连续重整装置的腐蚀与防护

第十四章 连续重整装置的腐蚀与防护

第一节 连续重整装置的工艺流程与易腐蚀部位

1.1 连续重整工艺流程

连续重整是以C6-C11石脑油馏分为原料，在一定的操作条件和催化剂的作用下，烃分子发生重新排列，使环烷烃和烷烃转化成芳烃或异构烷烃，同时产生氢气的过程。

云南石化连续重整装置以生产高辛烷值汽油为目的，其工艺流程主要包括原料预处理、重整反应、芳烃分离部分（包含二甲苯分离、苯抽提和C6加氢等几个部分）和催化剂再生部分四部分。

原料预处理部分。原料的预处理包括预分馏、预脱砷、预加氢和脱水脱硫四部分。预分馏就是根据目的产品的生产要求对原料进行精馏以切取适当的馏分。预脱砷即通过吸附、加氢、化学氧化等方法脱除原料中的绝大部分砷，延缓催化剂的中毒失活。预加氢就是通过加氢脱除原料中的硫、氮、氧等杂质和砷、铅等重金属，并同时使烯烃变为饱和烃。石脑油加氢单元采用抚顺石油化工研究院（FRIPP)的石脑油加氢专利技术，使用FH-40C型加氢精制催化剂。脱硫脱水即通过汽提或者蒸馏等方式脱除原料中溶解的H2S和H2O等杂质。

重整反应部分。脱硫后的石脑油在原料－流出物换热器中换热后进入加热炉，在一系列反应器和加热炉中加热到455-540℃。在反应器中，碳氢化合物和氢通过R234催化剂（为铂－锡基）生成重排的分子，主要是有一些异链烷烃的芳香族。反应器流出物通过换热器冷却，然后进入分离容器。来自分离器的气体循环进入反应器，液体进入分馏塔。

与加氢工艺不同，重整反应是烃脱氢过程，分离出的气体含有85-95v%的氢气，经循环压缩机增压后大部分作为循环氢使用，少部分去预处理部分。分离出的重整生成油进入稳定塔，塔顶出少量裂化气和液化石油气，塔底出高辛烷值汽油。为了保持催化剂的活性需注入氯，最后形成的HCl在循环氢中对下游系统造成危害。在连续重整的催化剂烧焦过程形成盐酸腐蚀。

芳烃分离部分。重整产物中的芳香烃和其它烃类的沸点很接近，难以用精馏分方法分离，一般采用溶剂抽提的办法从重整产物中分离出芳香烃。溶剂是芳香烃抽提的关键因素，（常用的溶剂有二乙二醇醚、三乙二醇醚、四乙二醇醚、二甲基亚砜和环丁砜等）,云南石化采用GTC公司开发的GT-BTX抽提蒸馏工艺技术生产苯和抽余油，采用的该技术专利溶剂Techtiv-100,主要成分是环丁砜。重整产物的芳烃抽提包括溶剂抽提、提取物汽提和溶剂回收三部分。芳烃精馏分离是将混合抽提出的混合芳烃通过精馏分离成单体芳香烃。

催化剂再生部分。催化剂的连续再生是连续重整的主要特点之一，部分结焦的催化剂从反应器底部连续排出，通过在线烧焦、氯化、干燥、还原等过程将经过重整反应后结焦积炭、活性降低的催化剂重新恢复活性，实现催化剂不停工再生，从而可使重整反应部分可以在更高的苛刻度下操作。 1.2 装置主要腐蚀介质

原料预处理部分原料经过加氢脱硫，产生大量H2S，脱氮反应使得系统中生产NH3，加氢反应也生成H2O，重整反应注氯形成的HCl，都是装置的腐蚀介质。抽提装置中的环丁砜溶剂分解生成有机酸对钢材造成化学腐蚀。 1.3 装置主要腐蚀机理

原料预处理部分及重整反应生成的H2S、NH3、H2O及HCl反应腐蚀，芳烃抽提中抽提用溶剂降解生成有机酸或无机酸，造成碳钢腐蚀 。

预处理部分产生的H2S在干燥情况下不产生腐蚀，在有H2O的情况下产生H2S+H2O腐蚀。重整反应是一个高温临氢环境会发生一些氢腐蚀，反应过程中加入有机氯化物产生HCl，若有水生成则会造成盐酸腐蚀。

