柴油加氢改质异构降凝装置反应流出物系统注水措施与防腐研究

柴油加氢改质异构降凝装置反应流出物系统注水措施与防腐研究
摘要：随着我国现代工业的高速发展，人们对柴油的需求量不断增多。

为了
生产出高质量柴油，可以通过加氢改质异构降凝技术对柴油进行处理。

装置在加
氢异构降凝过程中面临着管道腐蚀等问题，本文阐述了柴油加氢改质异构降凝装
置基本原理，重点分析了该装置反应流出物系统注水措施以及防腐的研究。

关键词：加氢装置；注水系统；防腐蚀
引言：目前，我国面临着能源短缺、环境污染等一些列严肃问题，但是对于
柴油产业的需求量有增无减，因此，对于柴油的生产装置要求越来越高。

为了保
证柴油生产装置能够长周期进行安全、平稳、高质量的生产，提高柴油质量和生
产效率，对柴油加氢改质异构降凝装置反应流出物进行注水防腐是必要举措。

1.柴油加氢改质异构降凝装置基本原理
在柴油加氢改质异构降凝额装置中，主要涉及了脱硫反应包括脱硫反应过程、脱氮反应过程、烃类加氢反应过程、含氧化合物氢解反应过程和脱金属反应过程
等化学反应过程。

除此之外，降凝反应和改质反应也是该装置的重要反应过程。

降凝反应是采取临氢降凝，是典型的催化裂化反应过程，裂解反应是在质子酸中
心上进行，以沸石为主体的催化剂进行临氢降凝，其化学反应机理过程与催化裂
化有异曲同工之处。

受到沸石特殊孔道的限制，只允许分子直径小的高凝点组分
选择性的裂解成小分子，从而降低柴油的凝固点，然后剩余的大分子才能进入沸
石的孔道中裂化。

柴油加氢改质异构降凝额装置的反应物流出系统主要由换热系统、冷高压分离器、反应器、分馏塔等部分组成，这些装置组成部分较为复杂且
精细，容易受到物质的腐蚀。

反应流出物系统中腐蚀因素的主要来源于高温部分
的腐蚀、低温部位的腐蚀及换热部位的腐蚀这三种[1]。

2.加氢改质异构降凝装置防腐注水措施
2.1装置反应流出物系统防腐措施
柴油的加氢装置腐蚀问题日益严重，大量的腐蚀沉积物导致加氢装置中催化
剂层压差上升，管道堵塞。

