污水汽提装置结垢原因分析及对策_花飞

工工工工工工工工工程程程程程程程程程应应应应应应应应应用用用用用用用用用石油化工设计PetrochemicalDesign2014，31(3)28～31污水汽提装置结垢原因分析及对策花飞，龚朝兵，魏然波，曹孙辉(中海石油炼化有限责任公司惠州炼化分公司，广东惠州516086)摘要:惠州炼化污水汽提装置首开工运行一年半后，装置出现了汽提塔重沸器、脱硫塔、脱氨塔塔盘结垢严重等生产问题，已经严重影响了装置的长周期运行。装置垢样分析显示主要是铝垢。装置结垢的主要影响因素是上游来酸性水中含有许多油泥悬浮物，这些油泥悬浮物中的铝化合物发生物理沉积后，同时在污水汽提塔的酸性、碱性条件下发生一系列化学反应，最终形成铝垢。维持全厂油泥的正常循环，提高污水汽提单元酸性水质量，延长酸性水在酸性水罐的停留时间，可以明显延缓装置的结垢。关键词:污水汽提结垢铝化合物悬浮物油泥中海油惠州炼化分公司(以下简称惠炼)含硫污水汽提装置分为加氢型和非加氢型两个系列，装置采用双塔汽提工艺，共用一套氨精制系统。Ⅰ系列公称能力150t/h，处理来自常减压装置、催化裂化装置、延迟焦化装置的酸性水;Ⅱ系列公称能力150t/h，处理来自加氢装置、硫磺回收装置、脱硫装置排放的酸性水。惠炼污水汽提装置于2009年4月下旬Ⅰ系列和Ⅱ系列污水汽提相继开车成功;装置开工后，脱硫塔、脱氨塔操作正常，两系列的净化水满足公司质量指标要求。1污水汽提装置设备结垢情况惠炼污水汽提装置运行1年半后，在生产操作方面出现了装置脱硫塔、脱氨塔重沸器供热不足，生产负荷弹性下降，脱硫塔、脱氨塔操作波动频繁等问题，间断性出现净化水质量不合格现象;虽然装置多次进行蒸塔、吹扫等手段，但吹扫后效果越来越差。2011年4月装置因无法维持运行，临时停车检修换热器。2011年10月全厂检修时，脱硫塔、脱氨塔检查发现塔内结垢严重。尤其是Ⅰ系列的塔盘板、浮阀、降液板、受液盘及塔壁全部被厚厚的结垢物包裹，最厚处达5mm以上。2污水汽提装置结垢原因分析2．1垢样分析为了分析结垢原因，对塔盘垢样和重沸器垢样进行了化验分析，其溶解物分析结果见表1。垢样中Al含量较高，是汽提塔盘结垢的主要原因。表1水汽提塔塔盘垢样分析结果%(w)分析项目FeNaCaAlMgSi含量0．60．290．89240．150．12委托GE公司进行了换热设备的垢样分析，分析结果见表2。重沸器结垢物主要是铝垢;从塔盘和换热器垢样分析看，铝化合物的存在是造成汽提装置设备结垢的主要原因，因此寻找酸性水中铝化合物的来源是解决装置结垢的主要方向。表2污水汽提塔重沸器垢样分析结果%(w)分析项目600℃灼烧减量600～800℃灼烧减量Al，Al2O3Fe，Fe2O3+Fe3O4S，S2－P，P2O5含量24．600．90702112．2酸性水中固体悬浮物的铝化合物来源2012年9月6日，将进料酸性水放置24h后的上层悬浮物进行了过滤，化验分析结果见表3，说明悬浮物中铝含量较高。分析进污水汽提单元各路水的来源，铝化合物在原油中、酸性水中、污油中基本无处不在，详见表4。收稿日期:2013－07－01。作者简介:花飞，男，1995年毕业于江苏石油化工学院精细化工专业，高级工程师，主要从事炼油技术管理工作。联系电话:0752－3685392;E－mail:huafei@cnooc．com．cn2014年第3期(第31卷)花飞等．污水汽提装置结垢原因分析及对策·29·表3装置进料水悬浮物分析结果%(w)分析项目FeNaCaAlMgSi含量8．01．010．029．00．20．5由表1～表4看出，污水汽提单元酸性水中铝化合物的来源有:正常生产下主要来源于上游常减顶酸性水、少量可能来源于焦化酸性水;异常情况下，3号污提、1号污提中污水含有大量固体悬浮物进入到酸性水中，造成污水汽提单元进料水中固体悬浮物(含铝化合物)明显增加，这在全厂检修后显得更加明显。表4全厂各典型的位置采集的固体样的分析情况样品位置分析结果流花原油中分离出的油泥样Fe:11．86%;Ca:11．33%;Al:4．76%1号污提+3号污提Fe:8．23%;Ca:0．84%;Al:0．62%常减压含盐污水－净化水换热器壳程Fe:2%;Ca:1%;Al:1．0%污水汽提单元非加氢系列进料水悬浮物物Fe:8%;Ca:10%;Al:29%污水汽提单元原料水－净化水换热器管程干基的76．4%为灰分，灰分主要为铝盐和铁盐;XＲF显示灰分主要为Al、Fe和少量的S、Si但酸性水中铝化合物来源最终源头在原油中含有的油泥;原油中的油泥较重部分可以随原油脱水和电脱盐排水外排，部分进入到常减压侧线和酸性水中;应该说明的是，比油重的油泥吸附一些沥青质或胶质后会变得比水轻而悬浮在水中，很难沉降;一般来说来源于装置酸性水中铝化合物量比较稳定。2．3