腐蚀反应如下：

Fe+2HCl→FeCl2+H2 Fe+H2S→FeS+H2 Fe+2HCl→FeCl2+H2S

芳烃抽提装置环丁砜氧化分解会产生SO2，当系统中存在溶解氧时，其氧化生成的SO3，其反应式可以表示如下：

SO3+H2O=H2SO4 Fe+H2SO4=FeSO4+H2

2-+

环丁砜降解物呈酸性，有S离子生成，和酸性H生成H2S，在水存在的情况生成H2S+H2O电化学腐蚀环境条件，即与铁基金属管才发生电化学腐蚀，其反应机理过程如下：

硫化氢水溶剂是弱酸，在水溶液中按下式分步离解：

+-+2-

H2S=H+HS=2H+S

+-2-在硫化氢溶液中，含有H、HS、S和H2S分子他们对钢制管道的腐蚀是氢去极化过程，

反应式如下：

-2+

阳极反应Fe-2e→Fe

+-阴极反应2H+2e→[H]+[H]→H2↑

2+

Fe和溶液中的H2S反应： 2++xFe+yH2S→FexSy+2yH 1.4 连续重整的易腐蚀部位

催化重整装置的易腐蚀部位主要包括：预处理部分的预分馏塔塔顶系统、预部位加氢进料及反应产物馏出系统；重整部分重整塔塔顶及反应产物后冷系统；抽提部分汽提塔、再生塔、回收塔、塔底重沸器等；临氢设备管线；加热炉等。图14-1为预处理和反应部分易腐蚀部位工艺流程示意图，图14-2为抽提部分易腐蚀工艺流程示意图。表14-1列出了催化重整装置易腐蚀部位的腐蚀机理、腐蚀类型。

D-0101石脑油加氢进料缓冲罐F-0101石脑油加氢进料加热炉R-0103石脑油加氢保护器R-0101石脑油加氢反应器R-0102石脑油加氢氯处理器A-0101A-H石脑油加氢产物空冷器D-0103产物气液分离罐D-0104循环氢压缩机入口分液罐补充氢自CCR来燃料气至放空总管A-0101A-HDN80D-0101F-0101D-0104D-0103MDN80P-0101A/B含油污水DN250石脑油自罐区来DN250石脑油自轻烃回收装置来DN150加裂重石自罐区来DN150加裂重石自加裂装置来DN150石脑油自加氢改质装置来P-0101A/B石脑油加氢进料泵E-0101A-H石脑油加氢混合进料换热器 P-0102A/B水洗水注入泵D-0102石脑油加氢注水罐D-0102E-0101A-HR-0103燃料气氮气至放空总管DN80DN80R-0101R-0102DN80K-0101A/B含硫燃料气至轻烃回收反应产物至汽提塔酸性水至酸性水汽提装置除盐水自管网来 P-0102A/BK-0101A/B循环氢压缩机

预处理和反应部分易腐蚀部位工艺流程图

T-0605P-0601A/BEDC进料罐EDC进料泵E-0610A-0601抽提液预热贫溶剂空冷器器C-0601A-0602M-0601P-0602A/BD-0602抽提蒸馏塔EDC塔顶空冷静态混合器EDC回流泵EDC塔顶回流器罐C-0602A-0603A-DE-0606D-0603EJ-0601E-0616P-0608E-0617C-0606A-0604A/B溶剂回收塔SRC塔顶空冷SRC塔顶冷却SRC塔顶回流开车抽空气干式机械真干式机械真真空泵出口苯塔苯塔空冷器空泵水冷却空泵水冷却器器器罐D-0606P-0610A/B苯塔回流罐苯塔回流泵A-0604A/BA-0602M-0601E-0606P-0608E-0617EJ-0601LSN低压氮气A-0601C-060119C-06024550E-061055P-0602A/B123P-0605A/BP-0603A/BC-0606D-0603E-0616至污油总管14562036E-0613D-0602A-0603A-D至火炬NND-0606P-0610A/B拔顶苯至EDC进料76抽余油至异构化E-0604171.6MPa MSP-0606A/BE-0605E-0605SRC重沸器MC1.6MPa MS苯产品P-0611A/B4957E-0614LSLCT-0605E-0601自C6加氢来P-0601A/BP-0604A/BE-0602C-0603C-0603溶剂再生塔P-0607A/B1.6MPa MSE-0608P-0612A/B苯塔塔底产品至汽油调和D-0605P-0612A/B苯塔底泵C-0604E-0609P-0609A/BE-0601EDC进料预热器P-0604E-0602E-0604EDC塔底泵EDC蒸汽重沸抽余油冷却器器P-0603A/BEDC水泵P-0607A/BSRC塔底泵P-0605A/BSRC回流泵E-0608E-0609溶剂再生塔蒸汽发生器重沸器C-0604水汽提塔P-0606A/BSRC水泵P-0609A/BD-0605水缓冲罐泵工艺水收集罐E-0614E-0613苯塔底再沸苯产品冷却器器P-0611A/B苯产品泵 抽提部分易腐蚀部位工艺流程图 1.4.1 预加氢反应 预加氢反应是

