解决石蜡白土装置过滤机腐蚀带杂质的问题

[摘 要]炼油厂石蜡白土精制装置是在原油白土精制（重油）装置的基础上改建而成的，加工能力为12.5万吨年。原料主要来自蜡脱油装置的脱油蜡和酮苯脱蜡装置的脱油蜡，产品到石蜡加氢装置做原料。在石蜡白土精制过程中，由于原料油中含有来自活性白土的水分、油中的丁酮和甲苯等物质，在高温下氧化生产Fe2O3。造成设备的腐蚀，特别是对过滤机滤板的腐蚀比较厉害，从而造成石蜡白土精制装置馏出口产生杂质蜡，进而影响石蜡加氢装置的产品质量。本文从原料、设备条件入手，通过对问题的研究最终找到解决石蜡白土装置过滤机腐蚀带杂质问题的解决措施，并达到了良好的效果。

中图分类号：O623.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）07-0063-02

1、问题描述

石蜡白土精制装置2005年4月进行了检修，5月开工，8月装置馏出口采样发现有杂质蜡。随后对过滤机、产品罐以及产品冷却器进行解体检查，杂质主要是Fe3O2铁片，铁片的产生主要是过滤板腐蚀与蜡液冲刷，铁片便随蜡液通过过滤板出口进入产品罐。其次，检查产品罐罐顶发现，产品罐罐顶存在一层被腐蚀的铁片，随时都有脱落的可能。对产品冷却器E-207检查发现也不同程度的腐蚀，在壳程（物料为液蜡）管束表层存在一层被腐蚀的铁片。这些腐蚀是造成杂质蜡的主要原因。见图1、2。

2、过滤机腐蚀问题的分析

石蜡经分析原料中含有溶剂，分析石蜡白土抽真空的冷却液体，其丁酮和甲苯量1.1%，原料中的溶剂与白土中水分形成腐蚀液体，在系统内腐蚀滤板、容器等。针对设备存在不同程度的腐蚀，我们进行化验分析跟踪。

（1）溶剂分析数据见表1：

石蜡料指标要求不大于0.060%，但白土原料溶剂含量超指标酮苯27.27%，蜡脱油超标次数较少，但蜡脱油超标的数值量较大，一般都是0.108%。

（2）活性白土分析数据（见表2）

12月5日是研究院分析数据，12月6日是化验分析数据，从研究院分析数据来看有水分和活性度两项数据超出指标。另外，废白土分析数据：石蜡废白土含水分（研究院6.5%，化验6.6%），油废白土含水分1.4%。在处理量20吨/小时，白土1.5%，白土内水分被蒸发4.2～10.5千克/小时，蒸发的水分大部分在白土混合罐上排空管排出，少部分进入系统。

从上述分析的数据看，开工初期石蜡白土原料溶剂含量有部分超指标（溶剂指标0.06%）。2005年5月21日石蜡白土装置开工，当时生产一制蜡料（经沉降脱水后的存料），24日脱油开工后与一制蜡料一同口对口进入白土装置。由于开工初期脱油溶剂含量较高（溶剂含量0.106%，和0.108%），系统造成不同程度的腐蚀。其次，石蜡白土装置生产反序料、污油（罐底料、落地料、脱水和吹扫管线蜡料等）、正序蜡料，有时两者的混合料。尤其在生产一制蜡污油时，颜色深、溶剂气味大，蜡料内水分脱不净，就带入装置。

2005年10月18日生产酮苯装置蜡料，酮苯装置蜡料的溶剂含量高于蜡脱油，且超标较多。前期分析认为是在停工期间管线吹扫和试生产脱氮剂造成的设备腐蚀（由于石蜡加氢装置产品质量光安由4号变5号，为了提高石蜡产品质量，石蜡白土装置分别于2004年9月25日～11月9日和2005年3月5日～3月26日两次应用脱氮白土联合工艺精制石蜡），但从图-2是2005年7月新投用的过滤板来看，腐蚀很严重，说明石蜡内含有其它腐蚀介质。从溶剂含量来看，厂内规定的溶剂指标不适合石蜡白土装置。

3、解决问题的措施

通过与机动处相关人员的咨询，车间对现有的防腐技术进行筛选，采用了钛纳米聚合物涂料技术。首先机械喷砂2.5级，然后涂刷钛纳米聚合物涂料XK252四遍。

采用钛纳米聚合物涂层是解决油气腐蚀较好的方法。采用钛纳米聚合物涂料管束的依据为：

钛纳米聚合物涂料就是将钛超细化达到纳米级，使其表面活性大大提高。同时将有机物双键打开，形成游离键，两者复合到一起形成化学吸附和化学键合生成钛纳米聚合物涂料。有如下特点：

