CN204151297U - 一种氯离子抽提防腐装置 - Google Patents

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氯离子抽提防腐装置。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和液液萃取-旋分聚结器，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81％，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。

Description

一种氯离子抽提防腐装置

技术领域

本实用新型属于石油加工提炼设备技术领域，具体涉及一种氯离子抽提防腐装置。

背景技术

随着原油的劣质化，炼油厂加工高硫高酸重质油原油的比例越来越高，这不仅使常减压装置的腐蚀愈发严重，而且催化裂化、焦化等二次加工装置的腐蚀也日趋突出。例如：在常减压装置塔顶及其冷凝冷却系统发生低温位“HCl-H₂S-H₂O”腐蚀，主要是原油中的盐类(NaCl、CaCl₂、MgCl₂等)在一定的温度和有水存在的条件下发生强烈的水解反应，生成腐蚀介质HCl。在原油蒸馏过程中产生的HCl和原油中所含的硫化物被加热分解生成H₂S，两者随原油中的轻组分一同挥发进入分馏塔塔顶部位及塔顶冷凝冷却系统，当HCl和H₂S都以气体存在时是没有腐蚀性的，或者说腐蚀是很轻的。但是当在冷凝区(露点位置)出现液体水时，HCl即溶于水形成稀盐酸，稀盐酸的浓度可达1％-2％，这样就形成了一个对设备腐蚀性十分强烈的“稀盐酸腐蚀环境”，由于H₂S存在，又加速了该部位的腐蚀；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。这些反应交替进行，加速了金属设备的腐蚀，表现为均匀腐蚀和点腐，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腐蚀过程的主要诱因。因此需要通过一定的方法除去塔顶油中的氯离子，达到消除腐蚀设备、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)改变塔顶环境：加入碱性物质，使塔内维持碱性环境；2)改善工艺条件：提高塔顶的温度避免NH₄Cl凝华降低结盐腐蚀、减少露点腐蚀、根据原料的性质减少蒸汽在塔顶的冷凝量降低“HCl-H₂S-H₂O”腐蚀以及提高电脱盐的效率；3)改进工艺设备：更换管线、换热器和塔盘；4)设备材质升级：升级管线、换热器、塔盘等的材质；5)设备的局部补强。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腐蚀。但是纵观上面的几种措施，我们可以看出，改变塔顶的酸性环境一般加入的是NaOH，虽然能够降低酸性，却引入了钠离子，钠离子能够引起催化剂中毒，这对后续的加工装置是极为不利的；改善工艺条件，是通过提高塔顶的温度和减少蒸汽量等来实现的，然而改善工艺条件是受很多因素限制的，操作的弹性不大；对于更换设备、材质升级、局部加强等措施，都是减弱了腐蚀的程度，然而设备的腐蚀却依然存在，并没有从问题的根本上去解决问题，另一方面更换设备或是提高材质在很大程度上增加了设备的投入成本，腐蚀的根本问题没有解决，一段时间后设备又要更换，所以这都不是解决问题的根本。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺陷，提出一种氯离子抽提防腐装置。

一种氯离子抽提防腐装置，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和液液萃取-旋分聚结器5；

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与液液萃取-旋分聚结器5相连，液液萃取-旋分聚结器5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。

所述除盐水混合液管路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。

所述液液萃取-旋分聚结器包括液液旋分器19和无返混沉降室20。

所述液液旋分器包括混合输入口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。

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81％，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。

附图说明

图1为本实用新型氯离子抽提防腐装置结构示意图；

图2为液液萃取-旋分聚结器结构示意图；

图中，1-分馏塔，2-顶循环泵，3-换热器，4-油水混合器，5-液液萃取-旋分聚结器，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。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种氯离子抽提防腐装置，如图1所示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和液液萃取-旋分聚结器5；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与液液萃取-旋分聚结器5相连，液液萃取-旋分聚结器5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，除盐水混合液管路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。所述液液萃取-旋分聚结器包括液液旋分器19和无返混沉降室20。所述液液旋分器包括混合输入口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。

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4％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4的输出口和液液萃取-旋分聚结器内的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返回分馏塔；液液萃取-旋分聚结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；液液萃取-旋分聚结器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25t/h，除盐水的量为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；油水混合相进入液液萃取-旋分聚结器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81％，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 (6)

1.一种氯离子抽提防腐装置，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)和液液萃取-旋分聚结器(5)；

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)与液液萃取-旋分聚结器(5)相连，液液萃取-旋分聚结器(5)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。

2.根据权利要求1所述一种氯离子抽提防腐装置，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所述一种氯离子抽提防腐装置，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所述一种氯离子抽提防腐装置，其特征在于，所述抽出油管线(10)上设有涡街流量计。

5.根据权利要求1所述一种氯离子抽提防腐装置，其特征在于，所述液液萃取-旋分聚结器包括液液旋分器(19)和无返混沉降室(20)。

6.根据权利要求5所述一种氯离子抽提防腐装置，其特征在于，所述液液旋分器包括混合输入口(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。