CN204281686U - 防止常减压塔精馏段及其附属部件结盐装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防止常减压塔精馏段及其附属部件结盐装置，它解决了现有技术存在常减压塔精馏段及其附属部件容易结盐，而除盐既费时、成本又高，有时还需停工影响产量等问题，其特征在于：在常减压塔（1）的精馏段设置了交叉等距的联磁组件一（2）和联磁组件二（3），以形成多回路磁场；在附属部件的管道上增设了高梯度分布的磁处理装置（10），形成高强二维磁场。通过联磁组件及磁处理装置在不同部位的作用，改变NH4Cl分子的生成速率和运动状态，使装置不易产生NH4Cl结晶，从而解决常减压塔精馏段及其附属部件结盐的问题。具有结构简单、安装方便、成本低廉、高效安全等优点，具有广泛的推广应用价值。
Description
一、技术领域
本实用新型属于石油化工技术领域，更具体的说是一种防止炼油装置结盐的方法，特别适用于防止常减压塔精馏段及其附属部件结盐的问题。
二、背景技术
原油常减压塔是整个炼油化工的“龙头装置”，肩负着为后续二次加工装置提供原料和产品的重任，是非常重要又不可缺少的工艺环节。以前由于加工的原油品质较好，常减压塔1很少出现塔盘结盐，随着原油重质化、劣质化的趋势日益明显，部分原油含盐、乳化剂量增大，难以在常规电脱盐中脱出。盐及乳化剂进入常减压塔后，日积月累会造成常减压塔板3等部位结盐。
常减压塔原料中含有较高的N、S、O、Cl等杂元素，在高温下反应很容易生成NH3、H2S等产物，无机氯化物和有机氯化物发生吸热水解反应，分解产生HCl。随着油气在分馏塔内的上升，塔内温度也由高降低，当温度降至337.8℃时，NH3和HCl结合生成NH4Cl，NH4Cl以极细小的颗粒被油气携带到上层塔板。随着油气中NH4Cl浓度的增大，温度的降低，NH4Cl颗粒形成结晶并沉积在塔板、降液管以及分馏塔附属结构等部件形成结盐。结盐较轻时会阻碍油气的流动，破坏分馏塔的正常操作；严重时甚至堵塞设备及管道，使生产无法正常运行。
对于常减压塔精馏段及其附属部件的结盐，国内基本都是采用水洗处理的方法，水洗的原理就是用水将固体铵盐溶解，通过水洗液将铵盐带出分馏塔，虽然水洗的细节略不相同，例如有些用除氧水，有些用新鲜水，但水洗原理和流程大致相同。处理分馏塔结盐的水洗流程主要为停工水洗和在线水洗。停工水洗需要切断进料，在分馏塔顶空冷入口注水，NH4CI溶解在水中，进入塔顶分液罐，由泵送出装置，这种方法不仅费时而且损失较大。在线水洗时，减小原料加工量，控制适当塔温(一般不超过95℃)，新鲜水自顶循环返塔线或顶循环泵打至塔顶，塔顶蒸汽凝结成水与注入新鲜水形成内回流，沿塔盘自上而下流动，而油气不凝结，仍从塔顶流出，洗塔水在下降流动过程中溶解塔盘上的铵盐，最后从塔的适当部位排出。在线水洗治标不治本，溶解的NH4CI随液相向下回流时，温度逐渐升高，容易造成结盐部位下移而不能完全消除结盐。另外随着原油重质化、劣质化的趋势，在线水洗处理分馏塔结盐的频率越来越高，周期也较短，不利于提高效率，对装置运行的安全稳定性也有影响。
刘明晓在《原油蒸馏常减压塔结盐成因及应对技术研究》中公开了一种添加脱氯剂和有机胺中和剂的防止结盐的方法。首先进一步优化现有常减压装置电脱盐设备脱盐效率，可以选用高效的氯转移剂，使有机氯在电脱盐过程中的脱除率大幅度提高；其次通过塔顶注入有机胺，发挥有机胺更好的中和性能以及强碱与弱碱强酸盐的反应机理来抑制NH4CI结晶的生成及低温露点腐蚀和垢下腐烛的发生，从而延缓或避免常压塔顶盐垢的生成。有机胺与氯离子形成的有机氯盐沸点较低，且不会在常减压塔操作条件下产生结晶。这种添加助剂的方法成本较高，而且对石油产品的品质产生不利影响。
