CN106345330A - 控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统 - Google Patents
控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106345330A CN106345330A CN201610778253.0A CN201610778253A CN106345330A CN 106345330 A CN106345330 A CN 106345330A CN 201610778253 A CN201610778253 A CN 201610778253A CN 106345330 A CN106345330 A CN 106345330A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- injecting
- injectant
- lower flange
- flange lid
- pipeline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title abstract 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 31
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 31
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 25
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 24
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 21
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 11
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 14
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 14
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000885 Dual-phase steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910001293 incoloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009527 percussion Methods 0.000 description 1
- 230000000505 pernicious effect Effects 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001869 rapid Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000009671 shengli Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
- B01F25/27—Mixing by jetting components into a conduit for agitating its contents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/105—Mixing heads, i.e. compact mixing units or modules, using mixing valves for feeding and mixing at least two components
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F2025/91—Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
- B01F2025/913—Vortex flow, i.e. flow spiraling in a tangential direction and moving in an axial direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F2025/93—Arrangements, nature or configuration of flow guiding elements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统。系统包括圆柱形注剂分配器、限流孔板和注剂混合结构组件，注剂混合结构组件包括上下法兰盖、多相流入口管道、注剂混合管段、注剂集合组件和导流组件，注剂集合组件和导流组件安装在下法兰盖中心通孔内，下法兰盖上部沿圆周周向均布地装有四条与注剂集合组件连接相通的注剂管道，下法兰盖下端经注剂混合管段与底座法兰盖固定；上法兰盖安装在下法兰盖上端并固定，上法兰盖上端与多相流入口管道固定连接。本发明使各类工艺注剂与主相介质充分混合，提升了工艺注剂相与多元流体主相的混合效果，降低了结晶相结晶沉积堵塞管束和多相流冲刷腐蚀的风险，增加了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种注剂喷射混合系统，具体地说是涉及一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统。
