废酸再生装置开工问题探究

  废酸再生装置开工问题探究

   张丽丽

中国石油乌鲁木齐石化公司炼油二部轻烃区域 新疆 830019

摘要：介绍了中国石油化工股份有限公司洛阳分公司废酸再生装置运行现状，对大负荷生产难题进行分析，提出了相应的解决措施。通过增加硫磺装置至废酸再生装置的酸性气跨线，将酸性气在裂解炉中裂解制酸，解决了装置硫平衡问题。对废酸再生装置干吸单元进行改造，生产w(H2SO4)为93%的硫酸，实现w(H2SO4)98%和w(H2SO4)93%两种硫酸产品的生产，满足烷基化装置用酸的同时，停止水务部w(H2SO4)93%硫酸外购，节约成本，增加效益。

关键词：废酸再生烷基化硫磺回收硫酸酸性气生产改造

引言

实施汽油无铅化、降低燃料中硫含量、改进汽油中苯、芳烃、烯烃、柴油中的多环芳烃等组成性质，不断提高车用燃料质量，是机动车尾气污染综合治理的重要组成部分。为了改善油品质量，越来越多的烷基化装置建成投产。目前采用硫酸法烷基化技术的装置绝大部分都配套建有废硫酸处理装置。对于只采用硫磺工艺处理酸性气的炼厂，废酸再生装置属于新工艺，其工艺特点和设备特点与炼油装置有较大不同。如何使废酸再生装置在炼厂发挥最大作用，值得探讨。

1结构材料及结构形式

1.1结构材料

在材料选用方面，由于废酸再生装置的生产过程中会有硫酸、酸雾等腐蚀性介质的泄漏，相比于钢结构，混凝土结构的耐腐蚀性能要更优越。根据《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008中（以下简称“防腐蚀规范”）3.1.4、3.1.5及3.1.6及附录C“防腐蚀涂层配套”可知：常温下，气态介质及固态介质（含气溶胶）作用时，钢筋混凝土及钢材均可配以适当的防腐蚀涂层配套使用，但液态介质作用时，则不能采用钢结构。所以在材料选用上，尽量以混凝土结构为主，钢结构为辅。

1.2结构形式

以下根据笔者负责设计的某“原油加工优化增效改造”项目废酸再生装置的建、构筑物给出结构形式的建议：

（1）装置管廊主体采用钢框架结构，底层泵房采用混凝土框架结构，泵房柱顶转换钢柱时，可采用外包式柱脚或外露式柱脚。

（2）净化构架采用钢筋混凝土框架结构，考虑其上设备的检修及更换，可根据设备尺寸及配管专业要求设置局部钢平台。

（3）干吸构架采用钢筋混凝土框架结构，考虑其上设备的检修及更换，可根据设备尺寸及配管专业要求设置局部钢平台。

（4）二氧化硫风机房采用钢筋混凝土排架结构，可根据配管专业要求设置局部钢平台。

（5）转化区楼梯间采用钢框架结构。

（6）酸碱中和池及排水沟采用钢筋混凝土结构。

（7）废酸储罐基础采用钢筋混凝土圆筒式基础。

（8）设备基础，除小型立式设备及泵基础（边长小于2m）采用素混凝土基础外，其余可采用钢筋混凝土基础。

2装置主要问题

装置运行过程中，出现如系统热量损失较大致使一级反应器入口温度达不到设计指标，废酸喷枪腐蚀严重使用寿命短，焚烧炉预热风温度达不到设计指标，高温除尘器压差大等问题。

2.1一级反应器入口温度达不到设计指标

一级反应器入口温度设计值为420℃，高温除尘器温度设计值为500℃。而实际运行过程中二者分别为400℃和450℃。

2.2酸枪腐蚀严重

废酸进料分布于焚烧炉东西两侧，2019年2月4日装置开工，因腐蚀的原因，东侧酸枪在4个月内更换3次，西侧酸枪更换1次。东侧酸枪更换的时间分别为2月14日、4月24日和6月11日，西侧酸枪更换的时间4月24日。

3防腐设计

3.1一般规定

在腐蚀性环境下，结构设计应符合下列规定：

（1）防腐蚀设计首先应以预防为主，尽量从源头上减少腐蚀性介质的泄漏。如上续专业可加强工艺管线、设备接口及法兰连接处的密封，减少腐蚀性介质的泄露，进而减少后续防腐蚀的压力。

（2）要根据各类材料的特性，合理选择结构材料。如对于易接触酸雾、硫酸或碱液的部位，应根据上续专业提供的介质含量及相对环境湿度，参考防腐蚀规范，分别确定介质对结构材料的腐蚀性等级，进而确定结构材料的要求及选用合适的防腐蚀涂层配套。

3.2混凝土结构的防腐蚀设计

混凝土结构的防腐蚀设计应符合下列规定：

（1）混凝土的基本要求：最低混凝土强度等级，强腐蚀时取C40，中腐蚀时取C35，弱腐蚀时取C30；最小水泥用量，强腐蚀取340kg/m3，中腐蚀取320kg/m3，弱腐蚀取300kg/m3；最大水胶比，强腐蚀时取0.4，中腐蚀时取0.45，弱腐蚀时取0.50；最大氯离子含量（水泥用量的百分比），强腐蚀时取0.08；中、弱腐蚀时取0.1。

（2）裂缝要求：强腐蚀时，裂缝控制等级为三级，裂缝限值为0.15mm；中、弱腐蚀时，裂缝控制等级为三级，裂缝限值为0.20。

（3）钢筋的混凝土保护层最小厚度：强腐蚀时，板、墙为35mm，梁、柱为40mm，基础为50mm；弱、中腐蚀时，板、墙为30mm，梁、柱为35mm，基础为50mm。

（4）当楼板上的预留孔有可能接触腐蚀性介质时，孔洞边梁与孔洞边缘的距离不宜小于200mm，当上续专业要求必须在孔洞边缘布置边梁时，梁底面及侧面宜设置玻璃钢或树脂玻璃鳞片涂层。

（5）主要承重构件的纵向受力钢筋不宜小于16mm，预埋件宜与受力钢筋隔离。

（6）外露的预埋件，可根据腐蚀性等级设置防护层。可采用30～50mm厚的树脂或聚合物水泥的混凝土、10～20mm厚的树脂或聚合物水泥的砂浆、1～2mm厚的玻璃树脂鳞片胶泥、200～320μm厚的防腐蚀涂层等。

4结语

高温除尘器的滤棒积灰并不是全部都是硫酸铁，一定温度下是硫酸盐和金属氧化物混合状态，大部分已经是氧化物，只是由于温度过低（比如低于460～470℃），金属氧化物、少量硫酸盐和易通工艺气中的水结合，成了一种比较粘的混合物，这种混合物在反吹过程中不易被吹下来。实验证明，当温度在480℃以上时，不易于形成这种混合物。温度越高，硫酸盐越是趋于转化成氧化物，易于被吹扫下来。对我们来说，重要的是尽量维持高温除尘器的高温度（达500℃，越高越好），能很好地吹灰，而且可以使用相对低的吹扫压力，对滤管寿命尤为重要。

参考文献：

[1]寇杰，梁法春，陈婧.油气管道腐蚀与防护（第二版）[M].北京：中国石化出版社，2008.

[2]张仲明，李红奎，郑军.含硫污水腐蚀与分析[J].防腐与腐蚀,2004（11）：483-485.