CN100398175C - 常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置 - Google Patents
常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置，在常减压蒸馏塔与冷凝冷却器之间设置有防腐蚀罐，防腐蚀罐通过管道与常减压蒸馏塔和冷凝冷却器相联通。防腐蚀罐内设置有液体分布器和非金属填料，在防腐蚀罐内加入水以及缓蚀剂，从液体分布器淋洒到非金属填料上，与油气中的酸性气体腐蚀介质进行吸收和反应中和，油汽中水分在防腐蚀罐内产生水蒸气“露点”，并形成含水液相，控制“露点”在防腐蚀罐内，使得其后的设备不再产生“露点”腐蚀现象，解决了常减压蒸馏塔后冷凝冷却器等设备以及管道的腐蚀问题，提高了设备的使用寿命。它具有设计合理、结构简单、防腐性能好、生产成本低等优点，可在炼油设备上推广使用。
Description
技术领域
本发明属于炼油厂设备防腐蚀技术领域，具体涉及到常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置。
背景技术
炼油厂设备塔顶系统低温部位的HCl-H2S-H2O系统或HCl-H2O系统的腐蚀极其严重，典型部位是常减压蒸馏塔的塔顶塔盘及部分挥发线管道、冷凝冷却器、油水分离器、放水口等部位。尤其是冷凝冷却器中汽液相转变的“露点”部位最为严重。腐蚀原因主要是原油含盐引起的，加工过程中，原油中的MgCl2和CaCl2加热水解生成强烈的腐蚀介质HCl，生成的HCl和由硫化物等加热分解生成的H2S随挥发油汽进入常减压蒸馏塔顶部的冷凝冷却系统。当油汽冷凝结露出现小水滴时，HCl、H2S溶于水，少量的初凝水中溶入了过量的HCl、H2S，形成PH很低的腐蚀十分严重的酸性物质。据研究，此时将有50％的HCl溶解在5％的初凝水中，几乎全部HCl溶解于先凝结的20％的水中。而且不管其后冷凝水的PH值多高，初凝水中HCl的浓度都很高，构成强酸性腐蚀环境。因此，只要油汽中存在HCl及水蒸气，“露点”腐蚀就不可避免，H2S的存在，可对该部位的腐蚀加速，它和HCl相互促进构成严重腐蚀。腐蚀形态为全面腐蚀和局部腐蚀，以坑蚀穿孔最为突出。腐蚀速度极为惊人，如无任何工艺防腐措施，碳钢腐蚀速度高达20mm/年以上。特别是近年来，国内一些老油田趋于中后期，原油质量日趋变差，原油含硫量及酸值不断上升，炼油设备的腐蚀问题变得更加突出，尽管各炼厂采取了不少防腐措施，腐蚀问题依然十分严峻，有资料统计炼油厂常减压蒸馏塔的塔顶设备低温部位损坏占总损坏数量的72.1％，腐蚀速率仍达每年2mm，有时一台新冷凝器运行一年左右就报废，给炼油厂造成极大的经济损失，影响了炼油厂的正常生产。
目前，炼油厂低温HCl-H2S-H2O系统的防腐措施国内主要为“一脱三注”，合理选材以及采用涂层和衬里，“一脱三注”是电脱盐、注水、注氨、注化学药剂。由于电脱盐的破乳剂、“三注”的中和剂和缓蚀剂效果有限，加之注入量多少，工艺参数的波动，原油性质复杂多变以及操作工的技术水平高低，责任心大小等因素的影响，使得“一脱三注”防止露点腐蚀效果更为有限。相关设备可以采用防腐材料防止露点腐蚀，但是能抵制这样复杂多变、日趋严峻的腐蚀环境的材料几乎没有，尤其是HCl+H2O腐蚀环境，根据实验研究，在盐酸的稀溶液中，能产生防腐的材料几乎都是价格昂贵，难以承受，且防腐效果仍十分有限。而涂层和衬里防腐在冷凝冷却器冷却内壁实施困难。低温HCl-H2S-H2O电化学露点腐蚀仍是较为复杂尚未解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述炼油厂设备塔顶系统低温部位防腐设备的缺点，提供一种设计合理、结构简单、防腐性能好、生产成本低的常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置。
解决上述技术问题采用的技术方案是：在常减压蒸馏塔与冷凝冷却器之间设置有防腐蚀罐，防腐蚀罐通过管道与常减压蒸馏塔和冷凝冷却器相联通。
本发明的防腐蚀罐为：在罐体的上端设置有通过管道与常减压蒸馏塔相联通的油汽入口管、下端设置有通过管道与冷凝冷却器相联通的油汽出口管，在罐体内的上部设置有安装在液体分布器支撑架上的液体分布器，液体分布器与穿插出罐体外的液体分布器进口管相联通，在罐体内的下部设置有安装在填料支架上的填料支撑板，填料支撑板上设置有非金属填料，在非金属填料上设置有或不设置填料压板。
