CN106221804B - 一种降低加氢装置汽提塔顶回流系统结盐和腐蚀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及降低加氢装置汽提塔顶回流系统结盐和腐蚀的方法，是在汽提塔顶部回流流程上，增设副线抽出流程，该副线抽出流程包括注水、二次萃取器和长周期脱水器。回流罐排出的油相经过回流罐增压泵后分为三条管线，第一股返回汽提塔，第二股出装置，第三股返回塔顶回流罐。本发明实现加氢装置长周期稳定运行。

Description

一种降低加氢装置汽提塔顶回流系统结盐和腐蚀的方法
技术领域
本发明涉及降低加氢装置汽提塔顶回流系统结盐和腐蚀的方法，具体地讲，涉及一种在渣油加氢装置中腐蚀和结盐比较严重的汽提塔顶回流系统，进行降低结盐和腐蚀的方法，以及对类似加氢装置的类似塔类进行同样改造，实现加氢装置长周期稳定运行。
背景技术
渣油加氢是处理高含盐、高金属渣油的一种方法，由于渣油加氢原料的劣质化，导致渣油加氢装置腐蚀和结盐情况严重，尤其在渣油加氢装置汽提塔的顶部存在严重的铵盐堵塞和设备腐蚀的问题。
来自反应部分的热低分油与经预热后的冷低分液混合后一起进入渣油加氢汽提塔，渣油加氢汽提塔是反应馏分进入的第一步分馏。
渣油原料中存在硫、氯、氮等元素，进入渣油加氢反应后以硫化氢、氯化氢、氨等腐蚀和结盐介质形态存在。在第一步分馏时会随着温度的降低和冷凝水的出现，导致形成大量的盐溶液和酸性溶液，进一步累积后产生腐蚀和结盐。特别的讲，渣油加氢反应馏分油第一步分馏时，在汽提塔顶系统出现的腐蚀和结盐是渣油加氢装置中腐蚀和结盐的重灾区。
汽提塔底采用4.0MPa蒸汽汽提，塔顶温度约为155℃，塔顶压力1.03MPa，塔顶抽出分别经过汽提塔顶空冷器、汽提塔顶后冷器后，进入汽提塔顶回流罐进行油、水、气三相分离。汽提塔顶回流罐排出的酸性水经过脱气后进入后续的汽提装置，回流罐排出的气相去加氢裂化脱硫。回流罐排出的油相经过回流罐增压泵后分为三条管线，一股返回汽提塔，一股出装置，另外一股返回塔顶回流罐。
回流罐增压泵后的返回汽提塔的物料压力约为2.22MPa，返塔温度约为44.5℃，返回汽提塔的流量与汽提塔顶抽出的总流量之比为65~85%（w/w），根据塔顶温度在合理范围内调控返塔流量和出塔顶物料流量，自回流罐油料抽出至后续油料流程上经常发现结盐和腐蚀现象。
回流罐增压泵后的返回回流罐的物料流量为5~10t/h，约占汽提塔顶抽出总量的25%~50%（w/w），返回塔顶回流罐的物料可以很方便的通过旁路调节回流增压泵后出装置物料的流量，但是加剧了回流罐内的油水乳化程度，使得回流罐的油水分离效果变差。
针对大部分的渣油加氢汽提塔顶部系统的除盐和防腐，为了减轻塔顶管道和换热器的腐蚀，传统的方法一般采用在汽提塔顶部管道注入缓蚀剂，除了缓蚀剂的价格昂贵，缓蚀剂效果在一些加氢装置分馏塔并不如意。
又由于渣油加氢汽提塔顶回流存在一定量的固体杂质，常用的在塔进料处注水方法难以实现长周期脱水。因此，亟待开发一种低能耗、效率高、操作简单、运转周期长的方法。
旋转的流体形态为萃取提供了高效传质和快速扩散的条件，相比于中国专利ZL201310556596.9一种旋流式强化吸附重金属离子的方法，轴向进料径向旋转流态是旋流流态的一种改进和优化，摒弃其使用密度差达到的分离指标，而是借用其强化吸附和传质的特性，来实现深度萃取过程，NH3、H2S、HCl等无机物从油分扩散到水滴的扩散速率得到加强。其中针对本领域中的应用，需约定轴流萃取的离心半径（芯管直径）和进料流速。
结合先进的高分子材料科学，改性纤维的聚结分离常见于最近的中国专利ZL201410211201.6、ZL 201410211202、ZL 201410210930.X、ZL 201410210965.3等描述了纤维聚结用于油水分离过程，使用寿命长、无二次污染，在脱戊烷塔进料脱水和脱戊烷塔回流油脱水过程，分别使用纤维脱水及改性纤维脱水，我们需控制纤维脱水的生产材料、空隙率、停留时间和表观速度，以满足此工况条件下的脱水指标。
