中石化荆门分公司乙醇胺脱硫系统腐蚀原因研究

摘要

随着原油加工量的增加，胺法脱硫的发展已越来越重要。在含硫炼厂气的净化处理中，N-甲基二乙醇胺（MDEA）居于主导地位，然而在使用过程中脱硫溶液经常出现严重的发泡现象导致脱硫装置出现拦液和处理能力下降，同时溶液发泡还会引起严重雾沫夹带，此外由于醇胺法脱硫装置大多数采用的是低碳碳钢，服役环境大多存在H2S和CO2等酸性气体，因此在生产操作过程中难免会有管道设备的腐蚀情况发生，严重影响了脱硫装置安全，稳定运行。
　　荆门分公司五套乙醇胺脱硫系统都存在程度不同的乙醇胺降解变质、热稳盐聚集、胺液发泡、设备腐蚀等问题。本实验主要对荆门分公司几套脱硫系统的采集样品进行分析，采用热稳盐含量测定、发泡实验和模拟工况腐蚀实验等进行研究，探究热稳盐与乙醇胺腐蚀的关系、发泡的影响因素、不同贫富胺液对碳钢的腐蚀程度、热降解产物与热降解影响因素。
　　本研究首先对贫富胺液进行热稳盐总含量及离子分布测定，得出催化贫富液和焦化贫富液的热稳盐含量较高，柴油加氢贫富液和硫磺贫富液的热稳盐含量较低，其中贫富液中甲酸根、乙酸根、硫氰酸根含量较高，荆门石化五套脱硫装置溶液热稳盐总含量大小顺序为：焦化富液>焦化贫液>1#催化富液>1#催化贫液>2#催化富液>2#催化贫液>硫磺富液>180万吨柴油加氢富液>硫磺贫液>180万吨柴油加氢贫液；配制不同浓度乙醇胺溶液进行发泡实验，探明胺液在低温、高流速、高浓度下更容易发泡，且泡沫更加稳定，荆门石化五套脱硫装置溶液均存在一定程度的发泡现象，典型的有180万吨柴油加氢装置，硫磺装置及1#催化装置，贫液则更为严重；还对比分析了武石化、长岭炼化的乙醇胺溶液的性质和发泡情况，只有武石化乙醇胺符合SY/T6538-2002《配方型选择性脱硫溶剂》中发泡趋势的技术要求；然后模拟工况进行了胺液对碳钢的腐蚀分析实验，利用EDS能谱分析腐蚀产物的种类，结果为腐蚀产物含S、O元素较多，并进行模拟实验探究不同时间、温度、萃取等条件下胺液对碳钢试片腐蚀的影响，表明腐蚀存在一个平衡点，此时的腐蚀速率较慢甚至腐蚀停止，并得出重烃类残留在脱硫溶剂中会加剧腐蚀的结论；最后进行了乙醇胺热降解正交实验，分析热降解影响因子间的关系，得出温度对降解程度影响最大，降解产物热稳盐阴离子中以甲酸根和乙酸根含量最高，三种工业纯MDEA在不同条件下热降解数据表明，在氮气环境下武石化失重百分数最大，长岭最小；在氧气环境下，三厂热降解失重接近；在二氧化碳环境下，荆门石化失重量最大，武石化最小。

目录

声明

第1章文献综述

1.1 前言

1.2 醇胺法脱硫机理和流程

1.3 醇胺法脱硫装置的腐蚀

1.4 本课题研究的目的以及研究实验方案

第2章实验部分

2.1 实验原料与设备

2.2 实验方法

2.3 乙醇胺溶液性质测定

2.4 贫富胺液腐蚀性能实验

2.5 乙醇胺溶液热降解实验

第3章乙醇胺溶液发泡研究

3.1 乙醇胺溶液在不同条件下发泡情况分析

3.2 荆门分公司贫富胺液在不同条件下的发泡情况分析

3.3 贫富液发泡高度和消泡时间不同原因分析

3.4 荆门、武石化、长岭乙醇胺溶液发泡效果对比

3.5 本章小结

第4章乙醇胺溶液模拟工况腐蚀研究

4.1 荆门分公司贫富胺液腐蚀实验

4.2 焦化贫液经甲苯萃取后对试片腐蚀情况分析

4.3 对试样进行不同时间腐蚀情况的研究

4.4 本章小结

第5章乙醇胺溶液热稳定盐及阴离子分布研究

5.1 荆门石化贫富液热稳定盐总含量测定

5.2 贫富胺液热稳定盐阴离子分布研究

5.3 本章小结

第6章乙醇胺溶液热降解研究

6.1 荆门分公司乙醇胺热降解正交实验分析

6.2 乙醇胺热降解结果对比分析

6.3 乙醇胺溶液热降解后热稳盐阴离子种类及含量分布分析

6.4 三公司工业纯乙醇胺在不同环境下的热降解研究

6.5 本章小结

第7章结论与展望

7.1 实验结论

7.2 展望

参考文献

致谢