催化重整装置易腐蚀部位、腐蚀机理和腐蚀类型 部位编号 描述 1 材质 腐蚀形态 NH3+HCl+H2S+H2O腐蚀，均匀减薄腐蚀 NH3+HCl+H2S+H2O腐蚀，点蚀 NH3+HCl+H2S+H2O腐蚀，应力腐蚀开 裂/点蚀 NH3+HCl+H2S+H2O腐蚀，均匀减薄腐 蚀 NH3+HCl+H2S+H2O腐蚀，点蚀 NH3+HCl+H2S+H2O腐蚀，应力腐蚀开 裂/点蚀 高温硫化、氧化 高温H2+H2S均匀减薄腐蚀 高温氧化、碳化、脱碳、金属粉化 高温H2腐蚀脱碳、氢腐蚀预分馏塔塔顶及冷凝 碳钢 冷却系统 0Cr13Al（0Cr13） 304 等奥氏体不锈钢 2 进料/反应产物换热 碳钢 器，反应产物馏出系 统的空冷器、后冷器、 0Cr13Al（0Cr13） 管线、油气分离罐等 304 等奥氏体不锈钢 3 4 5 6 预加氢加热炉 预加氢反应器 重整加热炉 合金钢 碳钢、合金钢、不锈钢 合金钢 重整反应器内壁、临 碳钢、合金钢、不锈钢 氢的设备管线 7 重整产物冷凝冷却碳钢 器、脱戊烷塔顶冷凝 系统 0Cr13Al（0Cr13） 304 等奥氏体不锈钢 8 芳烃抽提部分汽提塔 碳钢、合金钢、不锈钢 中上部及塔顶系统（冷换、回流罐、管 线等） 芳烃抽提部分回收塔 碳钢、合金钢、不锈钢 中上部及塔顶系统（冷换、回流罐、管 线等） 芳烃抽提部分再生塔 碳钢、合金钢、不锈钢 塔壁 芳烃抽提部分汽提碳钢、合金钢、不锈钢 塔、回收塔、再生塔 的塔底重沸器 破裂 HCl+H2O腐蚀，均匀减薄腐蚀 HCl+H2O腐蚀，点蚀 HCl+H2O腐蚀，应力腐蚀开裂点蚀 抽提用溶剂降解生成有机酸或无机酸， 造成碳钢均匀腐蚀 抽提用溶剂降解生成有机酸或无机酸， 造成碳钢均匀腐蚀 抽提用溶剂降解生成有机酸或无机酸， 造成碳钢均匀腐蚀 抽提用溶剂降解生成有机酸或无机酸， 造成碳钢均匀腐蚀 9 10 11 第二节 防腐对策

2.1 选材

氯化物是催化重整装置的主要问题之一。在预加氢部分，由于重整原料中含有一定量的硫、氮、氧、氯等化合物，在预加氢过程中会与氢反应生成H2S、NH3、H2O、HCl等，形成低温H2S+HCl+H2O腐蚀环境。尤其是近年来油田为了提高原油采收率而使用含有有机氯的注剂，造成原油中的有机氯化物含量的增加，而有机氯在电脱盐过程中无法脱除，这部分氯被带到下游装置的原料中（如重整原料），在高温下分解或与氢反应生成HCL，造成腐蚀加剧。预加氢系统塔体材质可使用碳钢或碳钢+0Cr13A1，塔内构件可以选用碳钢或0Cr13.冷换设备和管线可以采用Ni-P镀、双相钢、涂料等方法防腐，慎用敏化型不锈钢材质。

重整部分因为反应催化剂需要通过有机氯活化，有机氯在反应器中会生产HCL，部分进入气相随H2循环，部分随反应产物进入脱戊烷稳定塔。虽然干态的HCL对设备和管线没有腐蚀，但有水存在时会发生强烈的腐蚀。因此在重整反应产物后冷却系统、脱戊烷稳定塔塔顶系统、轻油管线等部位会存在比较严重的HCL+H2O腐蚀。重整部分设备管线气体干燥可以使用碳钢或低合金钢。对于脱戊烷稳定塔塔顶系统，采用碳钢基本可以满足要求，如果腐蚀严重，可以采用注氨和碱洗的措施来控制。重整反应产物后冷却器如果腐蚀严重可以采用含Mo的316L或317L，有企业采用304不锈钢发生严重的点蚀。

