CN204151295U - 一种液液萃取防结盐装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了属于石油加工提炼设备技术领域的一种液液萃取防结盐装置。该装置由分馏塔顶循环系统，脱除氯离子系统和分馏塔塔顶冷凝系统组成，分馏塔顶循环系统包括分馏塔、顶循环泵和换热器，脱除氯离子系统包括油水混合器，液液旋分器和无返混沉降室，分馏塔塔顶冷凝系统包括塔顶冷凝器、油水分离罐和污水泵。本实用新型装置能够在不停工、不引起装置波动、不影响产品质量、不增加装置生产成本的情况下脱除氯离子，减少设备腐蚀，有效防止设备的结盐，降低设备的腐蚀，能够产生很高的经济价值和保证装置的长周期稳定运行，混合器的加入降低了体系中的硫含量，有益于后期油的进一步精炼。
Description
技术领域
本实用新型属于石油加工提炼设备技术领域，具体涉及一种液液萃取防结盐装置。
背景技术
随着原油的劣质化，炼油厂加工高硫高酸高氮重质油原油的比例越来越高，这不仅使常减压装置的结盐愈发严重，而且催化裂化、焦化等二次加工装置的结盐也日趋突出。例如：在常减压装置塔顶及其冷凝冷却系统发生的结盐现象，塔顶注入的氨水和原油及其中所加助剂是常压塔结盐组分氮源的主要来源，结盐组分氯源主要来源于无机氯盐和有机氯化物的水解或热分解。由于NH4+和Cl-在常压塔内同时存在，在塔顶生成NH4Cl结晶，逐渐沉积形成结盐；催化装置中，常压重油经过加热后至提升管反应器下部喷嘴，经蒸汽雾化分散成与催化剂粒径相近的微粒进入提升管，在其中与来自再生器的高温催化剂接触，随即汽化并进行反应。重油中携带的有机氯高温分解生成HCl、有机硫化物高温分解为H2S，R-SH等、有机氮高温分解生成NH3等，NH3和HCl反应生成NH4Cl，这些物质和常减压电脱盐未能完全脱除的无机盐类一起随反应油气进入分馏塔，一方面形成“HCl-H2S-H2O”腐蚀体系，另一方面生成的NH4Cl在低温的分馏塔顶凝华成NH4Cl颗粒，在设备表面形成结盐。造成了分馏塔以及塔顶冷凝系统的腐蚀和结盐，从而导致塔盘的损坏、塔壁和管线的腐蚀、换热器的泄露、机泵的损毁等，引起安全隐患和生产的波动。究其主要原因，其中所含的氯离子是整个结盐腐蚀的主要诱因。因此我们需要通过一定的方法除去塔顶油中的氯离子，达到消除结盐、提高装置平稳性的目的。
目前，国内主要采取以下几种措施：1)塔顶注水：在塔顶馏出管线注水，溶解掉聚结在设备表面上的盐；2)在线水洗：在塔顶注入新鲜水或是除盐水，清洗塔盘上聚结的盐类，冲洗水由中段抽出泵抽出，如此连续不断的用热水冲洗结盐段塔盘，来解决塔盘结盐问题；3)添加结盐控制剂：在顶循泵入口持续加入结盐控制剂，防止NH4Cl等盐类在塔内聚集，实现防止塔内部结盐的目的；4)改善工艺条件：根据原料的性质和操作实际情况降低蒸汽在顶循中的分压减少蒸汽冷凝，就是减少冷凝水的量来降低H2S-HCL-NH3-H2O腐蚀和结晶盐的形成；提高塔顶温度，防止NH4Cl凝华聚集；5)设备材质升级：设备材质升级如换热管、泵、管线等换成更抗腐蚀的材质，管线等局部补强以增加抗腐蚀性。例如：申请号位201010215392.5的专利公开了一种常压塔塔盘结盐的在线清洗方法来减少塔盘的腐蚀结盐；申请号位201010256526.8的专利公开了一种采用循环油中加入结盐抑制剂的方法来抑制结盐腐蚀问题。
