罐底来的重整生成油与脱戊烷塔底油换热后进入脱戊烷塔，脱戊烷塔顶气体经空冷器、后冷器冷凝冷却后进入回流罐，回流罐顶气体排至瓦斯罐作为自产瓦斯自烧，回流罐底液体经过脱戊烷塔顶泵，一部分作为回流打回脱戊烷塔顶，另一部分送至脱丁烷塔分离液化气和戊烷油。脱戊烷塔底油送至重整油塔，作为生产石油苯和对二甲苯的原料。
3 存在的问题
脱戊烷塔顶空冷器，其设计进/出口温度为93/57℃，操作压力为1.16MPa。型号为：GP9×3-6-193-2.5S-23.4/RL-IIIa，属于三管程空气冷却器，管箱材质为16MnR，腐蚀裕量为3mm。管束材质为10 号碳钢。自开工运行3个月后，脱戊烷塔顶空冷器发生第一次泄漏后，几乎每半年空冷器或后冷器就会出现泄漏。在检修期时打开设备检查发现，管箱积盐堵塞严重，管束末端厚度存在减薄现象，胀口处管束多数穿孔泄漏，同时在管板上发现白色沉积物，并且溶于水，经过分析确定积盐为氯化铵。
4 对存在问题的分析
目前原油开采及运输过程中，采用添加有机氯化物类（以氯代烷为主）降凝剂、减粘剂等试剂，这些氯化剂一般存在于80～130℃的馏分中，随加氢精制油一起进入重整反应器（精制油中的氯含量约为1μg/g），这是氯的来源之一。重整反应所使用的是双金属催化剂。为了保持催化剂的酸性功能，在运转过程中要保持催化剂上氯的质量分数为1.0%～1.3%。由于催化剂上的氯不断流失，正常情况下则需要进行连续补氯。而在反应过程中，催化剂上流失的氯随着反应产物进入脱戊烷塔，这是氯的又一个来源。
由于重整进料中含有微量氮，在重整反应条件下，进料中的氮化物转化为NH3，而反应物中的HCl 与NH3 结合生成氯化铵（NH4Cl）。而氯化铵的分解温度为337.8℃，低于此温度就会有氯化铵的存在。本装置氯的主要来源是重整反应过程中氯的流失，当催化剂比表面积下降后，持氯能力减弱，为保证良好的反应深度和转化率，就必须要提高注氯量，保证再生催化剂的氯含量。而增加的注氯量又会继续损失，最终形成恶性循环，导致重整生成油中氯含量上升。伴随着原料中的微量氮，经过重整反应后生成的HCl 和NH3 随重整生成油进入脱戊烷塔。HCl 和NH3 在脱戊烷塔顶部聚集，塔顶油气温度降低时，二者生成氯化铵并沉积到设备上。也就是说本装置存在的脱戊烷塔顶设备腐蚀是由氯化铵沉积后形成的垢下腐蚀所致，
5 解决、处理对策
5.1 在线注水
针对脱戊烷塔顶空冷器、后冷器频繁泄漏，以及回流罐顶瓦斯气带铵盐的现象，由于氯化铵溶于水，增设了脱戊烷塔在线注水系统。所采用的水洗水为除氧后的汽包锅炉给水，注水量为塔顶流量的1%时，水相中氯化氢质量分数为10μg/g，其腐蚀性对碳钢来说是可以接受的[2]。当塔顶的氯化氢质量分数达到2mg/kg 时，即使注水量仅为塔顶流量的1%，水相中氯化氢质量分数已经大于200mg/kg，其腐蚀速度已不是普通的碳钢所能承受的。而本装置脱戊烷塔入口氯含量均在2-7mg/kg，不管是从塔顶还是空冷器入口处注水，虽然满足了回流罐顶瓦斯气基本不带铵盐，但是塔顶空冷器、后冷器腐蚀加剧，泄漏频次反而上升。故装置停止注水操作。
针对脱戊烷塔塔盘堵塞时，通过短时间（5～6h）小流量（300～500kg/h）的从回流线上注水，效果较为明显，可以解决脱戊烷塔内结盐不多的情况下的分离精度下降的问题。进料线上注水，其操作难度大，注水前需谨慎考虑，关键是控制好注水量和塔底温度，防止液态水落入塔底引发事故。
5.2 脱戊烷塔进料增设脱氯设施
在脱戊烷塔进料上增加脱氯设施，脱氯剂通过物理吸附法脱除液体烃类物料中的无机氯，使物料达到一个较低的氯含量，所选择脱氯剂氯容较高，一般质量分数大于18%，且对物料操作温度、操作压力无特殊要求，使用寿命≮6 个月。从使用效果来看，能保证出口氯含量维持在1.0mg/kg。
5.3 控制好重整催化剂的水氯平衡
重整催化剂是双功能催化剂，控制好重整催化剂的水氯平衡是发挥重整催化剂双功能的关键手段。由于本装置催化剂比表面积下降较快，所以为减少反应过程中氯损失，在保证一定转化率的基础上，将再生注氯量控制较小，再生催化剂氯含量维持在较低水平，一般控制在0.87-0.91%。同时保证精制油中水含量尽量小，重整循环氢气中水严格控制在10-15ppm，以此来控制氯损失。