催化重整高温临氢设备的选材应符合API941标准，应该根据操作工况，针对氢损伤问题，将操作时的最高工作温度及最高氢分压分别提高28℃和0.35MPa后按Nelson曲线进行选材。临氢管线多选用1.25Cr-0.5Mo。当选择加热炉管时，例如，根据金属温度选择抗氢钢，通常要比工艺温度高55℃。对于预加氢部分要考虑H2S的影响，选材还应满足Copper曲线。预加氢加热炉炉管通常采用Cr5Mo材质，反应器筒体早起采用20g或16MnR钢内衬隔热衬里，现采用2.25Gr-1Mo材料。

在重整部分，因为介质中H2S很少，因此加热炉炉管有金属粉化或碳化的可能。在温度625-675℃的连续重整装置中曾发生过2.25Cr-1Mo加热炉炉管的粉化。在稍微高一点的温度下，发生过9Cr-1Mo加热炉管的碳化。因此，2.25Cr-1Mo和9Cr-1Mo的使用温度分别在607℃和635℃。

重整反应器目前多采用热壁反应器，由于反应温度在 540℃，筒体通常采用 抗高温氢腐蚀的铬钼钢。当温度超过 500℃时，1Cr-0.5Mo 和 1.25Cr-0.5Mo 管嘴 发生过蠕变开裂，原因是在低韧性、粗晶粒焊接热影响区存在应力集中。为了避 免这个问题，一些炼油厂要求采用 2.25Cr-1Mo，其它炼油厂要求 1.25Cr-0.5Mo热处理消除应力和回火或其它热处理来提供退火性能。另外，当使用 1.25Cr－0.5Mo 时要限制C含量低于0.14%、S和P含量低于0.005%。

芳烃抽提部分的腐蚀是由于抽提溶剂降解造成。目前常用抽提溶剂有二乙二醇醚、四乙二醇醚、环丁砜等。在系统中存在的少量氧的作用下， 这些溶剂在一定的温度条件下会发生讲解，生产有机酸或无机酸产物，造成设备腐蚀。芳烃抽提部分设备管线通常采用碳钢。对腐蚀严重的部位可以采用耐酸不锈钢，如再生塔塔壁内衬或复合304，重沸器采用不锈钢等。

催化剂再生部分的选材要考虑工况。在烧焦再生阶段要求材料耐高温氧化，通常选用304H和316H。在氯化阶段要求材料耐氯离子腐蚀，过去多采用Inconel800，现一般采用316H代替，但要注意避免应力集中。还原阶段要求材料耐高温H2腐蚀，由于环境温度高（600℃），1.25Cr-0.5Mo容易发生表面脱碳，应采用304H和316H。催化剂输送管道温度较低，采用碳钢可以满足要求，但考虑到耐磨蚀且防止腐蚀产生的铁离子污染催化剂，一般采用304。

2.2 工艺防腐

催化重整装置工艺防腐主要针对两方面进行，一是防止预加氢和重整反应部分的HCl腐蚀，二是防止芳烃抽提部分溶剂降解产物造成的腐蚀。

对于HCl造成的腐蚀，通常采取以下工艺防腐措施： （1）对重整原料进行调和，降低原料中的氯含量。 （2）注水或注氨水。

预加氢反应产物管线及氢气管线容易发生NH4Cl结盐，通常采用注水的方法来去除，有企业采用注氨水的方法，可以提高溶液pH值，同时可以抑制NH4Cl分解。

（3）严格控制水氯平衡。 脱氯剂的使用。

采取脱氯剂可以有效环节含有HCl的原料或产品造成的腐蚀。通常脱氯罐的安装位置有预加氢反应器后、脱戊烷稳定塔进料前、重整副产品氢气离开装置前。采用脱氯剂要注意监测和计算氯容的变化，当脱氯剂的计算氯容接近脱氯剂的穿透氯容时要及时更换脱氯剂，以免脱氯剂失效造成腐蚀。另外，最好采取两台脱氯罐并联的方式，这样在一个脱氯罐换剂可以切换至另一个脱氯罐操作。分析出装置氢气微量HCl要采用毒气侦测器 (Draeger Accuro)方法。

原料或产品脱水。因为HCl在干环境下腐蚀轻微，因此避免外来水进入系统可以有效防止腐蚀。可以在如果原料或产品线上增加脱水罐，降低进入系统内的水。

（6）加注缓蚀剂和中和剂。

在预加氢汽提塔塔顶挥发线和重整馏出物系统可以加注缓蚀剂和中和剂来抑制腐蚀。有企业在预加氢汽提塔塔顶挥发线加注WS-1型缓蚀剂，结果表明在PH值较高时，缓蚀率可达97%以上；而当pH小于4.5时，缓蚀剂不能有效发挥作用，必须结合使用中和剂。

