二套常减压装置蜡油铁含量高的原因分析.doc

二套常减压装置蜡油铁含量高的原因分析 孙 艳蒋福山孟 伟 乌鲁木齐石化公司研究院新疆 乌鲁木齐 摘要通过长期监控炼油厂蜡油性质发现二套常减压装置减压蜡油中铁含量明显偏高。从高温腐蚀机理、原油性质、防腐手段和工艺操作等方面对铁含量高的原因进行了分析并提出意见和建议以减少铁离子对下游装置造成的不利影响。 关键词减压蜡油铁含量腐蚀 乌石化公司炼油厂目前有两套常减压装置一套常减压装置加工能力为250万t/a以加工中质管输高酸原油和重质原油为主二套常减压加工能力为350万t/a以加工轻质东疆混合原油和哈油为主。其中二套常减压装置生产的减压蜡油主要作为重油催化裂化的原料。为保证装置安全生产乌石化公司研究院长期坚持对炼油厂关键物料的重要指标进行监测以便及时发现问题调整工艺操作为装置安全平稳运行提供技术服务。 通过分析整理2009年研究院监控炼油厂的物料产品数据发现二套常减压装置减压蜡油中重金属铁含量明显偏高高出一套常减压装置7倍之多。重金属离子含量过高会对下游催化裂化装置催化剂造成严重影响。有研究报道表明1]：铁的化合物能严重降低催化裂化催化剂基本组分氧化铝的活性增加再生困难。随着我厂加氢裂化装置开工在即作为加氢裂化装置的原料蜡油不足的矛盾十分突出。原料油中铁离子含量控制指标为不大于2mg/L过高进入反应器后与活性较强的硫化物发生化学反应生成硫化铁在高温下造成催化剂床层结焦堵塞。国内炼油厂茂名、南炼等多套加氢裂化装置都由于原料油中铁含量高造成催化剂床层压降升高而被迫停工。因此有必要对我厂蜡油尤其是二套常减压装置蜡油性质监测情况进行分析通过对比分析查找产生问题的原因。 1两套常减压装置蜡油铁含量监测情况 表1为2009年两套常减压装置蜡油铁含量监测结果。从表1可见一常蜡油铁含量无论最高值、最低值或平均值均较低二常蜡油铁含量则明显偏高2009年平均值为一常蜡油的7倍之多。 表12009年蜡油铁含量监测结果 2蜡油中铁离子形成机理 大量研究表明蜡油中铁离子的形成除极少量是原油中固有的最主要的原因是装置高温部位腐蚀造成的。原油中含有硫和环烷酸等腐蚀性物质在常减压装置220℃以上的高温部位发生高温硫腐蚀、环烷酸腐蚀以及高温硫和环烷酸协同腐蚀腐蚀产物溶在油流中造成蜡油馏分中铁离子含量增加。其形成机理如下 在石油加工过程中原料中硫化物在高温下分解生成的H2S可分解生成元素硫硫含量越高产生的H2S越多。在240℃以上H2S和铁直接反应在金属表面形成FeS当金属表面形成大量的FeS时可以阻止H2S继续和铁反应减缓腐蚀。其反应式为2H2S→2S+2H2 S+Fe→FeS 220℃以上时环烷酸和铁也发生反应生成环烷酸铁环烷酸铁溶于油中使金属表面裸露出来从而强化了硫化物的腐蚀。尤其在高速流体存在的情况下金属表面的FeS保护膜极易被破坏形成新生裸露面继续发生腐蚀同时反应析出的H2S还会进一步发生反应造成循环腐蚀。反应过程如下 RCOOH+Fe→Fe（RCOO）2+H2 2RCOOH+FeS→Fe（RCOO）2+H2S Fe+H2S→FeS+H2 环烷酸腐蚀在225℃320℃和330℃420℃时出现两个腐蚀高峰。 3二常蜡油铁含量高的原因分析 根据蜡油中铁离子的形成机理我们认为影响蜡油馏分中铁含量的因素主要有以下几个方面①原料油性质②装置防腐技术手段③工艺操作状况。因此我们从以上几个方面分别加以探讨。 31原料油性质 31.1原料油中铁含量对蜡油馏分铁离子浓度影响分析 铁是原油中含量较高的微量重金属元素之一。炼油厂一常主要加工管输高酸原油和重质原油二常主要加工轻质东疆原油和哈油。表2为2009年两套装置加工的主要原油铁含量监测情况。 表22009年主要原油铁含量 从表2可见一常加工重质原油和管输高酸原油铁含量无论是最高值、最低值或年平均值均高于二常加工的东疆油和哈油。即便二常全年只加工哈油其中的铁含量最高值也仅为599mg/kg低于二常实际馏出蜡油中铁含量全年平均值由此可以推断二常蜡油中铁含量高不是原油中的铁造成的。 31.2原料油中腐蚀性物质含量对蜡油馏分铁离子浓度影响分析 原油中含有硫和环烷酸等物质是造成高温部位腐蚀、铁离子浓度增加的主要介质。图1是2009年炼油厂两套常减压装置加工的主要原油硫含量和酸值变化趋势。 从图1可见一常加工的重质原油硫含量高平均在204wt%,管输原油酸值高平均在131mgKOH/g,一常加工的混合原油属高酸高硫原油。二常加工的东疆原油和哈油硫含量分别为008wt%,0.46wt%,酸值分别为016mgKOH/g、01mgKOH/g,均不高哈油硫含量稍高。二常加工的混合原油属低酸低硫原油。从腐蚀性介质含量来看一常需要对抗高酸高硫物质对装置的腐蚀破坏而二常更重点关注高温硫的腐蚀。二常蜡油馏分中铁含量增加说明高温部位腐蚀加剧。 图12009