在装置作用时，对装置中的管线腐蚀情况更为严重，
可能造成穿孔，直接威胁到生产安全。

为了保障柴油加氢改质异构降凝装置在长
时间内安全运行需要做好防腐措施。

首先，在生产中造成装置腐蚀的原因有两点：第一，加氢脱硫；第二，含氧化物加氢脱氧。

含氧化物的主要是环烷酸和酚类，
这些氧化物最终转化为水和烃。

当反应物中有水、硫化氢，加上柴油中的氯离子，一起构成了腐蚀的介质。

通常来说，水溶液中不含有氯离子时，含有氢离子、硫、氢化钾、硫化氢等元素对金属的腐蚀是氢去极化的反应过程。

阴极反应生成硫化
亚铁保护膜，在装置pH值低时，发生反应硫化亚铁保护膜就会发生破坏，随之
生成的氯化亚铁溶于水被溶液带走。

装置中失去硫化亚铁保护膜的金属可能会被
硫化氢二次腐蚀，再次反应分解直至失去其保护作用。

如此恶性循环，加快了柴
油加氢改质异构降凝装置的腐蚀与破坏。

对于装置的防腐可以通过注水、注氨、
注缓蚀剂等措施进行保护。

注水是为了溶解在生产过程中产生的沉淀物，预防装
置管道堵塞、发生垢下腐蚀。

注氨是为了中和硫化氢，调节pH值以减轻腐蚀，
防止产生沉淀物造成更严重的腐蚀。

注缓蚀剂是为了在装置管道中金属表面形成
保护膜，避免具有腐蚀性的物质与金属表面直接接触。

2.2装置反应流出物系统注水措施
随着清洁燃料生产技术的高速发展，柴油加氢改质异构降凝技术已经成为柴
油炼油行业的主要技术支撑。

因此，加氢装置是我国现代柴油炼油的必备装置，
整个装置又分为很多个系统，反应流出物注水系统是非常重要的辅助系统，其作
用是保证加氢装置良好运行的关键。

进行注水措施的目的是溶解柴油在加氢过程
中反应形成的铵盐和部分硫化氢，防止铵盐在某一特定环境中结晶沉积，造成管
道堵塞等一系列问题。

在柴油加氢改质异构降凝装置的防腐措施中,主要是通过
控制介质腐蚀因子和注水操作。

实践证明,注水可以有效地防止沉积物堵塞装置
管道，降低反应流出物的浓度。

在具体操作上,有很多的实践经验可供参考,主要
集中在注水水质要求、注水用量大小、注水方式、注水点等方面。

第一，注水系
统水质要求。

在目前的柴油炼油工业中，装置反应流出物系统注水所采用的水主
要有除氧水、除盐水、蒸汽凝结水、净化的酸性水等。

为防止在水中产生氧化生成硫，引起管道堵塞、腐蚀，对于反应物流出系统的注水水质需要对水中含氧量指标进行严格把控。

另外，注意水的pH值。

在酸性环境中，装置管道会随着pH值的减小而加剧腐蚀。

最后防止水中铁离子含量超标，避免生成难以溶解的硫化亚铁；第二，注水系统注水用量。

在加氢装置中，注水用量的多少决定了注水措施效果的好坏。

注水过量会使反应流出物系统温度降低，影响到换热器等其他环节的换热效果，并加大了装置运行的负荷，反之注水量过小，会使装置管道中的沉积物不能充分溶解，长时间积累会形成垢上腐蚀。

通过计算得出适合相应装置的注水量，然后确保注水点有足够的水存在，通常情况下注水点余水量应大于25%，防止在常温情况下注水流经温度高的管道中产生汽化；第三，注水系统注水方式。

装置反应流出物系统的注水方式一般分为连续注水和间歇注水。

连续注水适用于装置对操作条件要求高的情况，在此类加氢装置中，生产过程产生的铵盐量比较大，在反应流出物经过高压换热器和高压空冷器等部分时，温度达到某一点会析出结晶，然后堵塞装置管道并腐蚀，从而进一步影响整体加氢装置的运行。

对于除上述装置以外的加氢装置来说，可以采用间歇注水方式。

相较于连续注水方式，间歇注水可以减少酸性水的生成，并且有利于节能省水，降低柴油的生产成本；第四，注水系统注水点选择。

柴油不同的加氢装置，注水点的设置存在差异。

对于采用冷高分流程的加氢装置，反应流出物一般是通过换热器换热，然后进入高压空冷器冷却进入冷高分，在这种装置中注水点设置在高压空冷器上游管道即可。

对于采用热高分流程的加氢装置，反应流出物一般是进行换热后依次进入热高分、热低分，然后分别经过空冷器进入冷高分、冷低分，在这种装置中注水点设置在热高分空冷器上游和热低分空冷器上游[2]。

结论：综上所述，在柴油加氢改质异构降凝装置设计中，对反应流出物系统注水必须给予高度重视，做好柴油加氢装置的防腐工作。

通过了解加氢装置的基本运行结构和原理，分析装置腐蚀原因，然后就开展相应的防腐措施。

针对装置反应流出物系统，利用管道注水措施能够有效解决柴油加氢装置的沉积物腐蚀问题。

参考文献：
[1]王涛,曹均丰,张妮娜.FC-20异构降凝催化剂在柴油加氢改质装置应用总结[J].炼油技术与工程,2020.
[2]张学辉,郝文月,王凤来.FHIDW柴油加氢改质降凝技术工业应用及经济效益分析[J].当代石油石化,2020.。