对于溶剂降解产物造成酸性物质腐蚀，通常采取以下工艺防腐措施：

加缓蚀剂。金陵石化研究院专门开发了一种缓蚀剂，可以有效抑制环丁砜在系统中循环使用导致的腐蚀，注剂量为300mg/L时缓蚀效果达到90%以上，且对工艺过程无不良影响。加注位置在再生塔顶挥发线。

控制溶剂pH不低于8.0. 控制塔的操作温度，将再生塔底的操作温度降低到160℃以下时，可以有效防止溶剂的降解。

定期排除再生塔塔底废溶剂，补充新鲜溶剂。这样可以防止塔内腐蚀性降解产物长期沉积和循环腐蚀。

投用大气水封罐，加强系统机械设备的密封，避免氧的侵入，减少溶剂降解。 用阴离子交换树脂法可有效净化环丁砜。 2.3 腐蚀监检测

催化重整装置常用腐蚀监测方法有定点测厚、腐蚀介质分析（凝结水中pH值、Cl、Fe、H2S含量、总铁含量分析）、腐蚀在线监测、腐蚀挂片探针、现场腐蚀挂片等。推荐监测方案见表8-2.

催化重整装置推荐腐蚀监测方案 监测方法 定点测厚 监测部位 预处理部分： 预分馏塔及预加氢汽提塔塔顶低温部位塔壁及出入口短节；油分离罐筒体及出入口短节；预加氢反应器筒体及出入口短节；冷换设备壳体及出入口短节；预加氢反应产物馏出物管线；塔顶挥发线 重整部分： 稳定塔塔顶低温部位塔壁及出入口短节；回流罐筒体及出入口短节；重整反应器筒体及出入口短节；冷换设备壳体及出入口短节；反应产物馏出物管线；稳定塔塔顶挥发线；临氢管线 芳烃抽提部分： 汽提塔、再生塔、回收塔塔顶低温部位塔壁及出入口短节；回流罐筒体及出入口短节；冷换设备壳体及出入口短节；塔顶低温管线 原料中杂质分析 预分馏塔和预加氢塔塔顶冷凝冷却系统凝结水分析 稳定塔塔顶冷凝冷却系统凝结水分析 芳烃抽提再生塔塔顶系监测频率 按照3.1.1中规定进行 腐蚀介质分析 1周1次或2周1次 统安装pH在线监测 腐蚀在线监测 预加氢塔塔顶冷凝冷却系统空冷器后安装电阻或电感探针 稳定塔塔顶冷凝冷却系统空冷器后安装电阻或电感探针 预加氢塔塔顶冷凝冷却系统空冷器后 稳定塔塔顶冷凝冷却系统空冷器后 芳烃抽提再生塔塔顶系统 主要塔、容器和冷换设备 对于加热炉炉管的腐蚀监测和检查，可以采取红外监测炉管表面温度、硬度检测、现场金相分析、超声波测厚、外径检测等方法。

2.4 其它需要注意的问题

在开停工过程中，注意临氢设备、管线等2.25Cr-1Mo材料应遵循“先升温、后升压，先降压、后降温”的原则。

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。

在选材是要对特定设备管线的现场施工提车明确要求，如焊后热处理、稳定化处理等。 在高温临氢的重整装置中应避免铬钼钢的母材使用奥氏体不锈钢焊条焊接。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。

实时在线 腐蚀探针挂片 2月1次 现场腐蚀挂片 1个周期 第三节 腐蚀案例

案例1：某炼厂重整装置1999年9月开工投产。开工正常2个月后发现预加氢反应系统换热器、空冷等设备腐蚀严重，同时装置内加热炉用自产瓦斯过滤网经常结盐堵塞，更为严重的是后续用氢装置因采用重整氢气造成压缩机多次故障，致使重整装置多次被迫停工，严重影响了全厂物料平衡。后增设了两台脱氯器解决了问题。

案例2：某催化重整装置主要由预加氢部分与重整部分组成，原料经过预加氢部分处理后脱除了原料汇总的N、S、Cl、As等杂质作为重整部分的进料，预加氢处理的目的主要是为了保护昂贵的重整催化剂，精制后的原料油经重整反应后生产高辛烷值的汽油。通常油田为了提高原油产量、保证原油的正常输送会在原油中注入氯代烷烃助剂，使氯化物进入原油中，这些有机氯化物不溶于水，难以通过电脱盐的方法脱除，大部分留在了重整原料中经过预加氢反应后转化成氯化氢，对设备产生强烈的腐蚀。同时，生产的氯化氢预预加氢反应后的氮化物作用生产氯化铵，氯化铵在低温部位结晶后，堵塞换热器管束及系统管道。1994年8月，重整装置预加氢进料预生成油换热器E-3101/5.6管程堵塞管道，系统压降达到1.2Mpa，为了不让装置停工，在E-3101/5.6管程入口前增加了一条Dg25的临时注水线，在注水后E-3101/5.6处压降恢复到正常水平（0.10MPa）。但注水也带来了新的问题，1996年2月，在E-3101/5.6管程入口注水处因冲刷、腐蚀造成管线穿孔，重整装置被迫紧急停工，给安全生产带来了很大的损失，后增

