一种常压塔顶油气洗涤脱氯装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种常压塔顶油气洗涤脱氯装置及方法。所述装置包括卧式罐体、旋流混合筒、气相出口、分水包、挡板和脱氯油出口；旋流混合筒包括同轴设置的外筒体和内筒体，内筒体固定于外筒体顶部封头下方，内筒体下端封闭，上端与外筒体顶部封头中心的油气入口连通，内筒体筒壁上从下至上、从无到有设置开孔，内筒体外壁与外筒体内壁之间的环形空间内设有螺旋导叶。所述方法包括旋流接触洗涤、三相分离、水洗水循环等过程。本发明专利技术为后续装置构建稳定的、腐蚀可控的环境，降低后续装置的选材，延长装置的检修周期，未增加装置能耗，带来了较大的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种常压塔顶油气洗涤脱氯装置及方法
本专利技术属于石油化工领域，涉及油气中腐蚀性氯化物的洗涤脱除，具体地说，涉及一种常压塔顶油气洗涤脱氯装置及方法。
技术介绍
随着原油的劣质化，原油中的硫、氮、氯等腐蚀性杂质含量显著增加，在加工过程中引起的诸多腐蚀问题已成为影响装置长周期安全生产的重要因素。含氯原料油加工过程中水解或受热分解生成的HCl，在低温部位溶于凝结水形成有强腐蚀性的“盐酸”，或在有NH3存在的条件下生成NH4Cl。NH4Cl在冷凝冷却系统一方面以固体的氯化铵结盐形式析出，积聚后造成系统堵塞；另一方面，由于NH4Cl具有吸湿性，可以从气态流体中吸收水分，造成NH4Cl盐的垢下腐蚀。这类由氯离子引起的氯化铵结盐和盐酸腐蚀，导致设备的氯化铵盐堵塞、穿孔泄漏等失效事故，造成装置降量生产或停工处理，已成为影响炼化企业长周期安全稳定运行的突出问题。加之常减压蒸馏装置往往处于炼厂流程的前端，非计划停工事故有可能导致全流程的停工，造成巨大经济损失，严重影响着企业的经济效益。目前国内外常见的常压塔顶氯化物腐蚀防护措施主要有注中和剂(胺)、注缓蚀剂、注水以及提高材料等级等措施。注水一方面将气相物流中氯吸收到水中避免氯化铵盐的形成，防止露点腐蚀，另一方面将已形成的氯化铵盐溶解到水中，以免堵塞管路和设备。因此降低系统中液相氯离子浓度，避免气相氯化铵结盐，成为控制系统腐蚀的关键。针对常压塔顶油气的处理，现有技术中普遍采用的一般工艺流程是：温度为110～180度的油气引出常压塔顶后，进行注剂(包括注有机胺、缓蚀剂或中和剂)和注水，注剂注水后油气温度降至105～120度，再用换热器对油气进行取热，油气温度降至85～100度后进入回流罐。由于此处存在露点腐蚀，且腐蚀较为严重，往往会设置复线或备用设备以便检修。经过回流罐的分离作用，油相(部分)回流至常压塔或(部分)冷却后出装置，水相循环使用或出装置，气相冷却后进入后续处理。虽然采取了一定工艺防腐措施，但常压塔顶冷却系统氯化物腐蚀问题仍然较普遍较严重，防腐措施不能完全消除系统的腐蚀，且每年会投入较大药剂费用；加之原油切换频繁、操作不稳定时易出现露点漂移，导致管线、换热器腐蚀严重，造成检维修费用高，且常压装置位于整个炼油装置的前端，一旦停工有可能导致整个炼厂的停工，损失非常大。目前注水往往采用注水喷嘴甚至无喷嘴直接将水注入油气管线或设备，由于注水管径相对油气工艺管线尺寸较小，注入的水无法均匀分散的与油气接触，注水效果得不到保障；对于正在服役的设备管线系统，由于采购、运输、存储等原因，炼油企业实际加工原油与设计加工原油往往有较大差别；同时，原油劣质化且加工油品切换较为频繁，工艺操作难以稳定，出现注水量不足、露点位置的前后漂移，使得已设的注水、注剂设施能力不足，原设计的设备管线、工艺防腐措施不能很好适应从而系统发生露点腐蚀、NH4Cl盐的垢下腐蚀、冲蚀等，对现有设备、管道带来较大的腐蚀风险。目前，石油化工领域中降低含氯量的另一种方法是设置脱氯设备。中国专利CN209093016U(一种重整装置稳定塔顶不凝气脱氯设备)公开了一种重整装置稳定塔顶不凝气脱氯设备，塔顶气相通过该脱氯设备，在脱氯剂的作用下塔顶气中的氯离子得到脱除；中国专利CN204918487U(一种烷基化油脱氯设备)公开了一种烷基化油脱氯设备，通过设置两级脱氯罐，在脱氯剂的作用下使烷基化油中的含氯量降低。但是脱氯罐往往压降较大，一方面增加装置能耗，另一方面在常压塔顶这类操作压力较低的系统中并不适用。