通过实施以上几种措施，在一定程度上减少或是减缓了塔顶的结盐。但是纵观上面的几种措施，我们可以看出，水洗分馏塔顶馏出管线(塔馏出线水洗)过程中，常常会把轻循环油带到含油污水中，且只能作为一种临时的解决办法，还有可能损坏塔盘；在线水洗分馏塔时，要降量生产，同时产生部分轻污油，也加快了顶循管线和设备的腐蚀；结盐控制剂的成本较高，增加了投资；改善工艺条件受操作的限制，而且温度提高后，还会造成塔顶油气的冷却设备结盐，处理时更加困难；设备材质升级只是腐蚀速度减缓了，并没有从腐蚀的源头上去解决问题，在很大程度上提高了设备投入费用。以上措施只是暂时缓解了塔顶的结盐现象并没有从根本上消除氯离子，所以这都不是解决结盐问题的根本。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的缺陷，提出一种液液萃取防结盐装置。
一种液液萃取防结盐装置，该装置由分馏塔顶循环系统，脱除氯离子系统和分馏塔塔顶冷凝系统组成；
所述分馏塔顶循环系统包括分馏塔1、顶循环泵2和换热器3；
所述脱除氯离子系统包括油水混合器4，液液旋分器19和无返混沉降室20；
所述分馏塔塔顶冷凝系统包括塔顶冷凝器6、油水分离罐7和污水泵8；
分馏塔1通过顶循环油管线9与顶循环泵2相连，顶循环泵2与与换热器3相连，换热器3出口分两路，一路通过抽出油管线10与油水混合器4相连，一路与混合返塔顶循环油管路15相连，混合返塔顶循环油管路15与分馏塔1顶部相连，油水混合器4通过抽出油与除盐水混合液管路11与液液旋分器19相连，液液旋分器19包括混合输入口21、水相输出口22和油相输出口23，混合输入口21与油水混合器4连通，水相输出口22和油相输出口23分别与无返混沉降室20相连，无返混沉降室20的出口分两路，一路通过脱除氯离子抽出油管线14与混合返塔顶循环油管路15相连，一路与含氯离子除盐水管路12相连，含氯离子除盐水管路12与连接分馏塔1顶部的富气管路16相连后汇合为一路，与塔顶冷凝器6相连，塔顶冷凝器6通过油水混合相管线17与油水分离罐7相连，油水分离罐7通过污水管18与污水泵8相连；
所述混合返塔顶循环油管路15上设有混合器5，混合器5内设有混合搅拌槽24和脱硫装置25。
所述除盐水管路13与油水混合器4相连。
所述含氯离子除盐水管路12设有排出口。
所述抽出油管线10上设有涡街流量计。
本实用新型的有益效果：本实用新型装置设备简单、在线使用、成本较低，能够在不停工、不引起装置波动、不影响产品质量、不增加装置生产成本的情况下脱除氯离子，减少设备腐蚀；本实用新型装置脱除氯离子可达85％，有效防止了设备的结盐，大大的降低了设备的腐蚀，能够产生很高的经济价值和保证装置的长周期稳定运行；混合器的加入降低了体系中的硫含量，有益于后期油的进一步精炼。
附图说明
图1为本实用新型液液萃取防结盐装置结构示意图；
图2为结构混合器结构示意图；
图中，1-分馏塔，2-顶循环泵，3-换热器，4-油水混合器，5-混合器，6-塔顶冷凝器，7-油水分离罐，8-污水泵，9-顶循环油管线，10-抽出油管线，11-抽出油与除盐水混合液管路，12-含氯离子除盐水管路，13-除盐水管路，14-脱除氯离子抽出油管线，15-混合返塔顶循环油管路，16-富气管路，17-油水混合相管线，18-污水管，19-液液旋分器，20-无返混沉降室，21-混合输入口，22-水相输出口，23-油相输出口，24-混合搅拌槽，25-脱硫装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