加脱氯反应器解决了问题，预加氢系统工艺流程图见图8-3。

EC3101/1、2H3101加热炉氮气D3102E3102R3101预加氢反应器R3102脱氯反应器预加氢反应产物E3101/1-6预加氢混氢重整原料

预加氢系统工艺流程图

案例3：某厂1999年1月18日连续重整装置抽提系统溶剂再生塔C-408中插入式重沸器E-417腐蚀穿孔，U型管壳上布满蚀坑，孔径2mm左右，孔深达0.5mm以上。该重沸器材质为碳钢，管厚为2mm，其管程是C8+芳烃，壳程是再生塔C-408中贫溶剂环丁砜。1999年4月装置检修期间腐蚀调查发现C-408塔壁多处局部呈蜂窝状坑蚀，坑径1-2mm、坑深1mm以上。汽提塔C-405和回收塔C-406中上部塔壁被一层灰黑色绣皮覆盖，厚约0.3mm，去皮后塔壁垢下不平；塔盘浮阀覆盖一层粘稠物，部分堵塞塔盘，去除粘状物后塔盘均匀减薄0.2mm左右。此后，装置运行后回收塔C-406中插入式重沸器E-415也因腐蚀发生穿孔或堵塞，塔C-406下部部分塔盘也发生过严重腐蚀减薄、变形和穿孔现象，多次造成芳烃抽提系统局部停工。

防护方法：开发专用缓蚀剂；腐蚀严重的部位选择耐酸的不锈钢；工艺控制。

第十五章 异构化装置的腐蚀与防护

第一节 异构化装置的工艺流程与易腐蚀部位

1.1 异构化装置工艺流程

中石油云南石化有限公司70万吨/年C5/C6异构化装置(简称ISOM)采用UOP公司提供的Penex专利技术，采用氢气一次通过(HOT)低温液相加氢异构化技术，结合40%DIH循环率，选用I-84和I-122两种氯化铝催化剂组合，反应操作温度120-195℃，反应压力3.5MPa(g)。装置以上游石脑油加氢装置(NHT)提供的轻石脑油和苯抽提装置提供的抽余油为原料，以提高C5/C6汽油辛烷值为目的，同时副产少量燃料气，其产品异构化汽油RON按大于88。

装置设计规模为70万吨/年；操作弹性60%～110%；装置年开工时间8400小时。

异构化装置由预处理部分、异构化反应部分(包括异构反应和稳定塔)、分馏部分、碱液洗涤部分、干燥再生部分及公用工程部分组成，如图1-1。

1、抽余油分馏部分

来自芳烃抽提装置的抽余油首先进入抽余油分馏塔进料缓冲罐(D-0814)，经抽余油分馏塔进料泵(P-0816A/B)增压后送至抽余油分馏塔(C-0804)，原料中的C7组分自塔底抽出，经分馏塔塔底泵(P-0812A/B)升压、脱异构化油塔底冷却器(E-0817)冷却至40℃后送出装置。塔顶C5、C6组分经冷却后送至原料预处理部分。

2、原料预处理部分

来自石脑油加氢装置的轻石脑油与来自抽余油分馏部分的塔顶组分混合进入新鲜原料罐(D-0811)，与来自脱异构化油塔底的循环正构烷烃混合后，经原料

增压泵(P-0814A/B)加压、换热器换热、加热后，送至硫保护罐(D-0802A/B)进行脱硫处理，脱硫后的异构化原料经冷却后进入原料干燥器(DR-0802A/B)，通过干燥剂吸附脱除原料中的微量水，脱水后的原料送至原料缓冲罐(D-0803)，经增压后送至反应部分。

原料干燥器设置两台，保证操作连续运行。 3、氢气预处理部分

PSA氢气经换热、加热后进入甲烷化反应器(R-0801)中脱除氢气中的CO和CO2，经冷却后进入压缩机入口缓冲罐(D-0801)，分液后的PSA氢气进入氢气压缩机(K-0801 A/B)增压、冷却后送至氢气干燥器(DR-0801A/B)，脱水后送至反应部分。