背景技术
多元流体输运管道在石油化工、煤化工、核电等流程工业应用广泛，输运过程通常具有工艺复杂、工况多变、长周期甚至超负荷运行的特点，输送的介质易燃、易爆、有毒、有害，其可靠性直接关系社会公共安全。大量工程失效案例解剖发现，油(烃类)、气、水多元流体在输运过程中，在流动与传热的耦合作用下，结晶相的漂移沉积引发的管束堵塞、垢下腐蚀、以及结晶相溶解于水后的多相流冲刷腐蚀是引起管束类设备局部壁厚减薄、泄漏爆管的主要诱因，由于该类失效具有显著的局部性、突发性和风险性的特点，在预测方法和工艺防控方面均缺少相关研究成果可以借鉴，此类设备系统始终处于一种高风险运行状态。因此，如何降低多元流体输运过程中结晶相的沉积堵塞和冲刷腐蚀风险，是当前流程型工业亟需解决的重要工程技术难题。
近年来，多元流体输运管道的失效问题屡屡发生，并引发多起火灾、爆炸等恶性事故。以石化行业为例，随着高硫、高氮、高酸、含氯等劣质原油加工量的增加，加氢反应流出物冷换系统(空冷器、换热器)管束的泄漏、穿孔现象频发。NACE、API等经过大量调研，基于失效统计制订了相应的设计、制造、运行和检验标准API 932-A/B，提出限定流速、NH4HS浓度和Kp值控制腐蚀。遗憾的是，尽管我国加氢反应流出物冷换系统参照上述标准进行设计，但仍然出现了管束腐蚀泄漏事故。部分冷换系统将碳钢材质升级为Incoloy 825或双相钢2205后，尽管一定程度上提升了耐冲蚀性能，但并未从根本上克服铵盐的结晶沉积问题。例如：2013年5月，受加工胜利油田高氯原油的影响，扬子石化、安庆石化等十多家企业的柴油、汽油加氢系统相继发生因结晶相漂移沉积引发的空冷器管束、换热器管束堵塞、冲蚀及泄漏事故，造成非计划停工四十余起，严重影响设备本质安全及整个企业的经济效益。
前期研究表明：多元流体输运管道输送的多元流体介质包括：油相(烃类)、气相(NH3、H2S、HCl、气相水等)、结晶相(NH4Cl、NH4HS)以及各类缓蚀剂、阻垢剂、中和剂等，在湍流流动、热质传递、冷却相变过程中，气-液-固相间变化剧烈，高温工况下为气相的介质在冷却过程中陆续出现液态水、液态油及结晶反应生成的颗粒相，甚至还有其它未充分反应的SiO2、Al2O3等硬质颗粒，一旦出现结晶相的结晶沉积，一方面会引发小管径管束的堵塞变形风险，另一方面结晶相溶解于水后具有腐蚀性，在高速流体的冲击作用下又会造成局部的冲刷腐蚀，大大降低以平均腐蚀速率为设计原则的设备运行寿命。因此，发明一种注剂喷射混合系统结构，提升多元介质的混合效果，降低和控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀风险，将当前的结晶相结晶沉积堵塞、多相流冲刷腐蚀等局部腐蚀转换为均匀腐蚀，从本质上提高多元流体输运管道的运行周期。
发明内容
针对多元流体输运管道存在的结晶相沉积堵塞和局部多相流冲刷腐蚀问题，本发明的目的在于提供一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，提升注水、缓蚀剂、阻垢剂、中和剂等工艺注剂的混合效果，降低多元流体输运管道局部性穿孔泄漏的风险。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明包括圆柱形注剂分配器、限流孔板和注剂混合结构组件，注剂管线垂直进入沿圆周周向均布有注剂管线支路出口的圆柱形注剂分配器，圆柱形注剂分配器各支路出口分别经直管、弯头与各自的限流孔板进口连通，各限流孔板出口分别经各自的注剂管线支路与圆柱形注剂混合结构组件周向的进口连通，注剂混合结构组件端部的多相流出口管道经直管与下游管线连通。
所述的注剂混合结构组件包括上法兰盖、多相流入口管道、下法兰盖、注剂混合管段、注剂集合组件和导流组件，下法兰盖设有中心通孔，注剂集合组件安装在下法兰盖中心通孔的上端内，注剂集合组件下方的注剂混合管段的中心通孔内设有导流组件，下法兰盖上部沿圆周周向均布地开设有四个沿径向的通孔，四个通孔内分别嵌入装有四条注剂管道，四条注剂管道与注剂集合管道相贯连通；下法兰盖下端与注剂混合管段上端通过焊接固定，注剂混合管段下端与底座法兰盖通过焊接固定；上法兰盖安装在下法兰盖上端并通过沿周向均布的高压螺栓连接固定，上法兰盖上端与多相流入口管道通过焊接固定，上法兰盖与下法兰盖之间的接触面内嵌入有密封垫片。
所述的导流组件包括多片导流叶片和多块光顺板，注剂集合组件下方的注剂混合管段内壁面沿周向间隔均布有奇数片导流叶片，且各片导流叶片的安装高度均不相同，最下方的导流叶片下方的注剂混合管段内壁面在同一圆周沿周向均布有与导流叶片数量相同且交错布置的光顺板，光顺板位于相邻导流叶片之间的周向位置处。