一种液液萃取防结盐装置，该装置由分馏塔顶循环系统，脱除氯离子系统和分馏塔塔顶冷凝系统组成；分馏塔顶循环系统包括分馏塔1、顶循环泵2和换热器3；脱除氯离子系统包括油水混合器4，液液旋分器19和无返混沉降室20；分馏塔塔顶冷凝系统包括塔顶冷凝器6、油水分离罐7和污水泵8；分馏塔1通过顶循环油管线9与顶循环泵2相连，顶循环泵2与与换热器3相连，换热器3出口分两路，一路通过抽出油管线10与油水混合器4相连，一路与混合返塔顶循环油管路15相连，混合返塔顶循环油管路15与分馏塔1顶部相连，油水混合器4通过抽出油与除盐水混合液管路11与液液旋分器19相连，液液旋分器19包括混合输入口21、水相输出口22和油相输出口23，混合输入口21与油水混合器4连通，水相输出口22和油相输出口23分别与无返混沉降室20相连，无返混沉降室20的出口分两路，一路通过脱除氯离子抽出油管线14与混合返塔顶循环油管路15相连，一路与含氯离子除盐水管路12相连，含氯离子除盐水管路12与连接分馏塔1顶部的富气管路16相连后汇合为一路，与塔顶冷凝器6相连，塔顶冷凝器6通过油水混合相管线17与油水分离罐7相连，油水分离罐7通过污水管18与污水泵8相连；
所述混合返塔顶循环油管路15上设有混合器5，混合器5内设有混合搅拌槽24和脱硫装置25。混合搅拌槽内含有可旋转的叶片，起到搅拌作用，由电动机启动，脱硫装置由若干层脱硫板组成，脱硫板上设置吸附硫离子和硫的化合物的物质如活性炭等，除盐水管路13与油水混合器4相连。含氯离子除盐水管路12设有排出口。抽出油管线10上设有涡街流量计。
脱除原理：所述顶循环泵的出口同换热器的入口连通，换热器的出口分为两部分，一部分和油水混合器的入口连通作为抽出油，另一部分和分馏塔的入口连接返回分馏塔，油水混合器的入口还与除盐水管路连接，该部分除盐水占抽出油的5％左右，抽出油和除盐水在油水混合器内进行混合，利用氯离子在两相中的溶解度差异将大部分的氯离子转移到水相当中；油水混合器的输出口和液液旋分器入口相连接，油水两相在旋分器内一方面进一步的混合，将氯离子进一步的转移到水相当中，实现氯离子的进一步转移，另一方面利用油水两相的密度差实现油水的初步分离，液液旋分器的油相出口进入无返混聚结沉降室内，在此沉降室内，未被旋分器分离的油中细小的水滴进一步聚结长大，实现油水的二次分离；液液萃取-旋分聚结器油相出口同换热器的油相返回口相连接，脱除氯离子后的抽出油和顶循环油混合后，进入混合器，在混合器内搅拌加热充分混匀，并且将含硫废气除去，最后返回分馏塔；液液旋分器的水相出口同塔顶冷凝器的水相入口相连接，除盐水进入塔顶冷凝系统进行二次脱除氯离子，含氯离子的除盐水进入油水分离罐进行分离，再由污水泵送出装置；无返混沉降室的除盐水也可以直接外排。
依据上述装置结构和运行原理解决了某石化厂分馏塔顶及冷凝系统腐蚀问题，该石化厂处理前问题比较严重，影响了整个装置的稳定性及长周期运行。顶循的主要操作参数见表1。
表1分馏塔顶循环主要操作参数
| 项目 | 单位 | 数值 |
| 顶循油流量 | t/h | 130 |
| 顶循油密度 | kg/m3 | 767 |
| 顶循压力 | Mpa | 1.2 |
| 顶循温度 | ℃ | 95 |
| 顶循抽出量 | t/h | 25 |
| 除盐水流量 | t/h | 1 |
| 除盐水压力 | Mpa | 1.5 |
| 除盐水温度 | ℃ | 50 |
| 氯离子含量 | μg/g | 3.75 |
| 系统压降 | Mpa | ≤0.2 |
依据该装置分馏塔顶循环的主要操作参数以及氯离子的含量，采用抽出油量为24t/h，除盐水的量为1.1t/h进行氯离子脱除。
