一种常压塔顶油气洗涤脱氯设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种常压塔顶油气洗涤脱氯设备及方法。所述设备包括卧式罐体以及水分散管、油气管、气相出口、分水包、挡板和脱氯油出口；水分散管为一水平直管，其左端为伸至卧式罐体左侧外的水洗水入口，其右端伸入油气管水平段内与油气管水平段同轴重叠设置，其重叠部分形成水分散管重叠段；水分散管重叠段的管壁上从左至右、从无到有设置开孔；水分散管重叠段外壁与油气管水平段内壁之间形成环形洗涤空间。所述方法包括逆流接触洗涤、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设备及方法
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设备及方法。
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的设备及方法，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设备及方法。本专利技术提供的常压塔顶油气洗涤脱氯设备包括卧式罐体以及沿卧式罐体轴线从左至右依次设置的水分散管、油气管、气相出口、分水包、挡板和脱氯油出口；水分散管和油气管均设于卧式罐体内，油气管为90度弯管，其竖直段上端为伸至卧式罐体顶部外的油气入口；水分散管为一水平直管，其左端为伸至卧式罐体左侧外的水洗水入口，其右端伸入油气管水平段内与油气管水平段同轴重叠设置，其重叠部分形成水分散管重叠段；水分散管重叠段的管壁上从左至右、从无到有设置开孔；水分散管重叠段外壁与油气管水平段内壁之间形成环形洗涤空间；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。为了有更好的混合效果，水分散管右端设有端盖，端盖呈圆锥面、球面或椭球面，端盖沿中心向外呈同心圆状开有1～8排端盖孔，端盖孔为圆孔，直径为1～50mm。圆锥面端盖锥形夹角θ为110度～160度，优选为120度～150度，为减少流动阻力，圆锥面端盖与水分散管相连部分可做成圆角过渡，圆角R为5～100mm，优选为20～50mm。所述水分散管重叠段的长度为2～10倍水分散管直径，优选为4～8倍水分散管直径。水分散管重叠段管壁上的开孔为条缝或圆孔、或二者的结合，所述圆孔直径为1～30mm；条缝宽度为1～5mm，长度为10～30mm。为了进一步降低压降、合理分布水分散管上的油气流量，所述水分散管重叠段从左至右可分为开孔率逐步升高、开孔尺度逐步增大的不同区段；最左侧区段为开孔率为零的区段，该区段长度为0.5～5倍水分散管直径，优选为1～3倍水分散管直径；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左侧区段；最右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，距离水洗水入口越远，开孔率越大，开孔尺度越大。这样的结果是，可减小流体在水分散管中的压力降，同时大部分的水洗水从水分散管末端进入油气管，洗涤时间长，保证洗涤效果；小部分的水洗水从水分散管中部进入油气管，由于开孔尺度小，离开分散管的速度大，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，同时重叠段左侧不开孔确保了所有油气均与水洗水有足够的接触时间。作为更一步的优选方案，水分散管重叠段管壁上的开孔沿管壁周向均匀分布，均匀分布的开孔右侧的管壁外侧焊接有钢柱。钢柱也可为圆形、方形或其它任何形状，从减少流动阻力和便于制造的角度考虑，宜为圆形钢柱。钢柱沿管壁周向均布并与开孔交错排列，若为圆形钢柱，直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种常压塔顶油气洗涤脱氯设备，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水分散管、油气管、气相出口、分水包、挡板和脱氯油出口；水分散管和油气管均设于卧式罐体内，油气管为90度弯管，其竖直段上端为伸至卧式罐体顶部外的油气入口；水分散管为一水平直管，其左端为伸至卧式罐体左侧外的水洗水入口，其右端伸入油气管水平段内与油气管水平段同轴重叠设置，其重叠部分形成水分散管重叠段；水分散管重叠段的管壁上从左至右、从无到有设置开孔；水分散管重叠段外壁与油气管水平段内壁之间形成环形洗涤空间；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。/n

【技术特征摘要】
1.一种常压塔顶油气洗涤脱氯设备，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水分散管、油气管、气相出口、分水包、挡板和脱氯油出口；水分散管和油气管均设于卧式罐体内，油气管为90度弯管，其竖直段上端为伸至卧式罐体顶部外的油气入口；水分散管为一水平直管，其左端为伸至卧式罐体左侧外的水洗水入口，其右端伸入油气管水平段内与油气管水平段同轴重叠设置，其重叠部分形成水分散管重叠段；水分散管重叠段的管壁上从左至右、从无到有设置开孔；水分散管重叠段外壁与油气管水平段内壁之间形成环形洗涤空间；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。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述水分散管右端设有端盖，端盖呈圆锥面、球面或椭球面，端盖沿中心向外呈同心圆状开有端盖孔。


3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述端盖孔为圆孔，直径为1～50mm。


4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于：所述端盖呈圆锥面，圆锥面端盖锥形夹角θ为110度～160度。


5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述水分散管重叠段的长度为2～10倍水分散管直径。


6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述水分散管重叠段管壁上的开孔为条缝或圆孔、或二者的结合。


7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述水分散管重叠段从左至右分为开孔率逐步升高、开孔尺度逐步增大的不同区段。


8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于：所述的不同区段包括开孔率为零的最左侧区段、开孔率和开孔尺度均大于最左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右侧区段。


9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于：所述的最左侧区段长度为0.5～5倍水分散管直径。


10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述水分散管重叠段管壁上的开孔沿管壁周向均匀分布，均匀分布的开孔右侧的管壁外侧焊接有钢柱，钢柱沿管壁周向均布并与开孔交错排列。


11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于：所述钢柱高度小于油气管半径与水分散管半径的差值。


12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述水分散管重叠段管壁上的开孔垂直于管壁，或者与管...

【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