费咏丽

炼油助剂的性能和应用效果

费咏丽

在石油炼制过程中，为了提高产品质量、脱出原料中的非理想组分、抑制设备结垢、防止设备腐蚀等通常使用炼油助剂来达到预期目的。炼油助剂是针对炼油过程中存在的问题而使用的一类精细化工产品，具有针对性强、见效快、使用灵活方便的特点。目前，炼油助剂的应用相当普遍，几乎每个炼油厂的每套生产装置都不同程度的使用炼油助剂。本文介绍一下几种常见炼油助剂的性能和使用情况。

原油破乳剂

原油中含有少量盐类的水分，盐类在原油加工过程中对设备产生腐蚀和降低催化剂的活性。原油中所含的盐类除一小部分以结晶状态悬浮于原油中外，绝大部分溶于水中，以微小水滴状态分散在原油中，形成了较为稳定的油包水型的乳化液。要使盐和水从原油中脱出，首先要进行破乳。

原油破乳剂是通过破坏原油乳化液中油与水间的液膜而打破油包水型的乳化状态，使其在高压电场的作用下，使微小水滴聚集成较大的水滴，从原油中分离出来。破乳剂的组成以大分子表面活性剂为主，活性基团为醇醚类。破乳过程对原油的脱盐效果影响很大，炼油厂采用的是油溶性破乳剂。油溶性破乳剂有使用量小、破乳速度快、油水界面齐、脱出水清等特点，每克原油使用5～15μg即可以达到了脱盐脱水的技术要求。

由于油溶性破乳剂的注入量较小，为了使油溶性破乳剂与原油充分混合，破乳剂由原油泵入口处注入，原油泵内叶轮高速转动，使破乳剂与原油进行充分混合后进入装置，保证电脱盐系统的正常运行，达到了脱盐脱水的技术要求，实现脱后原油的盐含量＜3mg/L、水含量＜0.3%的行业标准要求，达到了深度脱盐，为后续加工装置提供了良好的原料。

中和剂和缓蚀剂

常减压装置塔顶及其冷凝冷却系统发生低温位“HCl-H2S-H2O”的腐蚀，注入中和剂和缓蚀剂是控制腐蚀的有力措施。

中和剂是一种链烷醇胺和烷基胺的混合物，可把腐蚀性的酸性物HCl等中和成溶于水的盐类，快速进入塔顶初期冷凝水，提升露点位置和pH值。通常把中和剂注到产生露点腐蚀的上游，在初馏塔、常压塔、减压塔的塔顶挥发线注入，注入量一般为塔顶馏出量的20～40μg/g。

缓蚀剂是以咪脞啉胺类为主要成分、以芳香烃为溶剂的油溶性产品，可在金属表面形成了保护膜，阻止酸性物的腐蚀。缓蚀剂不易挥发，具有高沸点，自初馏塔、常压塔、减压塔的塔顶挥发线注入，其注入量为塔顶馏出量的10～20μg/ g。在装置开工时，为了快速在设备表面形成稳定的保护膜，缓蚀剂在初期（3～5天内）可2倍注入，之后可调到正常的注入量。

中和剂和缓蚀剂的双向功能有效的缓解了常减压装置塔顶及其冷凝冷却系统发生低温位的“HCl-H2SH2O”腐蚀，通过检测各个塔顶排出水的pH值为7～8，铁离子含量小于3μg/g，即达到炼油行业工艺防腐的技术要求。

阻垢缓蚀剂

在高压空冷器系统，存在着露点及其延长区的NH4Cl-NH4HS结垢腐蚀和H2S+H2O的酸性腐蚀，由于NH4Cl-NH4HS的结晶温度处于加氢装置空冷器物料的进出口温度范围内，随着空冷器对油气的降温和油气在空冷器中的流速降低，较易形成胺盐结晶而结垢，形成垢下腐蚀。阻垢缓蚀剂以有机胺、醇胺为主要成分，添加了预膜剂和分散剂，具有中和酸性物质和在设备表面形成保护膜的双重功效，可有效防止高压空冷器的NH4Cl-NH4HS结垢腐蚀和H2S+H2O酸性腐蚀。

先用软化水将阻垢缓蚀剂配制成15%浓度的水溶液，用计量泵注入加氢裂化装置高压空冷注水泵入口管线中，随高压空冷注水一起注入高压空冷系统。阻垢缓蚀剂按装置加工量的50～100μg/g的加入，可以控制高分脱水中的铁离子含量在3mg/L以下。在使用过程中，要根据高分脱水中的铁离子含量来调整阻垢缓蚀剂的注入量，检测高压空冷器系统压降。若系统压降无变化，则表明空冷器管束内无结垢。