本发明防腐蚀罐的液体分布器为：在一个环形管状体上加工有淋液孔。
本发明防腐蚀罐的液体分布器上的淋液孔与罐体轴线的夹角为30°～60°，淋液孔的孔径为3～10mm，一圈淋液孔与相邻一圈淋液孔交错排列，一个淋液孔与相邻一个淋液孔的孔心距为孔径的2～5倍。
本发明防腐蚀罐内的非金属填料为散堆填料。
本发明防腐蚀罐内的散堆填料为鲍尔环非金属填料或阶梯环非金属填料或矩鞍环非金属填料。
本发明采用在炼油厂的常减压蒸馏塔与冷凝冷却器相联通的管道上设置防腐蚀罐，防腐蚀罐内设置有液体分布器和非金属填料，在防腐蚀罐内加入冷凝冷却器之后的油水分离器分离的水以及缓蚀剂，从液体分布器淋洒到非金属填料上，与油气中的酸性气体腐蚀介质进行吸收和反应中和，油汽中水分在防腐蚀罐内产生水蒸气“露点”，并形成含水液相，控制“露点”在防腐蚀罐内，使得其后的设备不再产生“露点”腐蚀现象，解决了常减压蒸馏塔后的冷凝冷却器等设备以及管道的腐蚀问题，提高了设备的使用寿命。本发明具有设计合理、结构简单、防腐性能好、生产成本低等优点，可在炼油设备上推厂便用。
附图说明。
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是图1中防腐蚀罐2的结构示意图。
图3是图2中液体分布器2-3的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1中，本实施例的常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置由常减压蒸馏塔1、防腐蚀罐2、冷凝冷却器3联接构成。
常减压蒸馏塔为炼油厂在生产过程中将原油分离成汽油、煤油、柴油等的装置，常减压蒸馏塔1通过管道与防腐蚀罐2相联通，防腐蚀罐2通过管道与冷凝冷却器3相联通。
图2、3给出了本发明的防腐蚀罐2的结构示意图。在图2、3中，本实施例的防腐蚀罐2由油汽入口管2-1、罐体2-2、液体分布器2-3、液体分布器进口管2-4、液体分布器支撑架2-5、填料压盖2-6、非金属填料2-7、填料支撑板2-8、填料支架2-9、油汽出口管2-10联接构成。在罐体2-2的上端焊接联接有油汽入口管2-1、下端焊接联接有油汽出口管2-10，油汽入口管2-1和油汽出口管2-10与罐体2-2焊接联接、且与罐体2-2内相联通，油汽入口管2-1通过管道与常减压蒸馏塔1相联通，油汽出口管2-10通过管道与冷凝冷却器3相联通。在罐体2-2内的上部焊接联接有液体分布器支撑架2-5，液体分布器支撑架2-5上安装有液体分布器2-3，液体分布器2-3与液体分布器进口管2-4相联通，液体分布器进口管2-4的端部穿插出罐体2-2外。
本实施例的液体分布器2-3为圆环形，在液体分布器2-3的下圆环面上加工有淋液孔，淋液孔的中心线与罐体2-2轴线的夹角为45°，在同一水平截面上，一个淋液孔与相邻一个淋液孔交错排列，淋液孔的孔径为6mm，一个淋液孔与相邻一个淋液孔的孔心距为18mm。本实施例的缓蚀剂采用市场购买的中和性缓蚀剂，中和性缓蚀剂包括型号为YF-97中和性缓蚀剂、型号为BC-951中和性缓蚀剂。水和缓蚀剂从液体分布器进口管2-4进入到液体分布器2-3，从液体分布器2-3的淋液孔在罐体2-2内向下喷出。
在罐体2-2内的下部焊接有填料支架2-9，填料支架2-9上用螺纹紧固联接件固定安装有填料支撑板2-8，填料支撑板2-8上放置有非金属填料2-7，非金属填料2-7用于减小油气的流速，本实施例的非金属填料2-7采用鲍尔环非金属填料，非金属填料2-7为散堆填料。水和缓蚀剂与油气中的酸性气体腐蚀介质进行吸收和反应中和，油汽中水分在防腐蚀罐2内产生水蒸气“露点”，并形成含水液相，控制“露点”在防腐蚀罐2内，使得其后的设备不再产生“露点”腐蚀现象。在非金属填料2-7上放置有填料压板2-6，填料压板2-6用于将非金属填料2-7固定，使非金属填料2-7不能在罐体2-2内移动。
实施例2
在本实施例中，本实施例的液体分布器2-3为圆环形，在液体分布器2-3的下圆环面上加工有淋液孔，淋液孔的中心线与罐体2-2轴线的夹角为30°，在同一水平截面上，一个淋液孔与相邻一个淋液孔交错排列，淋液孔的孔径为3mm，一个淋液孔与相邻一个淋液孔的孔心距为6mm。填料支撑板2-8上放置的非金属填料2-7是鲍尔环非金属填料，为散堆填料。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3