发明内容
本发提供了一种降低加氢装置汽提塔顶回流系统结盐和腐蚀的方法，在渣油加氢装置中腐蚀和结盐比较严重的汽提塔顶回流系统，进行降低结盐和腐蚀的方法，以及对类似加氢装置的类似塔类进行同样改造，实现加氢装置长周期稳定运行。
本发明具体技术方案是：
一种降低加氢装置汽提塔顶回流系统结盐和腐蚀的方法，是在汽提塔顶部回流流程上，增设副线抽出流程，该副线抽出流程包括注水、二次萃取器和长周期脱水器。
进一步的，回流罐排出的油相经过回流罐增压泵后分为三条管线，第一股返回汽提塔，第二股出装置，第三股返回塔顶回流罐。
进一步的，副线抽出的位置在返回塔顶回流罐的管线流程(F2)上，或在返回汽提塔的管线流程(F1)上。
进一步的，副线抽出流程中控制抽出的油流量，当汽提塔顶部回流油盐含量大于5mg/L时，副线抽出流量不小于回流泵总流量的10%(w/w)。
进一步的，注水为除盐水或者净化水，注水压力需比副线抽出油的压力高0.2MPa，当汽提塔顶部回流油盐含量大于5mg/L或者汽提塔顶的设备腐蚀速率高于2mm/年时，注水流量与抽出油流量的比例（w/w）不低于10%。
进一步的，注水过程的注水方向与油相流向角度垂直两者流通均采用圆管流通，两圆管内径之比为2:1，注水管中心距离油相管的直线末端至少为3倍油相管直径长度。
进一步的，二次萃取使用强化液滴旋转的方法，强制更新分散水滴表面的盐离子，油水界面高速剪切使得盐离子扩散更加彻底，流体的平均圆周速度在4~8m/s范围内，使用锥度萃取芯管，在半径较大的芯管一端进料，缩径的一端出料；
进一步的，使用顺向编织的聚结纤维进行聚结脱水，避免固体杂质破坏脱水纤维，在顺向编织的聚结纤维层的停留时间不小于50秒，流速不超过0.03m/s。
本发明有效解决了加氢装置中腐蚀和结盐比较严重的汽提塔的腐蚀结盐问题，增实现加氢装置长周期稳定运行。
附图说明
图1 副线抽出方案一示意。
图2副线抽出方案二示意。
图3 副线抽出处理流程。
图4注水过程示意图。
图5是注二次萃取过程示意图。
图6是盐水分离过程示意图。
具体实施方式
一种降低加氢装置汽提塔顶回流系统结盐和腐蚀的方法，在汽提塔顶部回流流程上，增设副线抽出流程，副线抽出流程包括注水、二次萃取器和长周期脱水器，图3所示为抽出物料进行除盐处理的流程。
在一种优选方式中，回流罐排出的油相经过塔顶增压泵后分为三条管线，一股返回汽提塔，一股出装置，另外一股返回塔顶回流罐。副线抽出的位置可以选择在返回塔顶回流罐的管线流程上，如图1所示，也可以选在返回汽提塔的管线流程上，如图2所示。
所述副线抽出流程需控制抽出的油流量，当汽提塔顶部回流油(塔顶增压泵后取样)盐含量大于5mg/L时，副线抽出流量不小于回流泵总流量(F1+F2+F3)的10%(w/w)。
所述副线抽出中的注水过程，利用盐的结盐和腐蚀性介质在水中易溶解的原理，注入除盐水或者净化水，注入水的压力需比抽出处压力至少高0.2MPa，注水量根据腐蚀情况而定。当汽提塔顶部回流油盐含量大于5mg/L或者汽提塔顶的设备腐蚀速率高于2mm/年时，注水流量与抽出油流量的比例（w/w）不低于10%。
在另一种优选方式中，注水过程的注水方向与油相流向角度垂直两者流通均采用圆管流通，两圆管直径之比为2:1，注水管中心距离油相管的直线末端至少为3倍油相管直径长度，保证分散停留时间；
在另一种优选方式中，二次萃取使用强化液滴旋转的方法，强制更新分散水滴表面的盐离子，油水界面高速剪切使得盐离子扩散更加彻底，流体的平均圆周速度在4~8m/s范围内；使用锥度萃取芯管，在半径较大的芯管一端进料，缩径的一端出料，保证在动量衰减的流动中圆周速度的均衡稳定。