所述的注剂集合组件包括注剂喷射锻件、导流板和注剂集合管道，注剂集合管道垂直插入并安装到下法兰盖中心通孔的上端内，注剂集合管道上端部的外壁圆周通过沿周向间隔均布设置的多块注剂支撑板与下法兰盖的内壁面焊接固定，注剂集合管道下部外壁的多道圆周通过沿周向间隔均布设置的多块支撑辐板与下法兰盖的内壁面构成间隙式弹性支承；注剂集合管道上端的外侧壁与所述注剂管道相贯连接相通，注剂集合管道下端面铣有环形凹槽，环形凹槽内安装有圆盘形导流板，注剂集合管道下端面通过焊接固定安装有注剂喷射锻件，注剂喷射锻件上端面嵌入到环形凹槽内并将圆盘形导流板压紧；注剂喷射锻件上端面中心开有圆锥孔，圆锥孔大端朝上，注剂喷射锻件下端面中心开有喇叭形的锥形射流口，圆锥孔底端经圆柱形射流口与锥形射流口连接相通。
圆盘形导流板端面沿圆周周向间隔均布有多个一级导流孔，注剂喷射锻件圆锥孔周围的上端面沿周向间隔均布有多个二级切向导流槽，二级切向导流槽沿孔的切线方向连通到圆锥孔，二级切向导流槽与各自的一级导流孔对应连通。
所述的支撑辐板内端与注剂集合管道的外壁固定连接，支撑辐板外端与下法兰盖的内壁面之间具有间隙，从而形成间隙式弹性支承。
多块所述的支撑辐板为沿注剂集合管道周向间隔均布设置，多块支撑辐板以不同的安装高度交错布置，所述支撑辐板外沿与注剂混合管段内壁的间隙为2～5mm。
所述的注剂分配器为圆筒状结构，沿圆筒状的注剂分配器周向均布注剂管线支路出口。
所述的注剂管线中的介质为除盐软化水、缓蚀剂、阻垢剂或者中和剂。
本发明具有的有益效果是：
1)提升工艺注剂与多元流体组成相的混合效果，有效洗涤结晶析出的固相颗粒，避免固相颗粒沉积附着于管束或管道内壁，造成沉积堵塞管束/管道；
2)提升工艺注剂在管束横截面内的均匀分布效果，使各类工艺注剂，例如水相、缓蚀剂、阻垢剂等均布于管束内壁，防止管束内壁垢下腐蚀或冲刷腐蚀；
3)在有效冲刷和洗涤结晶固相颗粒的基础上，有效降低了结晶相沉积堵塞后的管束横截面减小诱发的局部冲刷腐蚀风险，从而从本质上提升多元流体输运管道的运行适应性和可靠性。
总而言之，本发明使各类工艺注剂与多元流体组成相的充分混合，提升工艺注剂相与多元流体主相的混合效果，一是能降低结晶相结晶沉积堵塞管束的风险，二是能降低多元流体介质的腐蚀性，降低多相流冲刷腐蚀风险，三是能避免结晶相结晶沉积后的局部冲刷腐蚀，实现多元流体输运管道的延寿运行。
附图说明
图1是本发明系统的结构示意图。
图2是本发明注剂混合结构组件的结构示意图。
图3是图2中D-D端面的俯视图。
图4是图2中A-A截面的俯视图。
图5是图2中区域M的放大图。
图6是图2中C-C截面的俯视图。
图7是图2中B-B截面的俯视图。
图8是图7中导流叶片的左视图。
图9是图7中光顺板的立体图。
图10是图2中导流板的俯视图。
图11是图2中注剂喷射锻件的俯视图。
图中，1、上法兰盖，2、螺栓孔，3、注剂混合管段，4、光顺板，5、导流叶片，6、圆柱形射流口，7、锥形射流口，8、注剂喷射锻件，9、导流板，10、注剂集合管道，11、支撑辐板，12、注剂管道，13、密封垫片，14、注剂支撑板，15、下法兰盖，16、多相流入口管道，17、高压螺栓，18、一级导流孔，19、二级切向导流槽，20、注剂混合结构组件，21、注剂管线，22、注剂分配器，23、第一注剂管线支路，24、第二注剂管线支路，25、第三注剂管线支路，26、第四注剂管线支路，27、限流孔板，28、多相流出口管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括圆柱形注剂分配器22、限流孔板27和注剂混合结构组件20，注剂管线21垂直进入沿圆周周向均布有四个注剂管线支路出口的圆柱形注剂分配器22，注剂分配器22为圆筒状结构，沿圆筒状的注剂分配器22的圆周周向均布注剂管线支路出口。圆柱形注剂分配器22的四个支路出口分别经直管、弯头等管配件连接后与各自的限流孔板27的进口连通，四个限流孔板27出口分别经第一注剂管线支路23、第二注剂管线支路24、第三注剂管线支路25、第四注剂管线支路26与注剂混合结构组件20上均布于下法兰盖15周向的注剂管道12连通，注剂混合结构组件20端部的多相流出口管道28经直管与下游管线连通；同时，多相流出口管道28也可通过弯管或异径管与下游管线连通。
如图2所示，为本发明注剂混合结构组件的结构示意图。注剂混合结构组件20包括上法兰盖1、多相流入口管道16、下法兰盖15、注剂混合管段3、注剂集合组件和导流组件，下法兰盖15设有中心通孔，注剂集合组件安装在下法兰盖15中心通孔的上端内，注剂集合组件下方的注剂混合管段3的中心通孔内设有导流组件；结合图4可知，下法兰盖15上部沿圆周周向均布地开设有四个沿径向的通孔，需要注意的是，下法兰盖15沿径向的通孔必须与螺栓孔2错位布置，即螺栓孔2与通孔不交叉；四个通孔内再分别嵌入四条注剂管道12，四条注剂管道12与注剂集合管道10相贯连通；下法兰盖15下端与注剂混合管段3上端通过焊接固定，下法兰盖15与注剂混合管段3壁厚相同，高于多相流入口管道16壁厚一个等级，注剂混合管段3下端与底座法兰盖通过焊接固定；上法兰盖1安装在下法兰盖15上端，并通过沿周向均布且穿过螺栓孔2的高压螺栓17连接固定，上法兰盖1上端与多相流入口管道16通过焊接固定，上法兰盖1与下法兰盖15之间的接触面嵌入有用于密封的密封垫片13。底座法兰盖端面周向亦设置有螺栓孔2，在周向布置的螺栓孔2内安装高压螺栓实现与另一底座法兰盖的配对组合，与上法兰盖1、下法兰盖15的连接原理相类似。
