刍议炼油厂酸性水汽提脱硫装置结垢的原因获奖科研报告

刍议炼油厂酸性水汽提脱硫装置结垢的原因获奖科研报告

【摘要】通过对炼油厂酸性水汽提脱硫装置结垢原因的分析发现，出现这种问题的原因是上游装置酸性水中含有大量的的钙离子、镁离子，在酸碱度适合的条件下会通过重碳酸盐的形式存在酸性气体中，由此提升进塔酸性水的碱度和酸碱值。通过改变三级分凝器的操作条件能够有效降低装置结垢，提升净化水的合格率。

【关键词】炼油厂;酸性水;汽提脱硫装置;结垢;原因;处理

炼油厂酸性水主要来自常规减压蒸馏、催化裂化、柴油加氢、溶剂脱沥青、焦化等装置，各个装置所产生的酸性水往往会含有硫化氢、氨氮、酚等杂质，酸性水汽提是处理酸性水的重要手段。酸性水汽提装置在常减压整理装置污水并入之前生产处于正常的状态，每间隔一年到两年的时间会进行一次污垢的清理，但是在并入常规减压蒸馏装置酸性水之后，合并装置的换热器、塔盘、汽提塔底部出现了比较严重的堵塞问题，严重影响到装置的换热效率，频繁的维护管理加大了设备的运行成本，为企业发展带来了损失。为此，文章现就炼油厂酸性水汽提脱硫装置结垢原因进行分析，并根据原因来提出对应的解决对策。

一、炼油厂酸性水汽提脱硫装置结垢实验

第一，取装置垢样，按照规范的标准来对油田水结垢趋势进行预测分析。第二，对垢样进行预处理。使用氯仿对污垢样品进行萃取，萃取物和萃余物脱溶剂后进行分析，按照规范的油气产品和金属含量测定方式分析金属含量，对有机物中的硫元素含量、氮元素含量进行测试。第三，对装置上游自来水进行分析。使用专业的分析方法来分析样品的Zeta电位，应用SY-T5523-2006油气田水分析方式来对被检测的水样水质进行分析，应用常规测试分析方法测定25摄氏度污水的表面张力、酸碱值、氨氮、硫化物电导率等，之后使用规范的腐蚀实验方法测定钢片在污水中高温、低温状态下的腐蚀性。

二、炼油厂酸性水汽提脱硫装置结垢实验结果分析和讨论

（一）实验基本流程

炼油厂酸性水汽提脱硫装置的运作流程如图一所示，根据图一的信息发现，延迟焦化废水在经过一级沉降罐的过滤处理之后能够至少停留60个小时，在这个期间，一级、二级常减压蒸馏装置在内的其他装置混合水会进入到另外一个一级沉降罐中，两股水在混合之后会进入到二级沉降罐中，最周进入到汽提塔中。

（二）结垢沉积机理分析

按照结构沉积机理污垢可以被划分为颗粒类型污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢等，在石油生产加工的过程中受加工工艺选择、工艺操作条件、物质流动情况等因素的影响，炼油厂酸性水汽提脱硫装置结垢原因和组成差别比较大，现阶段仅仅能够通过对污垢样品和加工介质的对比分析来总结出设备管线出现污垢的原因。

在经过一系列的分析之后发现有机污垢构成成分比较复杂，在不同设备和管线中有机垢的形成原因存在较大的差异，是物理和化学反应综合作用的结果。盐类化合物的析出、酸性物质存储加工设备、酸性物质加工管线腐蚀是造成腐蝕性产物的重要原因。炼油厂酸性水汽提脱硫装置垢样的基本分析如表一所示。垢样萃取物中包含49.37%比例的水分，在脱出水分垢样中包含64.57%比例的无机物质量分数、64.57%比例的有机物质量分数、62.53%的三价铁离子。由此能够充分证明炼油厂酸性水汽提脱硫装置的污垢以有机污垢为主，设备的腐蚀也是造成污垢出现的重要原因。

（三）酸性水结垢的影响因素分析

第一，表面活性物。进塔酸性水的表面张力为每米28.23mN，电位为-15.1mV，结垢样本有机物的酸性数值为10.38mg/g，由此能够充分证明污水是一种乳化液，其中含有一定数量的阴离子表面活性剂物质。学者对进塔酸性水的阴离子表面活性剂物质成分开展了一系列的研究发现，这类表面活性物质可能是环烷酸、酚等物质，这些物质会降低污水的表面张力，使得原本沉降罐中的沉降无机颗粒和有机物稳定乳化，而后分散在污水中，准备进入到汽提塔中。在温度不断升高的情况下换完酸铵会被细分，环烷酸不会和水融合在一起，因而其表面的物质会不断挥发，最终使得污水的表面张力增大，分散能力、乳化吞吐能力大幅度降低，分散在其中的有机物会被析出，产生结垢。环烷酸和其他有机物中的一些轻组分会被挥发，挥发后粘稠的重组分会粘附在设备的表面上，引起结垢。第二，Zeta电位。乳状液体中的分散相液滴之间的电荷排斥力也是抑制液滴聚集合并的重要因素之一，Zeta电位是用来描述分散相液地热界面电荷的重要参数，这个参数数值和电荷层的结构存在密切的关联，能够将精准反映出分散相液滴之前电荷排斥力。在Zeta电位的设置没有超过30mV的时候，液体颗粒之间的排斥力会缩小，也不足够抵抗彼此之间的范德华引力，在颗粒凝聚在一起之后会造成乳液体系的不稳定，最终出现不同类型的结垢现象。

结束语

综上所述，炼油厂酸性水汽提脱硫装置结垢现象的出现会严重威胁到装置的安全、稳定运行，一般表现为在引入一套减压蒸馏装置之后，Zeta电位数值会减少，电性之间的排斥力会小于的液滴之间的范德华吸引力，最终加剧了乳液的不稳定。在酸性水汽提的过程中，油和含油固体的存在是形成污垢的主要原因，油会