原料流量与PSA氢气流量设比例控制，保证混合进料中的氢分压。 4、反应、稳定部分

脱水后的异构化原料与干燥氢气混合后，先后在异构原料-DIH侧线抽出物料换热器(E-0807)、反应器出入口物料换热器(E-0808、E-0809)与DIH侧线抽出油和脱硫后原料混合物、反应产物换热，经蒸汽加热至129℃，保证原料进反应器的温度。

反应器入口设置注氯措施，保证催化剂活性。

原料首先进入异构化反应器(R-0802A)，其中苯加氢生成烷烃，C5、C6烷烃异构化，部分环烷烃加氢生成直链烷烃，C7+裂解生成丁烷及其它轻组分，由于反应为放热反应，导致反应器升温，出口温度达到146℃。

反应产物与原料换热后进入反应器R-0802B，异构化油在R-0802B内进一步反应，产品与原料再次换热，冷却至119℃，进入反应器R-0802C，进一步提高异构化油产率。

反应产物与稳定塔底油换热后进入稳定塔(C-0801)内，稳定塔底设重沸器E-0812。轻组分自塔顶馏出进入稳定塔空冷器(A-0802)，部分冷凝后进入稳定塔顶回流罐(D-0805)，液相组分由稳定塔回流泵(P-0804 A/B)增压后返回C-0801。气相部分经冷冻水进一步冷却后自罐顶抽出，经不凝气预热器(E-0814)加热至41℃，送至碱液洗涤部分。

5、异构化油产品分馏部分 稳定塔底油经换热、冷却后进入脱异构化油塔(C-0803)，脱异构化油塔设重沸器E-0806，采用0.4MPa蒸汽作为热源。自脱异构化油塔第68层设侧线抽出，抽出后经E-0804冷却后，与原料油混合经换热后进入干燥器干燥。

塔顶馏出物经脱异构化油塔顶空冷器(A-0803)冷却至一定温度后进入脱异构化油塔顶回流罐，罐顶设热旁路控制，保证罐内压力平稳；液相自罐底抽出，经脱异构化油塔回流泵(P-0815A/B)升压后，部分返回至脱异构化油塔顶作为塔顶回流，其余部分经脱异构化油塔底泵(P-0810A/B)升压、冷却后，与经E-0817冷却后的塔底流出物混合，作为异构化油产品送出装置。

P-0810A/B出口设轻油组分至干燥剂再生部分，作为干燥剂再生溶剂。 6、碱液洗涤部分

碱液洗涤部分主要用于处理稳定塔顶的含HCl的气相组分。

稳定塔顶回流罐来的含氯化氢的不凝气组分首先进入碱洗塔(C-0802)底部，再进入塔内填料段内并与碱液逆向流动，通过浓度为10wt%的碱液吸收，其中的HCl组分与碱反应生成盐并溶解于水中。碱液自塔底抽出，并通过碱液循环泵

(P-0805A/B)升压、碱液预热器(E-0815)升温后返回至C-0802底部填料上、下部分循环使用。

碱洗后的不凝气进入碱洗塔上部水洗部分，与经水洗循环泵(P-0806A/B)升压循环的水相逆向接触，不凝气中夹带的碱液被洗涤下来，其余部分排至轻烃回收装置。

E-0815使用0.4MPa蒸汽作为热源，保证循环碱液温度稍高于不凝气的露点温度。

碱液的浓度会随着洗涤的进行逐步降低，当NaOH浓度达到2%wt时，需要更换部分新鲜碱液以保证碱液的浓度满足工艺要求，废弃的碱液送出装置统一处理。

7、干燥再生部分

来自分馏部分的轻油组分经再生汽化器(E-0821)蒸汽加热后，经再生进出口物料换热器(E-0823)换热至约258℃，进入再生电加热器(EH-0802)进一步加热至316℃，进入待再生的原料干燥罐或氢气干燥罐，干燥剂内的水分汽化后，被轻油组分带出干燥器外，经E-0823换热、再生冷却器(E-0822)冷却后，进入再生分水器(M-0801)分水，油相自罐顶抽出后与异构化油混合，作为产品送出装置。 1.2 装置主要腐蚀介质