如图2和图7所示，导流部件包括多片导流叶片5和多块光顺板4，单个导流叶片5和单个光顺板4的示意图分别如图8、图9所示。注剂集合组件下方的注剂混合管段3内壁面沿周向间隔分布有2n-1(1<n≤3)个，即奇数个导流叶片5，且各片导流叶片5的安装高度均不相同，每个固定高度安装一片导流叶片，2n-1个导流叶片均布在圆周内，但总体呈螺旋式的间隔均布；位于最下面的导流叶片5下方的注剂混合管段3内壁面在同一圆周沿周向均布有与导流叶片5数量相同，但是与其交错布置的光顺板4，光顺板4位于相邻导流叶片5之间的周向位置处。在图7、图8、图9中，n的取值为2，即导流叶片数量为3片，每片导流叶片的大扇形角度a约为90°～120°，小扇形夹角b约为45°～60°，需注意的是在同一高度上每片导流叶片的面积S1<0.33S0，其中S0表示注剂混合管段3的内流通道横截面积，避免多元流体在流经导流叶片5后产生较大的压差，防止压差大引起的导流叶片5脆断。如图9所示，为光顺板4的结构示意图，远离注剂混合管段3中心轴的光顺板侧面曲率半径与注剂混合管段3的曲率半径相同，并通过焊接与注剂混合管段3连接固定；靠近注剂混合管段3中心轴的一个侧面，流动方向正向冲击的位置倒一圆角，保证流体的通过性。
如图2、图5所示，注剂集合组件包括注剂喷射锻件8、导流板9和注剂集合管道10，注剂集合管道10垂直插入并安装到下法兰盖15中心通孔的上端内(如图3所示)。注剂集合管道10上端部的外壁圆周通过沿周向间隔均布设置的多块注剂支撑板14与下法兰盖15的内壁面焊接固定，其中，注剂集合管道10上端平面与下法兰盖15的端面要保证高度差，即：注剂集合管道10上端平面低于下法兰盖15端面的距离不小于10mm；注剂集合管道10下部外壁的多道圆周通过沿周向间隔均布设置的多块支撑辐板11与下法兰盖15的内壁面构成间隙式弹性支撑，以免多元流体介质在注剂混合管段内紊流流动时出现振动，从而引起焊缝出现裂纹的失效问题。
图6是图2中C-C截面的俯视图。对于同一高度的支撑辐板，是沿注剂集合管道10周向间隔均布设置的，本实施例给出的支撑辐板是3块。结合图2对比可知，位于注剂集合管道10下部外壁的多道圆周均安装有支撑辐板，各道圆周可以认为是安装了多层支撑辐板，即：各层支撑辐板以不同安装高度但以相同间距交错布置，支撑辐板11的外沿与注剂混合管段3内壁的间隙为2～5mm。
如图2、图4所示，注剂集合管道10外侧壁与注剂管道12相贯连通。结合图5可知，注剂集合管道10下端面铣有环形凹槽，环形凹槽内嵌入圆盘形导流板9，注剂集合管道10下端面通过焊接固定安装有注剂喷射锻件8，注剂喷射锻件8上端面嵌入到环形凹槽内并将圆盘形导流板9压紧；注剂喷射锻件8上端面中心开有圆锥孔，圆锥孔大端朝上，其上部近似为圆柱形孔，注剂喷射锻件8下端面中心开有喇叭形的锥形射流口7，锥形射流口7大端朝下，圆锥孔小端(下端)经圆柱形射流口6与锥形射流口7连接相通。
如图10所示，圆盘形导流板9端面沿圆周周向间隔均布有多个一级导流孔18，在本实施例中，一级导流孔为4个；如图11所示，注剂喷射锻件8圆锥孔周围的上端面沿周向间隔均布有多个二级切向导流槽19，二级切向导流槽与一级导流孔的数量相同，二级切向导流槽19沿孔的切向方向连接到圆锥孔，结合图2可知，二级切向导流槽19与各自的一级导流孔18对应连通，以实现多元流体介质先经一级导流孔，再经二级切向导流槽在注剂喷射锻件8内旋流流动。
本发明的具体实施工作过程如下：
结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11，对于本发明提出的一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，以应用于加氢反应流出物空冷器前的主流管线上为例进行说明。具体实施例中以除盐软化水作为工艺注剂介质，从工艺注剂管线21注入到圆柱形分配器22中，圆柱形注剂分配器22一分为四分为四个规格相同的支路，经限流孔板27后节流后流入到注剂混合结构组件20的对应注剂管道12。需要说明的是，由于是工艺注剂，因此，工艺注剂的压力P要高于加氢反应流出物空冷器的操作压力P0，按照计算公式P＝P0+ΔP，一般取ΔP＝0.5～0.8MPa；由于限流孔板27的规格相同，在工艺注剂压力P的作用下进入到第一注剂管线支路23、第二管线支路24、第三管线支路25、第四管线支路26的工艺注剂(除盐软化水)量基本相同，误差很小，这是因为限流孔板27前后的压差存在自平衡效应，提升了注剂分配器22的平均分配效果，从而保障了各管线支路中的除盐软化水能以相同的量进入到注剂管道12中，再由四根注剂管道12流入汇合到注剂混合结构组件20的注剂集合管道10中；除盐软化水通过注剂集合管道10内腔下部导流板9上的一级导流孔18流入到注剂喷射锻件8的二级切向导流槽19中；经过一级导流孔18和二级切向导流槽19的诱发流动，除盐软化水在注剂喷射锻件8的锥形孔内部充分旋转流动形成涡流，最终依次经圆柱形射流口6和锥形射流口7喷射雾化到注剂混合管段3中；其中，由于工艺注剂的压力P和加氢反应流出物空冷器的操作压力P0存在压力差ΔP，再加上圆柱形射流口6和锥形射流口7的缩径作用，锥形射流口7喷出的除盐软化水为圆锥形，能够与多相流入口管道16中的油、气(H2S、HCl、NH3)充分混合；除盐软化水与油气混合后，再经螺旋式间隔分布的导流叶片5旋转流动，增大注剂混合管段3内多相流的紊流效应，进一步增大除盐软化水与油、气的混合效果，最后再通过设置在导流叶片5下方同一圆周上的光顺板4进行导流，保障油、气、水介质向主流方向流动，消除因导流叶片5产生的径向流动，避免对注剂混合管段下游管壁相对较薄的管道产生过大的剪切应力，避免冲刷腐蚀。油、气、水多相流介质经导流叶片5旋流和光顺板4顺流后，流体流动基本保持轴向方向，然后经底座法兰盖的底部流向下游的管道。