脱除过程：分馏塔顶循环油自分馏塔抽出后，经过顶循环泵升压后去换热器进行换热，经过换热后的顶循油分成两部分，一部分抽出油去脱除氯离子，剩余的部分直接返回分馏塔；抽出油流量25t/h，温度95℃，压力约为1.2Mpa，该部分抽出油与1.1t/h，温度50℃，压力约为1.5Mpa的除盐水在油水混合器内进行混合，将油相中的大部分氯离子转移到水相当中；油水混合相进入进行进一步的混合和油水分离，完成整个循环油的脱除氯离子过程，整个脱氯离子系统的压降大约在0.2Mpa；脱除氯离子后的循环油与其余的循环油在换热器后混合返回分馏塔，含氯离子的除盐水可根据氯离子的浓度进入分馏塔顶冷凝系统再次进行脱除氯离子或是外排。
投用脱氯离子设施后，对进出设备顶循油进行氯含量化验分析，从化验分析值看，分馏塔顶循油经过在线连续脱氯离子，油中氯离子含量逐步减少，同时除盐水中氯离子含量也在逐步减少；顶循油氯离子含量见表2所示。
表2分馏塔顶循油中氯离子含量
从表2可以看出，通过本技术的实施，在运转不到1个月的情况下，该装置分馏塔顶循油中的氯离子含量降低了85％，极大的降低了分馏塔顶及其冷凝系统的腐蚀，很好的提高了装置的经济效益。
以上实施案例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，即凡依本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。
Claims (4)
1.一种液液萃取防结盐装置，其特征在于，该装置由分馏塔顶循环系统，脱除氯离子系统和分馏塔塔顶冷凝系统组成；
所述分馏塔顶循环系统包括分馏塔(1)、顶循环泵(2)和换热器(3)；
所述脱除氯离子系统包括油水混合器(4)，液液旋分器(19)和无返混沉降室(20)；
所述分馏塔塔顶冷凝系统包括塔顶冷凝器(6)、油水分离罐(7)和污水泵(8)；
分馏塔(1)通过顶循环油管线(9)与顶循环泵(2)相连，顶循环泵(2)与与换热器(3)相连，换热器(3)出口分两路，一路通过抽出油管线(10)与油水混合器(4)相连，一路与混合返塔顶循环油管路(15)相连，混合返塔顶循环油管路(15)与分馏塔(1)顶部相连，油水混合器(4)通过抽出油与除盐水混合液管路(11)与液液旋分器(19)相连，液液旋分器(19)包括混合输入口(21)、水相输出口(22)和油相输出口(23)，混合输入口(21)与油水混合器(4)连通，水相输出口(22)和油相输出口(23)分别与无返混沉降室(20)相连，无返混沉降室(20)的出口分两路，一路通过脱除氯离子抽出油管线(14)与混合返塔顶循环油管路(15)相连，一路与含氯离子除盐水管路(12)相连，含氯离子除盐水管路(12)与连接分馏塔(1)顶部的富气管路(16)相连后汇合为一路，与塔顶冷凝器(6)相连，塔顶冷凝器(6)通过油水混合相管线(17)与油水分离罐(7)相连，油水分离罐(7)通过污水管(18)与污水泵(8)相连；
所述混合返塔顶循环油管路(15)上设有混合器(5)，混合器(5)内设有混合搅拌槽(24)和脱硫装置(25)。
2.根据权利要求1所述一种液液萃取防结盐装置，其特征在于，所述除盐水管路(13)与油水混合器(4)相连。
3.根据权利要求1所述一种液液萃取防结盐装置，其特征在于，所述含氯离子除盐水管路(12)设有排出口。
4.根据权利要求1所述液液萃取防结盐装置，其特征在于，所述抽出油管线(10)上设有涡街流量计。
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