异构化装置易引起腐蚀的介质为H2和HCl。 1.3 装置主要腐蚀机理

异构化装置中H2和HCl反应腐蚀及高温H2腐蚀脱碳、氢腐蚀破裂。HCl在干燥状态下对金属无腐蚀性，温度一旦降至露点，冰冷凝形成稀盐酸腐蚀环境。其反应如下：

Fe+2HCl→FeCl2+H2 1.4 异构化易腐蚀部位

异构化装置易腐蚀部分：异构化反应进料及反应系统，稳定塔塔顶馏出物冷却及回流，稳定塔回流，尾气洗涤塔，火炬泄放，干燥器再生单元。 1.4.1 异构化反应单元

异构化反应器内HCl浓度高，如果有水进入将引起严重的化学腐蚀。异构化反应热源来自反应加热器，反应加热器内漏导致加热蒸汽与反应介质交叉泄漏，反应器内HCl浓度高，引起HCl腐蚀。原料带水进入反应器与HCl接触生成盐酸，腐蚀反应器，另外阀杆和法兰泄漏也会引起相同的后果。异构化反应单元是个临氢环境，会发生氢损伤，如氢脆、氢鼓泡和氢腐蚀。 1.4.2 稳定塔

异构化反应产物进入稳定塔进行分馏，轻组分从塔顶出，塔顶HCl浓度很高，如果如果HCl与水接触会硬气盐酸化学腐蚀。塔顶冷却器交叉泄漏冷却水进入系统，发生严重腐蚀。塔底蒸汽再沸器交叉泄漏，蒸汽进入稳定塔，在塔顶与HCl接触引起腐蚀。碱液逆流回塔顶与HCl发生化学反应生成Cl离子引起腐蚀。 1.4.3 尾气洗涤塔

酸性气体进入尾气洗涤塔底部，酸性气体能够充分和碱液接触，酸性气体入口设置分配器，最大程度中和酸性气体防止其腐蚀设备，入口处有H2O因此入口管线和分配器采用Monel材料。稳定塔与碱洗塔之间存在压差，压差控制防止碱液倒流到稳定塔系统。碱洗塔容器壁要保持湿润。 1.4.4 火炬系统

火炬系统通常含有水分，因此要防止HCl气体泄漏到火炬系统，如果HCl泄漏到火炬系统，要及时置换。 1.4.5 干燥器再生系统

化学腐蚀，如果有水存在，系统中的氯化物会导致化学腐蚀的发生。主要存在于装置内的反应单元、稳定塔、尾气洗涤塔、火炬系统和干燥器再生系统。

2Fe+6HCl→2FeCl3+3H2

Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O 如果没有水存在，氯化铁保护膜形成可以阻止腐蚀继续发生，氯化铁是水溶性的，水的存在会破坏保护膜，暴露出的金属表面会发生腐蚀。

在HCl浓度高的部位，必须保持干燥。反应加热器交叉泄漏，阀杆和法兰泄漏，原料带水，装置泄压时水/蒸汽泄漏。措施：换热器管板加强焊，快速修复阀杆和法兰泄漏，经常再生干燥器，避免来料带明水，如果泄压，则隔离蒸汽/水侧并打开排凝。

1.4 异构化装置的易腐蚀部位 部位编号 描述 1 异构化反应进料及反应系统 稳定塔塔顶馏出物冷却及回流 材质 Q345R 腐蚀形态 氢脆，氢鼓泡 2 Q345R Monel合金 HCl+H2O腐蚀，均匀减薄腐蚀 HCl+H2O腐蚀，点蚀，均匀减薄腐蚀 HCl+H2O腐蚀 HCl+H2O腐蚀，点蚀，均匀减薄腐蚀 HCl+H2O腐蚀 高温H2腐蚀脱碳、氢腐蚀破裂 3 4 5 6 稳定塔回流 尾气洗涤塔 火炬泄放 干燥器再生单元 合金钢 Q345R 合金钢 Q345R

第二节 防腐对策

2.1 选材

异构化反应过程中需加入有机氯化物作为反应助剂，在反应产物中含有HCl，易形成HCl+H2O的腐蚀环境。异构化反应器、稳定塔与碱洗塔都采用碳钢，异构化反应对水含量要求极高，高温环境下保持干燥可以避免腐蚀发生。在稳定塔顶尾气部分温度低存在碱洗塔碱洗液倒流的可能，这部分管线采用Monel合金。

碱洗塔内部分配器也采用抗酸性良好的Monel合金。 2.2 工艺防腐

由于工艺过程中HCl浓度较高，工艺过程需保持干燥，防止出现HCl+H2O的腐蚀环境。防止原料带水，经常再生干燥器。防止蒸汽加热器内漏。稳定塔与碱洗塔通过压差控制来防止碱液倒流，在停工或压力波动时稳定塔和碱洗塔之间要有效隔离，设置隔离阀，采用Monel材料的隔离阀。

控制碱洗塔碱液PH值，用分液器保持碱洗塔容器壁湿润，得以中和酸性气体，防止酸性气体腐蚀容器。 2.3 腐蚀监测

2.4 其他需要注意问题

第三节 腐蚀案例

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