需要说明的是：由于HCl、H2S会与NH3反应生成NH4Cl、NH4HS两种铵盐，因此如果在锥形射流口7的上游已出现铵盐结晶，则除盐软化水可以充分溶解洗涤结晶析出的铵盐，避免管道内壁面出现结晶沉积的铵盐，从而消除铵盐堵塞管束的风险，在消除铵盐堵塞管束风险的同时，也消除了因铵盐堵塞管束造成的局部冲刷腐蚀问题。另外，如果在锥形射流口7的上游尚未出现铵盐结晶，那么经过注剂喷射锻件8喷出的水雾可以直接吸收溶解HCl、H2S、NH3的分压，从而直接降低铵盐结晶的可能性。同时，即便是已经产生了铵盐结晶的颗粒，由于喷射雾化的效果，再加上导流叶片和光顺板的旋流、整流效应，管壁的失效已经从腐蚀速率较高的局部腐蚀转化成了均匀腐蚀，有助于延长设备平均寿命。同样的，对于其它不同的装置，不同的多相流介质，若多相流介质中含有固相颗粒，运用本发明的成果可以降低局部磨损率，同样可以延长设备的运行周期。同理，若工艺注剂的类型为缓蚀剂、阻垢剂或者中和剂，利用本发明的喷射雾化和混合效果可提高管束或管道内壁面的抗冲刷腐蚀的能力，本质上提升相关设备的运行可靠性。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，其特征在于：包括圆柱形注剂分配器(22)、限流孔板(27)和注剂混合结构组件(20)，注剂管线(21)垂直进入沿圆周周向均布有注剂管线支路出口的圆柱形注剂分配器(22)，圆柱形注剂分配器(22)各支路出口分别经直管、弯管与各自的限流孔板(27)进口连通，各限流孔板(27)出口分别经各自的注剂管线支路与圆柱形的注剂混合结构组件(20)周向的进口连通，注剂混合结构组件(20)用于控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀，注剂混合结构组件(20)端部的多相流出口管道(28)经直管与下游管线连通。
2.根据权利要求1所述的一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，其特征在于：所述的注剂混合结构组件(20)包括上法兰盖(1)、多相流入口管道(16)、下法兰盖(15)、注剂混合管段(3)、注剂集合组件和导流组件，下法兰盖(15)设有中心通孔，注剂集合组件安装在下法兰盖(15)中心通孔的上端内，注剂集合组件下方的注剂混合管段(3)的中心通孔内设有导流组件，下法兰盖(15)上部沿圆周周向均布地开设有四个沿径向的通孔，四个通孔内分别嵌入装有四条注剂管道(12)，四条注剂管道(12)与注剂集合管道(10)相贯连通；
下法兰盖(15)下端与注剂混合管段(3)上端通过焊接固定，注剂混合管段(3)下端与底座法兰盖通过焊接固定；上法兰盖(1)安装在下法兰盖(15)上端并通过沿周向均布的高压螺栓(17)连接固定，上法兰盖(1)上端与多相流入口管道(16)通过焊接固定，上法兰盖(1)与下法兰盖(15)之间的接触面内嵌入有密封垫片(13)。
3.根据权利要求2所述的一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，其特征在于：所述的导流组件包括多片导流叶片(5)和多块光顺板(4)，注剂集合组件下方的注剂混合管段(3)内壁面沿周向间隔均布有奇数片导流叶片(5)，且各片导流叶片(5)的安装高度均不相同，最下方的导流叶片(5)下方的注剂混合管段(3)内壁面在同一圆周沿周向均布有与导流叶片(5)数量相同且交错布置的光顺板(4)，光顺板(4)位于相邻导流叶片(5)之间的周向位置处。
4.根据权利要求2所述的一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，其特征在于：所述的注剂集合组件包括注剂喷射锻件(8)、导流板(9)和注剂集合管道(10)，注剂集合管道(10)垂直插入并安装到下法兰盖(15)中心通孔的上端内，注剂集合管道(10)上端部的外壁圆周通过沿周向间隔均布设置的多块注剂支撑板(14)与下法兰盖(15)的内壁面焊接固定，注剂集合管道(10)下部外壁的多道圆周通过沿周向间隔均布设置的多块支撑辐板(11)与下法兰盖(15)的内壁面构成间隙式弹性支承；
注剂集合管道(10)上端的外侧壁与所述注剂管道(12)连接相通，注剂集合管道(10)下端面铣有环形凹槽，环形凹槽内安装有圆盘形导流板(9)，注剂集合管道(10)下端面通过焊接固定安装有注剂喷射锻件(8)，注剂喷射锻件(8)上端面嵌入到环形凹槽内并将圆盘形导流板(9)压紧；注剂喷射锻件(8)上端面中心开有圆锥孔，圆锥孔大端朝上，注剂喷射锻件(8)下端面中心开有喇叭形的锥形射流口(7)，圆锥孔底端经圆柱形射流口(6)与锥形射流口(7)连接相通。
圆盘形导流板(9)端面沿圆周周向间隔均布有多个一级导流孔(18)，注剂喷射锻件(8)圆锥孔周围的上端面沿周向间隔均布有多个二级切向导流槽(19)，二级切向导流槽(19)沿孔的切线方向连通到圆锥孔，二级切向导流槽(19)与各自的一级导流孔(18)对应连通。
5.根据权利要求4所述的一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，其特征在于：所述的支撑辐板(11)内端与注剂集合管道(10)的外壁固定连接，支撑辐板(11)外端与下法兰盖(15)的内壁面之间具有间隙，从而形成间隙式弹性支承。
