原油常压蒸馏塔顶部系统工艺防腐流程技术探讨.docxVIP

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原油常压蒸馏塔顶部系统工艺防腐流程技术探讨

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摘要：常压蒸馏塔顶部系统的流程设置、设备使用和控制方案选择既关系到常压塔顶部低温余热的回收，又与塔顶设备和工艺管道的防腐密切相关，严重影响常减压蒸馏装置的产品质量、生产运行周期和装置的平稳操作。近些年来，国内对常压塔顶部系统的研究主要集中在常压塔塔顶腐蚀问题上，而对该问题研究的重点也仅限于腐蚀机理、注剂及设备材质的选择，较少出现从工艺流程优化角度减缓塔顶系统腐蚀的方案。

关键词：原油常压蒸馏塔顶部系统工艺防腐流程技术探讨

1空气冷却器入口管嘴增设注水点

常压塔顶部冷凝冷却系统采用两段冷凝流程后，将常压塔塔顶馏出线上的“三注”防腐措施移至常压塔塔顶回流罐之后的冷凝冷却设备入口管道上，以避免常压塔塔顶回流携带铵（胺）盐引起常压塔上部及常一线汽提塔结垢，减轻腐蚀。同时，通过对操作条件的控制，使第一段冷凝冷却系统设备内不产生游离水，将常压塔塔顶油气中可能出现的水蒸气露点转移到第二段冷凝冷却系统中，从而避免了第一段冷凝冷却系统管线及设备的腐蚀。常压塔顶部油气冷凝冷却系统通常采用注水的方式来消除水蒸气的露点。当第二段冷凝系统采用空气冷却器（空冷器），尤其是多台空冷器并联操作时，即使空冷器入口管线完全对称布置，也常会因翅片管的变形、风机转速的不一致和个别换热管堵塞等原因造成空冷器内流体偏流。如果仅在空冷器入口总管设置注水点，则随着流体偏流，难以保证每一台空冷器管束内水蒸气露点的消除。因此，通过改进注水方式，在每片空冷器管束的进口管嘴增加注水点，各自独立设置，不仅能够确保各支路注水量充足、均匀，还可以对空冷器管束内的污垢物进行冲洗，减少堵塞，防止偏流，有效避免露点腐蚀的发生。

2增设二段冷凝油气换热器

常压塔塔顶部油气两段冷凝流程的第二段采用空冷器和水冷却器，其入口温度大约在１００℃左右，仍有较多的低温热量未回收。尽管不回收这部分热量对装置换热终温影响并不明显，但若增加一组换热器，回收这部分低温热的同时，有效避免换热设备内流体流动的偏流，也有利于消除露点。换热器可以采用抗Ｈ２Ｏ－Ｈ２Ｓ－Ｃｌ－腐蚀的材质。增加一组换热设备，空冷器所需的传热面积会相应减少，装置的投资变化不大。

3塔顶回流罐可能析出游离水的处理

采用两段冷凝，在正常操作条件下，常压塔塔顶回流罐内没有水析出，但装置在生产运行过程中的操作调整、操作参数的波动，特别是在装置开工试运阶段，难以完全避免在回流罐中产生游离水，这些游离水的存在会对设备及相应管道造成腐蚀。因此，需及时对这部分游离水进行处理。

3.1回流罐不设置分水包流程

回流罐不设置分水包，生产过程波动产生的游离水将无法以水相的形式存在于回流罐内，从而避免酸性水的积聚。产生的游离水与常压塔塔顶回流罐油相产品一同由常压塔塔顶回流泵抽出，一部分返回常压塔顶部，另一部分与未冷凝的气相一起经常压塔塔顶空冷器、后冷却器冷却后进入常压塔塔顶产品罐，游离水经常压塔顶顶产品罐的分水包排出系统。

3.2回流罐设置分水包流程

回流罐底部设置分水包有两种排出游离水的方法：一种方法是通过回流罐底部的分水包将产生的游离水分离出来，分水包底部接一小直径管道直接引入产品罐内，该管道可以间断（当检测到有游离水出现时）排放，也可以连续排放，以保证回流罐分水包内没有酸性水的积存，；另一种方法是设置两台泵（一用一备），从小分水包底部引出液体（可能含有游离水），液体输送到二级冷凝设备入口管道，回流罐液位通过控制此股液体的流率进行调整，常压塔塔顶回流泵仅用来输送塔顶回流以控制塔顶温度。

4回流罐的操作温度

常压塔塔顶产品（石脑油）的质量控制有两种方式。一种是常规的控制常压塔塔顶操作温度。此方案的回流罐温度不需要刻意控制，常压塔塔顶油气换热后的温度（塔顶回流罐的操作温度）以油气中的水蒸气不在这一系统内冷凝为宜。

另一种是严格控制回流罐的操作温度，而对常压塔塔顶操作温度不作控制。这种控制方案，在控制常压塔塔顶产品（石脑油）质量的同时，能够较好地满足常压塔塔顶油气换热器中不发生水蒸气冷凝的要求。常压塔塔顶油气换热器需要具有良好的换热能力调节作用。

以国内某炼化企业加工能力为１０．０Ｍｔ／ａ的常减压蒸馏装置为例，两种控制方案的相关操作条件见表１。由表１可以看出，在常压塔塔顶油流量不变的前提下，采用控制回流罐操作温度的流程，常压塔塔顶油终馏点略低于控制常压塔塔顶温度的流程，说明分离精度有所改善。尽管水蒸气的露点温度提高了１℃，但常压塔塔顶温度提高了６℃，塔顶回流温度提高了１９℃，说明控制回流罐操作温度流程的第一段冷凝过程出现游离水的可能性进一步降低。

常压塔塔顶油流量（收率）、塔顶油终馏点（品质）、塔顶温度以及塔顶油气的水蒸气露点温度随常压塔塔顶回流罐温度的变化。改变回流罐操作温度，塔顶油的流量和终馏点会相应发