5.4 控制好进料中的氮
目前该重整原料主要为常压装置直馏石脑油、加氢裂化重石脑油和加氢后焦化汽油，其中直馏石脑油、加氢裂化重石脑油中氮含量均不高，而加氢后焦化汽油氮含量较高。加氢精制的反应压力一般远远高于重整预加氢反应，所以若加氢焦化汽油中若带有较多的氮含量，此部分氮含量在重整预加氢反应过程中很难被脱除，会直接进入重整反应器。实际上，即便重整进料中的氮含量只有0.1μg/g，只要有足够长的时间，一样会有铵盐生成。因此，尽可能低的控制重整进料中的氮含量，可以减缓铵盐沉积。
5.5 空冷器、后冷器等设备材质升级
为提高运行周期，本装置对空冷器、后冷器等易漏设备均增加了跨线，使其泄漏时不影响装置的正常生产。同时将空冷器、后冷器等易漏设备及相关的阀门全部进行了材质升级，由原先的10#钢改为2507 双相不锈钢。
6 结语
目前脱戊烷塔系统的腐蚀、泄漏问题已得到控制、解决，装置已连续运行1年多的时间，尚未出现泄漏。在后期，还将增设脱戊烷塔顶回流罐的瓦斯气脱氯设施，进一步保证瓦斯系统不受氯盐的影响。但是，随着原油日趋劣质化，氯盐的腐蝕将会日益突出，设备腐蚀是一个复杂、长期的问题，设备防腐要从源头抓起，坚持工艺和设备防腐并举的原则。要合理选用设备材质，提高设备抗腐蚀能力，及时增加投入，做好设备材质升级。同时加强对防腐涂料及缓蚀剂的选择和优化。对易腐蚀的设备采用在线腐蚀监测技术，并开展定点定期测厚工作，以便及时、准确地了解设备腐蚀情况，做到预知性检修，保证装置的长、稳、优运行。
关键词：连续重整;脱戊烷塔;氯化铵;腐蚀;对策
1 前言
某公司炼油厂100 万吨/年连续重整装置采用了美国UOP 公司第三代超低压连续重整工艺，重整催化剂再生部分设计规模为1361kg/h，选用美国UOP 公司R-234 催化剂。装置以常压装置直馏石脑油和加氢裂化重石脑油为原料，生产石油苯和对二甲苯，副产纯度大于90%的氢气。该装置自开工运行后多次出现了脱戊烷塔顶空冷器、后冷器腐蚀泄漏，给装置的长周期平稳运行带来了极大的隐患。
2 脱戊烷塔工艺流程简介
脱戊烷塔的工艺流程：再接触罐底来的重整生成油与脱戊烷塔底油换热后进入脱戊烷塔，脱戊烷塔顶气体经空冷器、后冷器冷凝冷却后进入回流罐，回流罐顶气体排至瓦斯罐作为自产瓦斯自烧，回流罐底液体经过脱戊烷塔顶泵，一部分作为回流打回脱戊烷塔顶，另一部分送至脱丁烷塔分离液化气和戊烷油。脱戊烷塔底油送至重整油塔，作为生产石油苯和对二甲苯的原料。
3 存在的问题
脱戊烷塔顶空冷器，其设计进/出口温度为93/57℃，操作压力为1.16MPa。型号为：GP9×3-6-193-2.5S-23.4/RL-IIIa，属于三管程空气冷却器，管箱材质为16MnR，腐蚀裕量为3mm。管束材质为10 号碳钢。自开工运行3个月后，脱戊烷塔顶空冷器发生第一次泄漏后，几乎每半年空冷器或后冷器就会出现泄漏。在检修期时打开设备检查发现，管箱积盐堵塞严重，管束末端厚度存在减薄现象，胀口处管束多数穿孔泄漏，同时在管板上发现白色沉积物，并且溶于水，经过分析确定积盐为氯化铵。
4 对存在问题的分析
目前原油开采及运输过程中，采用添加有机氯化物类（以氯代烷为主）降凝剂、减粘剂等试剂，这些氯化剂一般存在于80～130℃的馏分中，随加氢精制油一起进入重整反应器（精制油中的氯含量约为1μg/g），这是氯的来源之一。重整反应所使用的是双金属催化剂。为了保持催化剂的酸性功能，在运转过程中要保持催化剂上氯的质量分数为1.0%～1.3%。由于催化剂上的氯不断流失，正常情况下则需要进行连续补氯。而在反应过程中，催化剂上流失的氯随着反应产物进入脱戊烷塔，这是氯的又一个来源。