6.根据权利要求4或5所述的一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，其特征在于：多块所述的支撑辐板(11)为沿注剂集合管道(10)周向间隔均布设置，多块支撑辐板(11)以不同的安装高度交错布置，所述支撑辐板(11)外端与注剂混合管段(3)内壁的间隙为2～5mm。
7.根据权利要求1所述的一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，其特征在于：所述的注剂分配器(22)为圆筒状结构，沿圆筒状的注剂分配器(22)周向均布注剂管线支路出口。
8.根据权利要求1所述的一种控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统，其特征在于：所述的注剂管线(21)中的介质为除盐软化水、缓蚀剂、阻垢剂或者中和剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610778253.0A CN106345330B (zh) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | 控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610778253.0A CN106345330B (zh) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | 控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106345330A true CN106345330A (zh) | 2017-01-25 |
| CN106345330B CN106345330B (zh) | 2018-10-26 |
Family
ID=57858137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610778253.0A Active CN106345330B (zh) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | 控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106345330B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110767269A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种注水方式确定方法与装置 |
| CN112786118A (zh) * | 2019-11-06 | 2021-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 存储器、加氢反应流出物的腐蚀风险评估方法、装置及设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020117559A1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-08-29 | Kaligian Raymond A. | Continuous slurry dispenser apparatus |
| US20030178732A1 (en) * | 2002-03-25 | 2003-09-25 | Luman Homer C. | Direct injection contact apparatus for severe services |
| CN202173892U (zh) * | 2011-08-01 | 2012-03-28 | 中国石油化工集团公司 | 一种高效注剂混合器 |
| CN104235549A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-24 | 浙江理工大学 | 可整流的反应流出物管道注水结构 |
| CN104923148A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-23 | 浙江理工大学 | 控制管道流动腐蚀失效的工艺注剂装置 |
| CN205109903U (zh) * | 2015-10-14 | 2016-03-30 | 洛阳德明石化设备有限公司 | 一种提高防腐蚀效果的注剂喷嘴 |
-
2016
- 2016-08-30 CN CN201610778253.0A patent/CN106345330B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020117559A1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-08-29 | Kaligian Raymond A. | Continuous slurry dispenser apparatus |
| US20030178732A1 (en) * | 2002-03-25 | 2003-09-25 | Luman Homer C. | Direct injection contact apparatus for severe services |
