催化重整装置

催化重整装置

催化重整装置是用直馏汽油或二次加工汽油为原料，在催化剂的作用下，经过脱氢环化、加氢裂化和异构化等反应，使烃类分子重排成新的分子结构，以生产C6-C9芳烃产品或高辛烷值汽油为主要目的。并利用重整副产品氢气供二次加工的热裂化、延迟焦化的产品油加氢精制。

催化重整装置由四部分组成：原料预处理、重整、芳烃抽提和芳烃精馏。

5.1催化重整装置的腐蚀类型

5.1.1高温氢腐蚀

催化重整的目的是生产C6-C9芳烃产品或高辛烷值汽油，在催化重整过程中，其中六元环烃进行脱氢反应，五元环烃进行异构化脱氢反应，烷烃环化反应都会产生氢气。反应过程都是在临氢高温和一定压力下进行，所以临氢设备和管线都可能产生氢损伤。氢损伤包括如下几种：氢鼓泡、氢脆、表面脱碳和氢腐蚀（内部脱碳）。催化重整反应是在催化剂、压力 1.4-1.8MPa、温度480-510℃、氢油比400-600Nm3/m3（一段）和1000-1200Nm3/m3（二段）条件下进行的，所以临氢设备和管线会产生氢损伤，主要以表面脱碳和氢腐蚀为主。

表面脱碳是指钢材与高温氢接触后，高温氢能够和钢材表面的碳发生反应，从而使钢材表面的碳含量下降。表面脱碳不形成裂纹，强度及硬度略有下降，而延伸率增高。

氢腐蚀（内部脱碳）是指高温高压下的氢渗入钢材之后，和不稳定碳化物形成甲烷。钢中甲烷不易逸出，致使钢材产生裂纹及鼓泡，并使强度和韧性急剧下降，其腐蚀反应是不可逆的，使材料永久性脆化。

另外，钢材在氢和烃的混合气体中也可能发生渗碳腐蚀，渗碳腐蚀比脱碳腐蚀危害性小得多。

5.1.2高温H2+H2S型腐蚀

为了保护催化重整催化剂，重整原料油一般进行加氢预处理以脱出原料中的硫等杂质，预加氢是在催化剂的作用下，压力1.5-1.8MPa,温度280-360℃，氢油比70-150Nm3/m3的加氢精制操作。在此操作过程中，原料中90%以上的有机硫转化为硫化氢，在氢的促进下，硫化氢加速对设备腐蚀，腐蚀产物也不能象无氢环境下那样致密，具有一定的保护性，其原因是原子氢不断侵入腐蚀层，造成其疏松而多孔，从而失去保护性。

5.1.3 H2S-HCl-H2O型腐蚀

预处理：预处理过程中的预分馏部分只要原料合格，H2S-HCl-H2O型腐蚀不明显。原料中的硫、氮、氧、氯等化合物，在预加氢时生成H2S、HCl、H2O和NH3等，一般情况下，原料中氯含量很少，易为氨所中和，所以腐蚀以H2S-H2O为主，但是某些厂1984年以来发现原料中氯含量增加，多以有机氯为主，预加氢时造成HCl过量，这样便在预加氢低温部位形成H2S-HCl-H2O型腐蚀环境。

重整：重整催化剂的酸性功能靠卤素提供，一般都采用氯。催化剂的氯含量过低直接影响活性，过高会使液体产品减少，芳烃产率下降。重整原料中的水和含氧化合物加氢所生成的水，不仅会冲掉催化剂上的氯，降低催化剂的活性，而且会生成HCl，在某些低温部位形成HCl-H2O型腐蚀环境。另外，催化剂烧焦后，使用氯更新时，过多的氯也会形成同样的腐蚀环境。

5.1.4 有机酸的腐蚀

溶剂抽提所用的溶剂三乙二醇醚或二乙二醇醚本身对设备无腐蚀，但与系统中存在的少量空气接触，会逐渐氧化变质，生成醛、酮或酸等有机含氧化合物。溶剂经长期运转，在温度较高和酸性条件下，氧化速度会加快。生成的有机酸造成设备腐蚀和堵塞筛孔。腐蚀的部位是汽提水与溶剂换热器、汽提塔底重沸器、减压塔进料加热器等。

5.2 工艺设备防护措施

5.2.1 工艺防腐措施

抽提的溶剂在长时间运行过程中，会生成有机酸和粘稠的大分子叠合物，使贫溶剂呈酸性，pH值可能降至4.5左右，加剧了有机酸的腐蚀，应在循环水中加入有机胺（单乙醇胺），中和生成的有机酸，控制溶剂的pH值在7-9为佳。

在装置的低温部位，湿物料中所含的氯化氢可能导致塔盘、管线、冷凝器的严重腐蚀，关于此方面的腐蚀防护可以参考常减压装置中该腐蚀的防护策略；另外一定做好各方面的日常分析工

作，因为在原料合格的情况下，该种腐蚀在本装置并不严重。

开停工保护：装置停工烧硫再生期间，重整高压分离器应注意脱水，并注意测试凝结水的pH值，避免系统中二氧化硫溶解凝结水生成亚硫酸腐蚀设备；为了避免高温临氢部位的低温氢脆问题，在开停工过程中，注意临氢设备、管线等先升温、后升压，先降压、后降温的原则；系统降压后，在温度冷却到金属表面的露点之前，应使用含有5000ppm氨的惰性气体吹扫；停工期间，不开口检验的不锈钢设备应冲氨气-惰性气体加以保护；凡决定检验的奥氏体不锈钢设备，清扫和检查前，应使用浓度1.5-2.0%的碳酸钠或氢氧化钠溶液冲洗设备内表面；碱洗之后，还应该使用清水冲洗，防止开工时产生开裂现象，在碳酸钠或氢氧化钠溶液中加入0.5%的硝酸钠，可以减少奥氏体不锈钢发生氯化物应力腐蚀开裂的可能。

溶剂保护：为防止溶剂在溶剂再生塔（减压塔）底停留时间过长，在较高的温度下腐蚀堵塞设备和管道，溶剂再生塔（减压塔）底应维持较大的循环量，并及时把老化的溶剂排出装置；控制溶剂再生塔（减压塔）底温度在150-155℃范围内，预防温度过高造成溶剂分解；汽提塔的汽提水应使用软化水，防止塔盘、换热器结垢和腐蚀；装置停工期间再生后的溶剂应该使用氮气保护，避免溶剂和空气接触发生氧化反应生成有机酸，从而造成有机酸的腐蚀。

5.2.2 设备防腐措施

为防止和减少设备发生晶间腐蚀，设计选材应使用稳定型不锈钢。

对预加氢、重整生成物的空冷器，如果使用U形管束，在U 形管外侧由于涡流影响，其外侧冲蚀减薄，造成壁厚不均，所以不应该采用U形管结构，推荐使用管箱式结构。

在高温临氢的重整装置中，应避免铬钼钢基材使用奥氏体不锈钢焊条焊接，使用高铬镍奥氏体焊条焊接碳钢-铬钼钢时，或者异种钢材焊接时，焊接接头不应该超过表7的规定。如果使用温度超过表7的规定温度时，则不能使用奥氏体焊条，选用珠光体焊条时，应遵循焊前预热，焊后热处理的规定。

对于所用焊接件，最好进行消除应力热处理，使焊缝以及其热影响区的硬度小于相应的规定值。

表7 焊接接头允许的最高工作温度

5Cr%

被焊接金属碳素钢1Cr%钢3Cr%钢

钢

焊接接头允许

340 425 550 600

工作

温度，℃