三、发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、安装方便、成本低廉、高效安全的能够防止原油蒸馏常减压设备的常减压塔精馏段及其附属部件结盐的方法。
本实用新型的技术方案是：原油蒸馏常减压设备包括常减压塔、塔顶填料板和由脱水罐、顶循油泵、换热器、冷凝器构成的附属部件等组成，在常减压塔的精馏段设置了交叉等距的联磁组件一和联磁组件二，在附属部件的管道上增设了高梯度分布的磁处理装置。所述联磁组件是由不同极性的永磁体构成，联磁组件一是由三块及以上小端为N极的磁材呈扇形紧密相连，联磁组件二是由三块及以上小端为S极的磁材组成，每块磁材小端的弦长不小于90mm，径向高度不小于110mm，设置于常减压塔精馏段上温度337.8℃～347.8℃处。所述高梯度分布的磁处理装置是由管道、磁材和外壳等构成，磁材呈圆环状，多组套装在管道上，并在磁材外层设置了管形外壳，安装在管道上的每组磁材的磁性逐级增强，间距逐级减小，形成二维叠加正交及旋转磁场，末端中心磁场强度范围为：1800Gs～3000Gs，安装于附属部件的管线上的位置距冷凝器不大于10m处。所述磁材均为钐钴体永磁体。
本实用新型的作用原理是：根据电磁理论，HCl、NH3、NH4CI都是正负电荷中心不重合的电偶极子，又称“磁极子”。一方面，做分子运动的HCl和NH3先后受多回路磁场和二维磁场的影响，分子在磁场中旋转的过程中，电子云分布会随着磁场的变化而发生形变，从而使HCl和NH3的有效碰撞减少，即活性降低，形成类似惰性气体的电子云分布。另一方面，对于生成的NH4CI分子，一般情况下随着时间的延长，这些铵盐分子会大量聚集在一起，聚结部分会继续聚结变得更大，最终这些粒子团会变得足够大而在塔板表面富集沉积，形成结盐。但是位于强磁场中的NH4CI分子，由于多回路磁场及二维磁场的作用，加剧了分子运动，使NH4CI分子不容易形成稳定的晶格，从而结盐不易发生，足以保证常减压塔精馏段及其附属部件正常运转。
本实用新型的有益效果是：通过多回路磁场和二维强磁场抑制NH4CI分子的形成，抑制NH4CI分子的结晶结盐，以保证常减压塔精馏段及其附属部件正常运转。与目前水洗处理分馏塔结盐技术相比，具有安装简便、安全省时和无操作成本的优点，避免水洗处理方法费时，降量或装置停工的缺点。与目前注入抑制剂处理分馏塔结盐技术相比，具有安装简便、安全省时和无操作成本的优点，避免注入抑制剂方法成本高，降低石油产品品质的缺点。
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
四、附图说明
图1为本实用新型工艺流程结构示意图；
图2为本实用新型联磁组件一结构示意图；
图3为本实用新型联磁组件二结构示意图；
图4为本实用新型高梯度分布的磁处理装置结构示意图。
图中：1为常减压塔，2为联磁组件一、3为联磁组二，4为塔顶填料板，5为管道，6为脱水罐，7为顶循油泵，8为换热器，9为冷凝器，10为高梯度分布的磁处理装置，11为油气管，12、13、15为磁材，14为管道，16为外壳。
五、具体实施方式