| CN202173892U (zh) * | 2011-08-01 | 2012-03-28 | 中国石油化工集团公司 | 一种高效注剂混合器 |
| CN104235549A (zh) * | 2014-08-20 | 2014-12-24 | 浙江理工大学 | 可整流的反应流出物管道注水结构 |
| CN104923148A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-09-23 | 浙江理工大学 | 控制管道流动腐蚀失效的工艺注剂装置 |
| CN205109903U (zh) * | 2015-10-14 | 2016-03-30 | 洛阳德明石化设备有限公司 | 一种提高防腐蚀效果的注剂喷嘴 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110767269A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种注水方式确定方法与装置 |
| CN110767269B (zh) * | 2019-10-31 | 2022-07-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种注水方式确定方法与装置 |
| CN112786118A (zh) * | 2019-11-06 | 2021-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 存储器、加氢反应流出物的腐蚀风险评估方法、装置及设备 |
| CN112786118B (zh) * | 2019-11-06 | 2024-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 存储器、加氢反应流出物的腐蚀风险评估方法、装置及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106345330B (zh) | 2018-10-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101556047A (zh) | 管道 | |
| CN106345330B (zh) | 控制多元流体结晶相沉积堵塞和冲刷腐蚀的注剂喷射混合系统 | |
| CN201055754Y (zh) | 气-液两相流管道输送混合器 | |
| CN104923148B (zh) | 控制管道流动腐蚀失效的工艺注剂装置 | |
| CN204042311U (zh) | 一种可整流的反应流出物管道注水结构 | |
| CN203862226U (zh) | 冷却盘管组件 | |
| CN104235549A (zh) | 可整流的反应流出物管道注水结构 | |
| CN206112363U (zh) | 一种用于高温高压条件使用的耐磨三通 | |
| CN103245222B (zh) | 三入口加氢反应流出物空冷器系统管配结构 | |
| US4230410A (en) | Mixing device for fluids of different and varying temperatures | |
| CN104528851B (zh) | 一种用于气流床煤气化系统的黑水处理装置 | |
| WO2005038383A1 (en) | Intra-body flow distributor for heat exchanger | |
| CN203298631U (zh) | 一种三入口加氢反应流出物空冷器系统管配结构 | |
| CN202072668U (zh) | 油浆阻垢剂注入装置 | |
| CN206330466U (zh) | 防止铵盐流动腐蚀大泄漏爆管风险的加氢空冷管束装置 | |
| CN208982839U (zh) | 一种用于加氢装置的管道注入设施 | |
| CN104941522B (zh) | 用于氨氧化反应器的进料分布器设计 | |
| CN202786148U (zh) | 一种气化炉激冷环 | |
| CN204768740U (zh) | 一种控制管道流动腐蚀失效的工艺注剂装置 | |
| CN201245375Y (zh) | 用于粉状物料加压输送系统的气体注入装置 | |
| CN221296811U (zh) | 气化炉导向管 | |
| CN211574776U (zh) | 一种分级配水管组装置 | |
| CN214357993U (zh) | 一种用于罐体的多功能法兰孔板 | |
| CN216843600U (zh) | 一种有效减缓冲蚀的缓冲桶 | |
