煉油助劑的性能和應用效果

費詠麗

煉油助劑的性能和應用效果

費詠麗

在石油煉制過程中，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、脫出原料中的非理想組分、抑制設(shè)備結(jié)垢、防止設(shè)備腐蝕等通常使用煉油助劑來達到預期目的。煉油助劑是針對煉油過程中存在的問題而使用的一類精細化工產(chǎn)品，具有針對性強、見效快、使用靈活方便的特點。目前，煉油助劑的應用相當普遍，幾乎每個煉油廠的每套生產(chǎn)裝置都不同程度的使用煉油助劑。本文介紹一下幾種常見煉油助劑的性能和使用情況。

原油破乳劑

原油中含有少量鹽類的水分，鹽類在原油加工過程中對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕和降低催化劑的活性。原油中所含的鹽類除一小部分以結(jié)晶狀態(tài)懸浮于原油中外，絕大部分溶于水中，以微小水滴狀態(tài)分散在原油中，形成了較為穩(wěn)定的油包水型的乳化液。要使鹽和水從原油中脫出，首先要進行破乳。

原油破乳劑是通過破壞原油乳化液中油與水間的液膜而打破油包水型的乳化狀態(tài)，使其在高壓電場的作用下，使微小水滴聚集成較大的水滴，從原油中分離出來。破乳劑的組成以大分子表面活性劑為主，活性基團為醇醚類。破乳過程對原油的脫鹽效果影響很大，煉油廠采用的是油溶性破乳劑。油溶性破乳劑有使用量小、破乳速度快、油水界面齊、脫出水清等特點，每克原油使用5～15μg即可以達到了脫鹽脫水的技術(shù)要求。

由于油溶性破乳劑的注入量較小，為了使油溶性破乳劑與原油充分混合，破乳劑由原油泵入口處注入，原油泵內(nèi)葉輪高速轉(zhuǎn)動，使破乳劑與原油進行充分混合后進入裝置，保證電脫鹽系統(tǒng)的正常運行，達到了脫鹽脫水的技術(shù)要求，實現(xiàn)脫后原油的鹽含量＜3mg/L、水含量＜0.3%的行業(yè)標準要求，達到了深度脫鹽，為后續(xù)加工裝置提供了良好的原料。

中和劑和緩蝕劑

常減壓裝置塔頂及其冷凝冷卻系統(tǒng)發(fā)生低溫位“HCl-H2S-H2O”的腐蝕，注入中和劑和緩蝕劑是控制腐蝕的有力措施。

中和劑是一種鏈烷醇胺和烷基胺的混合物，可把腐蝕性的酸性物HCl等中和成溶于水的鹽類，快速進入塔頂初期冷凝水，提升露點位置和pH值。通常把中和劑注到產(chǎn)生露點腐蝕的上游，在初餾塔、常壓塔、減壓塔的塔頂揮發(fā)線注入，注入量一般為塔頂餾出量的20～40μg/g。

緩蝕劑是以咪脞啉胺類為主要成分、以芳香烴為溶劑的油溶性產(chǎn)品，可在金屬表面形成了保護膜，阻止酸性物的腐蝕。緩蝕劑不易揮發(fā)，具有高沸點，自初餾塔、常壓塔、減壓塔的塔頂揮發(fā)線注入，其注入量為塔頂餾出量的10～20μg/ g。在裝置開工時，為了快速在設(shè)備表面形成穩(wěn)定的保護膜，緩蝕劑在初期（3～5天內(nèi)）可2倍注入，之后可調(diào)到正常的注入量。

中和劑和緩蝕劑的雙向功能有效的緩解了常減壓裝置塔頂及其冷凝冷卻系統(tǒng)發(fā)生低溫位的“HCl-H2SH2O”腐蝕，通過檢測各個塔頂排出水的pH值為7～8，鐵離子含量小于3μg/g，即達到煉油行業(yè)工藝防腐的技術(shù)要求。

阻垢緩蝕劑

在高壓空冷器系統(tǒng)，存在著露點及其延長區(qū)的NH4Cl-NH4HS結(jié)垢腐蝕和H2S+H2O的酸性腐蝕，由于NH4Cl-NH4HS的結(jié)晶溫度處于加氫裝置空冷器物料的進出口溫度范圍內(nèi)，隨著空冷器對油氣的降溫和油氣在空冷器中的流速降低，較易形成胺鹽結(jié)晶而結(jié)垢，形成垢下腐蝕。阻垢緩蝕劑以有機胺、醇胺為主要成分，添加了預膜劑和分散劑，具有中和酸性物質(zhì)和在設(shè)備表面形成保護膜的雙重功效，可有效防止高壓空冷器的NH4Cl-NH4HS結(jié)垢腐蝕和H2S+H2O酸性腐蝕。

先用軟化水將阻垢緩蝕劑配制成15%濃度的水溶液，用計量泵注入加氫裂化裝置高壓空冷注水泵入口管線中，隨高壓空冷注水一起注入高壓空冷系統(tǒng)。阻垢緩蝕劑按裝置加工量的50～100μg/g的加入，可以控制高分脫水中的鐵離子含量在3mg/L以下。在使用過程中，要根據(jù)高分脫水中的鐵離子含量來調(diào)整阻垢緩蝕劑的注入量，檢測高壓空冷器系統(tǒng)壓降。若系統(tǒng)壓降無變化，則表明空冷器管束內(nèi)無結(jié)垢。