焦化消泡剂

在延迟焦化装置的焦炭塔生焦过程中，高温裂解的油气从焦炭中逸出形成较高的泡沫层，泡沫层中含有大量的焦粉，当焦炭塔内焦层上升到一定高度时，泡沫层随焦化油气一起从焦炭塔顶大油气管线携带到分馏塔，引起分馏塔结焦，进而造成分馏塔底循环泵过滤器、辐射进料过滤器、进料管线、炉管结焦，大油气管线结焦，影响装置的正常生产。因此焦炭塔内较高泡沫层不但减少了焦炭塔内允许生焦高度，又降低了装置的处理能力，而且不利于装置的安全生产。

为了控制焦炭塔生焦过程中泡沫层的高度，可在焦炭塔顶注入消泡剂，以提高装置处理能力、防止焦粉进入油气。消泡剂的主要成分是有机聚氧醚烷，使用量一般是原料量的50～100μg/g，可使泡沫层降低2～5m。目前国内外大部分焦化装置在不改动设备的情况下，多采用注消泡剂的方法，以降低焦炭塔生产中的泡沫层高度。

高效脱硫剂

在原油加工过程中，产出的气体有干气和液化气：干气一般作为制氢装置的原料和部分加热炉的燃料，液化气作为商品出厂。干气和液化气中都含有H2S，为了提高产品质量，满足后续装置原料的要求，对干气和液化气都要进行深度脱H2S。

干气和液化气脱除H2S采用醇胺法，是一种典型的吸收－解吸反应过程。脱硫剂是以N-甲基二乙醇胺为主要活性组分,加入抗氧、消泡、缓蚀等添加剂。H2S在N-甲基二乙醇胺溶液中的溶解特性符合亨利定律，即：提高压力、降低温度有利于H2S气体的吸收；降低压力、提高温度则有利于H2S气体解吸，使N-甲基二乙醇胺溶液得到再生，实现脱硫剂的循环使用。在现场将脱硫剂配制为30%～40%浓度的水溶液，脱H2S的吸收塔温度40℃、压力0.85MPa；脱硫溶液再生塔温度110℃、压力0.08MPa、气液比为3：1，在以上操作条件下净化后气体中的H2S含量小于3μg/g。

阻垢剂

炼油过程中原油都要被加热到较高的温度，原油中的重组分胶质、沥青质发生氧化聚合反应，在设备和管线表面形成一层软或硬的沉积垢物，炼油设备的结垢现象极为普遍。阻垢剂是炼油过程中常用的防止设备结垢的助剂，主要成分是烷基胺化合物，并添加了抗氧剂、阻聚剂和防腐剂等，可有效抑制油料在加热过程中产生氧化聚合反应，使已生成的聚合物保持悬浮状态而不沉积，避免结垢。

（1）减压渣油阻垢剂

常减压装置中结垢最严重的是减压渣油换热器，结垢后会使换热器的换热效果显著下降。减压渣油阻垢剂可在换热器和管线的金属表面形成一个保护膜，减少油品中酸性物质对金属表面的腐蚀和对结垢的催化。

用计量泵将减压渣油阻垢剂注入减压渣油换热器的入口管线，装置开工正常后注入，第一周注入量为原油加工量的150～200μg/g，一周后注入量降至80～120μg/g。目前，使用阻垢剂的常减压装置原油换热效率与开工初期的换热效率相同，原油换后温度保持不变，保证了装置的生产正常运行。

（2）催化裂化油浆阻垢剂

催化裂化主分馏塔的塔底油浆抽出后分为两路：一路回炼；另一路经油浆/原料油换热器换热后，再进入油浆蒸汽发生器，经换热器后油浆大部分回分馏塔底，少量被外甩送出。催化裂化装置中结垢最严重的是油浆换热系统。油浆阻垢剂可在换热器和管线的金属表面形成保护膜，减少酸性物质对金属表面的腐蚀和对结垢的催化。

用计量泵将油浆阻垢剂注入在油浆泵的入口管线，装置开工正常后注入，第一周注入量为原油加工量的100～200μg/g，一周后注入量降至80～120μg/g。目前，国内使用油浆阻垢剂的催化裂化装置，油浆换热器换热效率与开工初期的换热效率相同，温度保持不变，保证了装置的满负荷生产，达到了节能降耗、装置平稳、安全运行的目的。

可以说，每一种炼油助剂的开发和使用都是适应了当时炼油技术的发展。目前，随着原油重质化、劣质化、清洁燃料需求量的增加和环保法规的严格，对炼油工艺和石油产品提出了更高的要求，炼油助剂的性能也在不断提高，产品实现了升级换代，而新开发的产品也逐步进入炼油行业，以满足炼油工艺发展的要求。