中国专利CN205379839U(漩涡式脱氯装置)公开了一种快速溶解氯离子并固液分离的一种漩涡式脱氯装置，通过漩涡式冲洗、螺旋搅拌、二次清水冲洗，可快速将泥沙中的氯离子脱除并进行固液分离。该装置主要用于脱除固相中的氯离子，与脱除气相占大多数的介质中氯离子的技术不相同，并且装置中存在转动部件，增加了装置能耗，易出现故障。综上所述，原油的劣质化、工艺操作的波动造成常压塔顶腐蚀情况愈加严重，且常减压装置往往是炼油企业前端的加工流程，停工可能造成全厂的停工。加之各炼油企业对检修周期越来越长的要求，对稳定的、腐蚀可控的常压塔顶操作系统的需求更加迫切，因此，急需开发一种适用于常压塔顶这类低压系统中更有效降低油气中氯腐蚀设备及方法，为后续操作建立稳定可控的腐蚀环境。
技术实现思路
为了解决现有常压塔顶氯化物腐蚀风险大、腐蚀不可控的问题，本专利技术提供了一种常压塔顶油气洗涤脱氯装置及方法。本专利技术提供的常压塔顶油气洗涤脱氯装置包括卧式罐体以及沿卧式罐体轴线从左至右依次设置的旋流混合筒、气相出口、分水包、挡板和脱氯油出口；旋流混合筒设于卧式罐体左端顶部外侧，气相出口设于卧式罐体顶部，分水包设于卧式罐体底部外侧，分水包底部设有含氯水出口，挡板设于分水包下游的卧式罐体底部，脱氯油出口设于挡板下游的卧式罐体底部；所述旋流混合筒包括同轴设置的外筒体和内筒体，外筒体下端敞口，旋流混合筒以其外筒体下端与卧式罐体固定连接并连通，内筒体固定于外筒体顶部封头下方，内筒体下端封闭，上端与外筒体顶部封头中心的油气入口连通，内筒体筒壁上从下至上、从无到有设置开孔，内筒体外壁与外筒体内壁之间的环形空间内设有螺旋导叶；外筒体顶部封头上设有与所述环形空间连通的水洗水入口。所述外筒体下端可伸入卧式罐体内，其下端可为扩口状、直筒状或锥形收口状。所述内筒体筒壁上的开孔沿筒壁周向均匀分布，开孔为条缝或圆孔、或二者的结合，所述圆孔直径为1～30mm；条缝宽度为1～10mm，长度为10～30mm。为了进一步降低压降、合理分布内筒体上的油气流量，所述内筒体筒壁从下至上可分为开孔率逐步升高、开孔尺度逐步增大的不同区段；最下侧区段为开孔率为零的区段，该区段长度为0.1～5倍内筒体直径，优选为0.5～2倍内筒体直径；中间区段为开孔率较小、开孔尺度也较小的区段，其开孔率和开孔尺度均大于最下侧区段；最上侧区段为开孔率较大、开孔尺度也较大的区段，其开孔率和开孔尺度均大于中间区段；总体而言，距离油气入口越远，开孔率越低，开孔尺度越小。这样开孔的结果是，可减小内筒体的压力降，同时大部份的油气从内筒体上部进入旋流混合筒，洗涤时间长，保证洗涤效果；小部份的油气从内筒体中部进入旋流混合筒，由于开孔小，离开内筒体的速度大，湍流程度大，有助于油气和水洗水的传质，加速油气中的腐蚀性氯离子溶解到水中，内筒体下段不开孔确保了所有油气均与水洗水有足够的接触时间。所述外筒体直径为内筒体直径的1.05～3倍，优选为1.2～2倍内筒体直径。油气入口伸入内筒体，内筒体为圆形筒，下端封闭。在工程上，为了避免维修时底部积液，可开设一个直径为1～10mm泪孔。所述螺旋导叶呈螺旋型，螺旋导叶相邻两叶片间的距离宜为0.1～5倍内筒体直径，优选0.2～2倍内筒体直径。水洗水在重力和惯性的作用下、在螺旋导叶的引导下，在所述环形空间内绕内筒体从上至下做旋流运动，在环形空间内与从内筒体喷出的油气进行接触，不断剪切、破碎从内筒体喷出的油气，螺旋导叶可加大水洗水的湍流程度，水滴高速旋转可提高水洗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常压塔顶油气洗涤脱氯装置，其特征在于：包括卧式罐体以及沿卧式罐体轴线从左至右依次设置的旋流混合筒、气相出口、分水包、挡板和脱氯油出口；旋流混合筒设于卧式罐体左端顶部外侧，气相出口设于卧式罐体顶部，分水包设于卧式罐体底部外侧，分水包底部设有含氯水出口，挡板设于分水包下游的卧式罐体底部，脱氯油出口设于挡板下游的卧式罐体底部；所述旋流混合筒包括同轴设置的外筒体和内筒体，外筒体下端敞口，旋流混合筒以其外筒体下端与卧式罐体固定连接并连通，内筒体固定于外筒体顶部封头下方，内筒体下端封闭，上端与外筒体顶部封头中心的油气入口连通，内筒体筒壁上从下至上、从无到有设置开孔，内筒体外壁与外筒体内壁之间的环形空间内设有螺旋导叶；外筒体顶部封头上设有与所述环形空间连通的水洗水入口。/n

