顶循环

重油催化裂化装置的顶循环油 （以下简称顶循） 系统是分馏塔最容易腐蚀和结盐的部位， 如何延长顶循系统相关设备的运行周期， 提高设备运行效率， 一直是分馏系统防腐工作的重点和难点。

形成腐蚀的原因腐蚀机理在与顶循介质相关的设备垢样中均检测出比例较高的S、 Cl元素。这些元素与顶循中所含的水分形成H2S-HCl-H2O类型的腐蚀环境，在此环境中H2S与HCl互相作用构成循环腐蚀。

钢铁材质在H2S-HCl-H2O环境中发生如下电化学反应：

Fe —→Fe2++2e

Fe2++2Cl-—→ FeCl2

FeCl2+H2S —→FeS↓+2HCl

Fe2++HS-—→ FeS↓+H+

2H++2e —→H2↑

由以上反应可见，当Cl-存在时， H2S与Fe发生腐蚀反应生成FeS沉淀，同时生成更具电离性的强酸HCl。 HCl更快地作用于Fe，使其电离生成Fe2+，加速了FeS的形成，造成恶性循环。

加重腐蚀的因素该装置再吸收塔原设计用催化柴油（以下简称柴油）作为吸收剂。柴油从分馏塔（C-2201） 16层抽出，经过换热后冷却至40 ℃时进入再吸收塔（C-2303） 25层（或30层） 。由于多产异构烷烃（MIP）工艺的柴油密度高、黏度大，流动性能差，贫吸收油循环量不到设计值的1/3即造成严重的雾沫夹带，致使吸收效果差，干气带液非常严重。1

改进措施1、提高塔顶循环温度

如果顶循返塔温度过低，当其与上升气相接触时，部分露点温度以下的液相水可能未来得及汽化，便被带入塔盘液相，导致顶循系统产生露点腐蚀。如果能够提高顶循返塔温度，或降低塔顶水汽分压，就可以减少液相水返回顶循系统的趋势，缓解露点腐蚀。

根据分馏塔上部压力、实际烃类组成，以及反应、分馏部分的总注气量，计算出该装置分馏塔顶的水汽分压为0.130MPa（a），对应水汽的饱和温度为107℃。就分馏塔实际工况而言，为了减小酸性介质在液态水中电离导致对设备的强腐蚀，应控制顶循返塔温度不低于107 ℃。在保证汽油干点的前提下，通过增加冷回流量，可提高顶循返塔温度，同时进一步提高塔顶上升气体的油气分压，降低塔顶水汽分压。操作调整后，冷回流量增加至70 t/h，顶循返塔温度上升至112 ℃。

2、降低贫吸收油循环量

降低贫吸收油循环量，可以减少对硫化氢的吸收，使随富吸收油返塔的硫化氢总量减少，降低硫化氢在顶循系统中富集的浓度。装置在使用柴油做吸收介质时，贫吸收油设计循环量为120 t/h。以顶循做吸收剂后，贫吸收油循环量一直控制在110 t/h。从操作上来看，当贫吸收油循环量上升至65 t/h，再吸收塔底温度便不再上升，说明已经吸收饱和。

由于贫吸收油温度较低，作为脱吸塔热源对塔底热负荷贡献较小，且塔底温度仍有调节余地，因此将贫吸收油循环量从110 t/h降低至70 t/h。从干气分析数据来看，贫吸收油降量后C3以上组分无明显上升。

3、富吸收油返顶循改造

为了减小顶循系统中硫化氢富集，应当使富吸收油返塔中的硫化氢组分尽可能扩散到塔顶气相中去。提高富吸收油返塔温度，可加速富吸收油中硫化氢向气相挥发。催化装置以冷回流控制分馏塔顶温，停用顶循系统，将富吸收油返塔由冷回流调节阀返塔改为顶循流控阀返塔。改造后，由于顶循返塔温度较高，因此可以投用贫富吸收油换热器，提高富吸收油温度。这样有助于顶循返塔混合后显著升温，使更多硫化氢挥发至气相。1

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学