| CN103278028A (zh) | 一种蒸汽喷射加热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20170125 Assignee: ZHEJIANG KALUOLAINA WEAVING Co.,Ltd. Assignor: ZHEJIANG SCI-TECH University Contract record no.: X2021330000803 Denomination of invention: Injection injection mixing system for controlling deposition blockage and erosion corrosion of multi fluid crystalline phase Granted publication date: 20181026 License type: Common License Record date: 20211215 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20170125 Assignee: ZHEJIANG SAISAI BEARING CO.,LTD. Assignor: ZHEJIANG SCI-TECH University Contract record no.: X2023330000256 Denomination of invention: Injection Spray Mixing System for Controlling Deposition Blocking and Erosion Corrosion of Crystalline Phase in Multivariate Fluids Granted publication date: 20181026 License type: Common License Record date: 20230424 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20170125 Assignee: Yiwu Zhongyun Auto Products Co.,Ltd. Assignor: ZHEJIANG SCI-TECH University Contract record no.: X2023330000749 Denomination of invention: Injection Spray Mixing System for Controlling Deposition Blocking and Erosion Corrosion of Crystalline Phase in Multivariate Fluids Granted publication date: 20181026 License type: Common License Record date: 20230928 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20170125 Assignee: ZHEJIANG XINZHEN PRINTING TECHNOLOGY CO.,LTD. Assignor: ZHEJIANG SCI-TECH University Contract record no.: X2024330000017 Denomination of invention: Injection injection mixing system for controlling deposition blockage and erosion corrosion of crystalline phases in multiple fluids Granted publication date: 20181026 License type: Common License Record date: 20240229 Application publication date: 20170125 Assignee: WENZHOU HAOGE ANTI-COUNTERFEITING TECHNOLOGY CO.,LTD. Assignor: ZHEJIANG SCI-TECH University Contract record no.: X2024330000016 Denomination of invention: Injection injection mixing system for controlling deposition blockage and erosion corrosion of crystalline phases in multiple fluids Granted publication date: 20181026 License type: Common License Record date: 20240229 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20170125 Assignee: Zhejiang Zhongjing Bearing Co.,Ltd. Assignor: ZHEJIANG SCI-TECH University Contract record no.: X2024330000026 Denomination of invention: Injection injection mixing system for controlling deposition blockage and erosion corrosion of crystalline phases in multiple fluids Granted publication date: 20181026 License type: Common License Record date: 20240403 |