在另一种优选方式中，使用顺向编织的聚结纤维进行聚结脱水，避免固体杂质破坏脱水纤维，在顺向编织的聚结纤维层的停留时间不小于50秒，流速不超过0.03m/s。
实施例
某石化300万吨/年渣油装置由于进料油品中的硫、氯等多种杂质的存在，导致汽提塔顶循环油系统盐含量过高，随着运行时间的增长，含盐量不断增加，更多盐类的结晶堵塞塔盘、空冷、循环泵和管线，使得冲塔可能性加大，而且结晶颗粒增大了设备冲刷磨损，危及安全生产和增加了操作难度。同时，在汽提塔顶回流系统中的空冷、换热器、加压泵、管线等发生腐蚀现象。测得汽提塔顶部回流油盐含量约为6mg/L。
为了减轻塔顶管道和换热器的腐蚀，装置采用在返回汽提塔的管线流程上间歇性注水，结果表明该方法注水量大，造成污水量骤增，而且尝试多种脱水技术都没有实现高效、长周期脱水，导致塔顶产品不合格、汽提塔蒸汽能耗增大。
采用本技术方案，副线抽出的位置选择在返回塔顶回流罐的管线流程上。副线抽出流量为回流油总流量的10%(w/w)，注水流量与返回回流罐油流量的比例（w/w）为15%。抽出油压力1.4MPa，注水压力1.6MPa，注水圆管内径为50mm，油线圆管内径100mm，油线圆管末端距离注水中心线250mm。二次萃取中的单个锥度萃取芯管直径75mm，单个芯管轴向进料流量14.2m3/h，计算得出圆周速度在5m/s。顺向编织纤维的层间距为1mm，物料在纤维内停留时间50秒，流经速度0.03m/s。
使用本技术运行15天后，消除了渣油加氢装置汽提塔塔顶回流系统结盐；消除因洗塔操作而产生的污水、污油；降低塔顶回流系统腐蚀速率至0.2mm/年以内，提高系统运行寿命。
使用本技术运行300天后，注水、二次萃取器和长周期脱水器仍反保持稳定工况，渣油加氢装置汽提塔塔顶油中盐含量持续低于1mg/L，本发明有效解决了加氢装置中腐蚀和结盐比较严重的汽提塔的腐蚀结盐问题，增实现加氢装置长周期稳定运行。

Claims (5)

1.一种降低加氢装置汽提塔顶回流系统结盐和腐蚀的方法，是在汽提塔顶部回流流程上，增设副线抽出流程，该副线抽出流程包括注水、二次萃取器和长周期脱水器；
所述回流罐排出的油相经过回流罐增压泵后分为三条管线，第一股返回汽提塔，第二股出装置，第三股返回塔顶回流罐；
所述副线抽出的位置在返回塔顶回流罐的管线流程(F2)上，或在返回汽提塔的管线流程(F1)上；
所述副线抽出流程中控制抽出的油流量，当汽提塔顶部回流油盐含量大于5mg/L时，副线抽出流量不小于回流泵总流量的10%w/w。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，注水为除盐水或者净化水，注水压力需比副线抽出油的压力高0.2MPa，当汽提塔顶部回流油盐含量大于5mg/L或者汽提塔顶的设备腐蚀速率高于2mm/年时，注水流量与抽出油流量的比例不低于10%w/w。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，注水过程的注水方向与油相流向角度垂直，两者流通，均采用圆管流通，两圆管内径之比为2:1，注水管中心距离油相管的直线末端至少为3倍油相管直径长度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，二次萃取使用强化液滴旋转的方法，强制更新分散水滴表面的盐离子，油水界面高速剪切使得盐离子扩散更加彻底，流体的平均圆周速度在4~8m/s范围内，使用锥度萃取芯管，在半径较大的芯管一端进料，缩径的一端出料。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用顺向编织的聚结纤维进行聚结脱水，避免固体杂质破坏脱水纤维，在顺向编织的聚结纤维层的停留时间不小于50秒，流速不超过0.03m/s。
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