由于重整进料中含有微量氮，在重整反应条件下，进料中的氮化物转化为NH3，而反应物中的HCl 与NH3 结合生成氯化铵（NH4Cl）。而氯化铵的分解温度为337.8℃，低于此温度就会有氯化铵的存在。本装置氯的主要来源是重整反应过程中氯的流失，当催化剂比表面积下降后，持氯能力减弱，为保证良好的反应深度和转化率，就必须要提高注氯量，保证再生催化剂的氯含量。而增加的注氯量又会继续损失，最终形成恶性循环，导致重整生成油中氯含量上升。伴随着原料中的微量氮，经过重整反应后生成的HCl 和NH3 随重整生成油进入脱戊烷塔。HCl 和NH3 在脱戊烷塔顶部聚集，塔顶油气温度降低时，二者生成氯化铵并沉积到设备上。也就是说本装置存在的脱戊烷塔顶设备腐蚀是由氯化铵沉积后形成的垢下腐蚀所致，
5 解决、处理对策
5.1 在线注水
针对脱戊烷塔顶空冷器、后冷器频繁泄漏，以及回流罐顶瓦斯气带铵盐的现象，由于氯化铵溶于水，增设了脱戊烷塔在线注水系统。所采用的水洗水为除氧后的汽包锅炉给水，注水量为塔顶流量的1%时，水相中氯化氢质量分数为10μg/g，其腐蚀性对碳钢来说是可以接受的[2]。当塔顶的氯化氢质量分数达到2mg/kg 时，即使注水量仅为塔顶流量的1%，水相中氯化氢质量分数已经大于200mg/kg，其腐蚀速度已不是普通的碳钢所能承受的。而本装置脱戊烷塔入口氯含量均在2-7mg/kg，不管是从塔顶还是空冷器入口处注水，虽然满足了回流罐顶瓦斯气基本不带铵盐，但是塔顶空冷器、后冷器腐蚀加剧，泄漏频次反而上升。故装置停止注水操作。
针对脱戊烷塔塔盘堵塞时，通过短时间（5～6h）小流量（300～500kg/h）的从回流线上注水，效果较为明显，可以解决脱戊烷塔内结盐不多的情况下的分离精度下降的问题。进料线上注水，其操作难度大，注水前需谨慎考虑，关键是控制好注水量和塔底温度，防止液态水落入塔底引发事故。
5.2 脱戊烷塔进料增设脱氯设施
在脱戊烷塔进料上增加脱氯设施，脱氯剂通过物理吸附法脱除液体烃类物料中的无机氯，使物料达到一个较低的氯含量，所选择脱氯剂氯容较高，一般质量分数大于18%，且对物料操作温度、操作压力无特殊要求，使用寿命≮6 个月。从使用效果来看，能保证出口氯含量维持在1.0mg/kg。
5.3 控制好重整催化剂的水氯平衡
重整催化剂是双功能催化剂，控制好重整催化剂的水氯平衡是发挥重整催化剂双功能的关键手段。由于本装置催化剂比表面积下降较快，所以为减少反应过程中氯损失，在保证一定转化率的基础上，将再生注氯量控制较小，再生催化剂氯含量维持在较低水平，一般控制在0.87-0.91%。同时保证精制油中水含量尽量小，重整循环氢气中水严格控制在10-15ppm，以此来控制氯损失。
5.4 控制好进料中的氮
目前该重整原料主要为常压装置直馏石脑油、加氢裂化重石脑油和加氢后焦化汽油，其中直馏石脑油、加氢裂化重石脑油中氮含量均不高，而加氢后焦化汽油氮含量较高。加氢精制的反应压力一般远远高于重整预加氢反应，所以若加氢焦化汽油中若带有较多的氮含量，此部分氮含量在重整预加氢反应过程中很难被脱除，会直接进入重整反应器。实际上，即便重整进料中的氮含量只有0.1μg/g，只要有足够长的时间，一样会有铵盐生成。因此，尽可能低的控制重整进料中的氮含量，可以减缓铵盐沉积。
5.5 空冷器、后冷器等设备材质升级
为提高运行周期，本装置对空冷器、后冷器等易漏设备均增加了跨线，使其泄漏时不影响装置的正常生产。同时将空冷器、后冷器等易漏设备及相关的阀门全部进行了材质升级，由原先的10#钢改为2507 双相不锈钢。
6 结语
目前脱戊烷塔系统的腐蚀、泄漏问题已得到控制、解决，装置已连续运行1年多的时间，尚未出现泄漏。在后期，还将增设脱戊烷塔顶回流罐的瓦斯气脱氯设施，进一步保证瓦斯系统不受氯盐的影响。但是，随着原油日趋劣质化，氯盐的腐蝕将会日益突出，设备腐蚀是一个复杂、长期的问题，设备防腐要从源头抓起，坚持工艺和设备防腐并举的原则。要合理选用设备材质，提高设备抗腐蚀能力，及时增加投入，做好设备材质升级。同时加强对防腐涂料及缓蚀剂的选择和优化。对易腐蚀的设备采用在线腐蚀监测技术，并开展定点定期测厚工作，以便及时、准确地了解设备腐蚀情况，做到预知性检修，保证装置的长、稳、优运行。