原油蒸馏常减压设备包括常减压塔1、塔顶填料板4和由脱水罐6、顶循油泵7、换热器8、冷凝器9构成的附属部件等组成，防止常减压塔精馏段及其附属部件结盐装置是：在常减压塔1的精馏段设置了交叉等距的联磁组件一2和联磁组件二3，所述联磁组件是由不同极性的永磁体构成，联磁组件一２是由三块及以上小端为N极的磁材12呈扇形紧密相连，联磁组件二3是由三块及以上小端为S极的磁材13组成，每块磁材小端的弦长不小于90mm，径向高度不小于110mm，设置于常减压塔精馏段上温度337.8℃～347.8℃处。在附属部件的管道上增设了高梯度分布的磁处理装置10。该磁处理装置是由管道14、磁材15和外壳16构成，磁材15呈圆环状，多组套装在管道14上，并在磁材15外层设置了管形外壳16，安装在管道14上的每组磁材15的磁性逐级增强，间距逐级减小，形成二维叠加正交及旋转磁场，末端中心磁场强度范围为：1800Gs～3000Gs，安装于附属部件的管线上的位置距冷凝器不大于10m处。所述磁材12、13、15均为钐钴体永磁体。
实例1：先用一种极性相同的三块磁材12紧密相连构成联磁组件一2，再用另一种极性相同的三块磁材13紧密相连构成联磁组件二3，每块磁材小端的弦长为90mm，径向高度为110mm。联磁组件一2与联磁组件二3之间间隔500mm距离交叉均布安装在常减压塔精馏段塔身温度347.8℃处周围。用末端中心磁场强度为1800Gs的磁处理装置对常减压设备进行改造后，由原来15天水洗一次，到现在3个月稳定运行，通过磁场后有效防结盐距离为200m。
实例2：先用一种极性相同的三块磁材12紧密相连构成联磁组件一2，再用另一种极性相同的三块磁材13紧密相连构成联磁组件二3，每块磁材小端的弦长为100mm，径向高度为120mm。联磁组件一2与联磁组件二3之间间隔350mm距离交叉均布安装在常减压塔精馏段塔身温度342.8℃处周围。用末端中心磁场强度为2300Gs的磁处理装置对常减压装置进行改造后，由原来15天水洗一次，到现在5个月稳定运行，通过磁场后有效防结盐距离为300m。
实例3：先用一种极性相同的三块磁材12紧密相连构成联磁组件一2，再用另一种极性相同的三块磁材13紧密相连构成联磁组件二3，每块磁材小端的弦长为120mm，径向高度为150mm。联磁组件一2与联磁组件二3之间间隔250mm距离交叉均布安装在常减压塔精馏段塔身温度337.8℃处周围。用末端中心磁场强度为3000Gs的磁处理装置对常减压装置进行改造后，由原来15天水洗一次，到现在5个月稳定运行，通过磁场后有效防结盐距离为500m。
本实用新型可根据实际处理效果，选择在常减压塔精馏段外加装联磁组件，在附属部件如换热器、冷凝器等输入端前加不同强度的高梯度分布的磁处理装置。
Claims (3)
1.一种防止常减压塔精馏段及其附属部件结盐装置，它包括常减压塔（1）、塔顶填料板（4）和由脱水罐（6）、顶循油泵（7）、换热器（8）、冷凝器（9）构成的附属部件组成，其特征在于：在常减压塔（1）的精馏段设置了交叉等距的联磁组件一（2）和联磁组件二（3），在附属部件的管道上增设了高梯度分布的磁处理装置（10）。
2.根据权利要求1所述的防止常减压塔精馏段及其附属部件结盐装置，其特征在于：所述联磁组件是由不同极性的永磁体构成，联磁组件一（２）是由三块及以上小端为N极的磁材（12）呈扇形紧密相连，联磁组件二（3）是由三块及以上小端为S极的磁材（13）组成；所述高梯度分布的磁处理装置（10）是由管道（14）、磁材（15）和外壳（16）构成，磁材（15）呈圆环状，多组套装在管道（14）上，并在磁材（15）外层设置了管形外壳（16），安装在管道（14）上的每组磁材（15）的磁性逐级增强，间距逐级减小，形成二维叠加正交及旋转磁场。
3.根据权利要求1或2所述的防止常减压塔精馏段及其附属部件结盐装置，所述磁材（12、13、15）均为钐钴体永磁体。
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