在本实施例中，本实施例的液体分布器2-3为圆环形，在液体分布器2-3的下圆环面上加工有淋液孔，淋液孔的中心线与罐体2-2轴线的夹角为60°，在同一水平截面上，一个淋液孔与相邻一个淋液孔交错排列，淋液孔的孔径为10mm，一个淋液孔与相邻一个淋液孔的孔心距为50mm。填料支撑板2-8上放置的非金属填料2-7是鲍尔环非金属填料，为散堆填料。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例4
在实施例1～3中，填料支撑板2-8上放置的非金属填料2-7是阶梯环非金属填料，为散堆填料。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例5
在实施例1～3中，填料支撑板2-8上放置的非金属填料2-7是矩鞍环非金属填料，为散堆填料。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例6
在实施例1～5中，填料支撑板2-8上放置的非金属填料2-7上不放置填料压盖2-6。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
实施例7
在实施例1～6中，填料支撑板2-8上放置的非金属填料2-7散堆填料可固定成大块填料，可以固定成圆柱形填料或其它形状填料。其它零部件以及零部件的联接关系与相应的实施例相同。
本发明的工作原理如下：
从常减压蒸馏塔流出的油汽经过管道由油汽入口管2-1进入到罐体2-2内，水和缓蚀剂，从液体分布器进口管2-4流入到液体分布器2-3，从液体分布器2-3的淋液孔在罐体2-2内向下喷出，油气和缓蚀剂进入到非金属填料2-7内，水和缓蚀剂与油汽中HCl、H2S酸性气体进行吸收中和反应，同时，油汽中的水蒸气在防腐蚀罐2内形成“露点”，油汽出口的油汽成为含液相水的流体，控制“露点”在防腐蚀罐内，使得管道内、冷凝冷却器3以及其它设备内不再产生“露点”腐蚀现象。解决了腐蚀介质对管道以及常减压蒸馏塔1后设备的腐蚀问题。
Claims (5)
1.一种常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置，其特征在于：在常减压蒸馏塔(1)与冷凝冷却器(3)之间设置有防腐蚀罐(2)，防腐蚀罐(2)通过管道与常减压蒸馏塔(1)和冷凝冷却器(3)相联通；
上述的防腐蚀罐(2)为：在罐体(2-2)的上端设置有通过管道与常减压蒸馏塔(1)相联通的油汽入口管(2-1)、下端设置有通过管道与冷凝冷却器(3)相联通的油汽出口管(2-10)，在罐体(2-2)内的上部设置有安装在液体分布器支撑架(2-5)上的液体分布器(2-3)，液体分布器(2-3)与穿插出罐体(2-2)外的液体分布器进口管(2-4)相联通，在罐体(2-2)内的下部设置有安装在填料支架(2-9)上的填料支撑板(2-8)，填料支撑板(2-8)上设置有非金属填料(2-7)，在非金属填料(2-7)上设置有或不设置填料压板(2-6)。
2.按照权利要求1所述的常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置，其特征在于所说的液体分布器(2-3)为：在一个环形管状体上加工有淋液孔。
3.按照权利要求1或2所述的常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置，其特征在于所说的液体分布器(2-3)上的淋液孔与罐体(2-2)轴线的夹角为30°～60°，淋液孔的孔径为3～10mm，一圈淋液孔与相邻一圈淋液孔交错排列，一个淋液孔与相邻一个淋液孔的孔心距为孔径的2～5倍。
4.按照权利要求1所述的常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置，其特征在于所说的非金属填料(2-7)为散堆填料。
5.按照权利要求4所述的常减压塔顶系统露点控制防腐蚀装置，其特征在于所说的散堆填料为鲍尔环非金属填料或阶梯环非金属填料或矩鞍环非金属填料。
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