⑴抗渗透性强：A钛纳米聚合物和树脂形成了化学键合和化学吸附，堵塞了填料与树脂间的渗透通道。B微小的钛纳米聚合物粒子填充到分子空穴中，由于水、氧和其它离子不能透过钛纳米聚合物颗粒本身，只能绕道渗透，这样就延长了渗透路线，起到迷宫效应。C钛纳米聚合物有包覆有机物层，所以具有抗润湿性，减少毛细管作用抵抗极性介质和离子通过涂膜。

⑵抗腐蚀性高：A抗渗透性好，可阻止腐蚀因水、氧和离子的通过，使涂料具有屏蔽能力。B钛纳米聚合物涂料固化时体积收缩率小，而且游离键和钛的结合状态使分子链柔软便于旋转，可消除内应力，所以钛纳米聚合物涂料的应力很低，涂层内部没有微裂纹，抗开裂、剥离能力强。以上两条提高了防止物理破坏的能力。C钛填料本身耐蚀性好。D化学键合与化学吸附作用形成稳定的结构，阻止水、氧及其它腐蚀介质的取代作用，使其不易发生腐蚀反应，提高了防止化学腐蚀破坏的能力。所以这四点决定了钛纳米聚合物涂料具有很好的耐腐蚀性能。

⑶抗垢性好：A对于粗糙的表面，能增加液体流动的阻力减少流速，增加近壁流层的厚度，造成更多的结垢核心，有利于污垢的沉积长大。而钛纳米聚合物涂层由于微小纳米粒子的填充作用表面光洁度很高，近壁流层薄不利于结垢。B钛纳米聚合物具有特殊的磁性，能对污垢粒子整形使其排列整齐，不形成垢分子交错穿插的硬垢。因为水经过磁化后不会形成硬垢。C钛纳米聚合物特殊的化学结构形成亲油憎水表面，排斥污垢粒子，使其不能粘附到涂层表面上，达到防垢的功能。

⑷导热性好：A钛纳米聚合物涂料由于黑色吸光所以对幅色热吸收率很高。B纳米钛在涂层中的立体网状结构形成导电的同时，也形成了导热通道，使涂层有了较高的导热系数。一般涂层的导热系数只有0.4W/（m.℃）（涂层的导热系数用导热系数测量仪来检测），钛纳米聚合物涂料的导热系数，都超过了涂层导热系数测量仪的的最大量程2.9W/（m.℃），无法用常规方法检测。这样最大限度的减少了热阻。

⑸耐温性好：钛纳米聚合物涂层，当温度达到树脂玻璃转化温度时，树脂链接运动由于受钛纳米粒子的化学键合和填充的束缚作用，其自由体积空穴不能增大，仍有良好抗渗透性，使腐蚀因子不易透过。其耐温性能比同基树脂涂料高50℃以上。例如环氧基涂料的耐温性一般是小于80℃可以长期使用，而环氧基钛纳米聚合物涂料的使用耐温性达到150℃。

⑹耐水性好：钛纳米聚合物涂料的羟基、醚基及氨基等亲水基，与钛纳米聚合物发生化学键合或化学吸附，其极性大幅度下将，此外链接上的钛纳米聚合物有疏水性，这样涂料的整体耐水性大大提高。另外，固化后玻璃化温度的提高、涂层良好的抗渗性赋予涂层优秀耐水性。

4、防腐部位及效果

⑴、防腐部位

对装置二段过滤机的滤板双面进行了防腐。

⑵、效果

过滤机滤板采用涂刷钛纳米聚合物涂料防腐以后，腐蚀问题基本解决，从打开的过滤机滤板看，没有腐蚀、剥蚀的Fe2O3产生，装置馏出口杂质明显减少，到目前已经彻底没有杂质产生。保证了石蜡加氢装置原料的产品质量，可以提高石蜡加氢装置的运行周期。

通^对过滤机的防腐，解决了杂质蜡产生的问题，保证了石蜡加氢原料油的质量，从而提高石蜡加氢装置的运行周期，每年可减少石蜡加氢装置预反应器检修3次，可节省6万元左右。

参考文献

[1] 石油炼制工程（第三版）石油工业出版社.

[2] 炼油工程师手册石油工业出版社.