焦化消泡劑

在延遲焦化裝置的焦炭塔生焦過程中，高溫裂解的油氣從焦炭中逸出形成較高的泡沫層，泡沫層中含有大量的焦粉，當焦炭塔內(nèi)焦層上升到一定高度時，泡沫層隨焦化油氣一起從焦炭塔頂大油氣管線攜帶到分餾塔，引起分餾塔結(jié)焦，進而造成分餾塔底循環(huán)泵過濾器、輻射進料過濾器、進料管線、爐管結(jié)焦，大油氣管線結(jié)焦，影響裝置的正常生產(chǎn)。因此焦炭塔內(nèi)較高泡沫層不但減少了焦炭塔內(nèi)允許生焦高度，又降低了裝置的處理能力，而且不利于裝置的安全生產(chǎn)。

為了控制焦炭塔生焦過程中泡沫層的高度，可在焦炭塔頂注入消泡劑，以提高裝置處理能力、防止焦粉進入油氣。消泡劑的主要成分是有機聚氧醚烷，使用量一般是原料量的50～100μg/g，可使泡沫層降低2～5m。目前國內(nèi)外大部分焦化裝置在不改動設(shè)備的情況下，多采用注消泡劑的方法，以降低焦炭塔生產(chǎn)中的泡沫層高度。

高效脫硫劑

在原油加工過程中，產(chǎn)出的氣體有干氣和液化氣：干氣一般作為制氫裝置的原料和部分加熱爐的燃料，液化氣作為商品出廠。干氣和液化氣中都含有H2S，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足后續(xù)裝置原料的要求，對干氣和液化氣都要進行深度脫H2S。

干氣和液化氣脫除H2S采用醇胺法，是一種典型的吸收－解吸反應過程。脫硫劑是以N-甲基二乙醇胺為主要活性組分,加入抗氧、消泡、緩蝕等添加劑。H2S在N-甲基二乙醇胺溶液中的溶解特性符合亨利定律，即：提高壓力、降低溫度有利于H2S氣體的吸收；降低壓力、提高溫度則有利于H2S氣體解吸，使N-甲基二乙醇胺溶液得到再生，實現(xiàn)脫硫劑的循環(huán)使用。在現(xiàn)場將脫硫劑配制為30%～40%濃度的水溶液，脫H2S的吸收塔溫度40℃、壓力0.85MPa；脫硫溶液再生塔溫度110℃、壓力0.08MPa、氣液比為3：1，在以上操作條件下凈化后氣體中的H2S含量小于3μg/g。

阻垢劑

煉油過程中原油都要被加熱到較高的溫度，原油中的重組分膠質(zhì)、瀝青質(zhì)發(fā)生氧化聚合反應，在設(shè)備和管線表面形成一層軟或硬的沉積垢物，煉油設(shè)備的結(jié)垢現(xiàn)象極為普遍。阻垢劑是煉油過程中常用的防止設(shè)備結(jié)垢的助劑，主要成分是烷基胺化合物，并添加了抗氧劑、阻聚劑和防腐劑等，可有效抑制油料在加熱過程中產(chǎn)生氧化聚合反應，使已生成的聚合物保持懸浮狀態(tài)而不沉積，避免結(jié)垢。

（1）減壓渣油阻垢劑

常減壓裝置中結(jié)垢最嚴重的是減壓渣油換熱器，結(jié)垢后會使換熱器的換熱效果顯著下降。減壓渣油阻垢劑可在換熱器和管線的金屬表面形成一個保護膜，減少油品中酸性物質(zhì)對金屬表面的腐蝕和對結(jié)垢的催化。

用計量泵將減壓渣油阻垢劑注入減壓渣油換熱器的入口管線，裝置開工正常后注入，第一周注入量為原油加工量的150～200μg/g，一周后注入量降至80～120μg/g。目前，使用阻垢劑的常減壓裝置原油換熱效率與開工初期的換熱效率相同，原油換后溫度保持不變，保證了裝置的生產(chǎn)正常運行。

（2）催化裂化油漿阻垢劑

催化裂化主分餾塔的塔底油漿抽出后分為兩路：一路回煉；另一路經(jīng)油漿/原料油換熱器換熱后，再進入油漿蒸汽發(fā)生器，經(jīng)換熱器后油漿大部分回分餾塔底，少量被外甩送出。催化裂化裝置中結(jié)垢最嚴重的是油漿換熱系統(tǒng)。油漿阻垢劑可在換熱器和管線的金屬表面形成保護膜，減少酸性物質(zhì)對金屬表面的腐蝕和對結(jié)垢的催化。

用計量泵將油漿阻垢劑注入在油漿泵的入口管線，裝置開工正常后注入，第一周注入量為原油加工量的100～200μg/g，一周后注入量降至80～120μg/g。目前，國內(nèi)使用油漿阻垢劑的催化裂化裝置，油漿換熱器換熱效率與開工初期的換熱效率相同，溫度保持不變，保證了裝置的滿負荷生產(chǎn)，達到了節(jié)能降耗、裝置平穩(wěn)、安全運行的目的。

可以說，每一種煉油助劑的開發(fā)和使用都是適應了當時煉油技術(shù)的發(fā)展。目前，隨著原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化、清潔燃料需求量的增加和環(huán)保法規(guī)的嚴格，對煉油工藝和石油產(chǎn)品提出了更高的要求，煉油助劑的性能也在不斷提高，產(chǎn)品實現(xiàn)了升級換代，而新開發(fā)的產(chǎn)品也逐步進入煉油行業(yè)，以滿足煉油工藝發(fā)展的要求。