【技术特征摘要】
1.一种常压塔顶油气洗涤脱氯装置，其特征在于：包括卧式罐体以及沿卧式罐体轴线从左至右依次设置的旋流混合筒、气相出口、分水包、挡板和脱氯油出口；旋流混合筒设于卧式罐体左端顶部外侧，气相出口设于卧式罐体顶部，分水包设于卧式罐体底部外侧，分水包底部设有含氯水出口，挡板设于分水包下游的卧式罐体底部，脱氯油出口设于挡板下游的卧式罐体底部；所述旋流混合筒包括同轴设置的外筒体和内筒体，外筒体下端敞口，旋流混合筒以其外筒体下端与卧式罐体固定连接并连通，内筒体固定于外筒体顶部封头下方，内筒体下端封闭，上端与外筒体顶部封头中心的油气入口连通，内筒体筒壁上从下至上、从无到有设置开孔，内筒体外壁与外筒体内壁之间的环形空间内设有螺旋导叶；外筒体顶部封头上设有与所述环形空间连通的水洗水入口。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述外筒体下端伸入卧式罐体内，其下端为扩口状、直筒状或锥形收口状。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述内筒体筒壁上的开孔沿筒壁周向均匀分布，开孔为条缝或圆孔、或二者的结合。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述内筒体筒壁从下至上分为开孔率逐步升高、开孔尺度逐步增大的不同区段。


5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的不同区段包括开孔率为零的最下侧区段、开孔率和开孔尺度均大于最下侧区段的中间区段以及开孔率和开孔尺度均大于中间区段的最上侧区段。


6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的最下侧区段的长度为0.1～5倍内筒体直径。


7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述螺旋导叶呈螺旋型，螺旋导叶相邻两叶片间的距离为0.1～5倍内筒体直径。


8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述水洗水入口与内筒体轴线平行，或者与内筒体轴线垂直。


9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在所述旋流混合筒下游靠近旋流混合筒的卧式罐体内壁上设有隔板，隔板为圆板，其上部设有气相通道，下部设有液相通道。


10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述隔板上气相通道的出口上设置有气液分离元件。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈崇刚，李立权，李和杰，邓矛，顾月章，郭为民，于凤昌，裘峰，钱锋，苗普，王宁，张紫菊，陈超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中石化广州工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11