CN213375861U - 一种洗涤脱氯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种洗涤脱氯系统，包括下端敞口的外筒体、设于外筒体内壁上与外筒体轴线垂直的孔板以及贯穿孔板与孔板垂直设置的水洗水管，水洗水管下端封闭，其上端伸至外筒体顶部外成为水洗水入口，水洗水管管壁上设有喷射孔，水洗水管管壁的开孔率和开孔尺寸沿管壁轴线从上至下均逐步减小，孔板上均布分散孔；外筒体顶部设有油气入口管，油气入口管下端伸入外筒体内，其上端伸至外筒体顶部外成为油气入口。本实用新型为后续装置构建稳定的、腐蚀可控的环境，降低了后续装置的选材，延长了装置的检修周期，具有较好的经济效益。

Description

一种洗涤脱氯系统

技术领域

本实用新型属于石油化工领域，涉及油气中腐蚀性氯化物的洗涤脱除，具体地说，涉及一种洗涤脱氯系统。

背景技术

随着原油的劣质化，原油中的硫、氮、氯等腐蚀性杂质含量显著增加，在加工过程中引起的诸多腐蚀问题已成为影响装置长周期安全生产的重要因素。含氯原料油加工过程中水解或受热分解生成的HCl，在低温部位溶于凝结水形成有强腐蚀性的“盐酸”，或在有NH₃存在的条件下生成NH₄Cl。NH₄Cl在冷凝冷却系统一方面以固体的氯化铵结盐形式析出，积聚后造成系统堵塞；另一方面，由于NH₄Cl具有吸湿性，可以从气态流体中吸收水分，造成NH₄Cl盐的垢下腐蚀。这类由氯离子引起的氯化铵结盐和盐酸腐蚀，导致设备的氯化铵盐堵塞、穿孔泄漏等失效事故，造成装置降量生产或停工处理，已成为影响炼化企业长周期安全稳定运行的突出问题。加之常减压蒸馏装置往往处于炼厂流程的前端，非计划停工事故有可能导致全流程的停工，造成巨大经济损失，严重影响着企业的经济效益。

目前国内外常见的常压塔顶氯化物腐蚀防护措施主要有注中和剂(胺)、注缓蚀剂、注水以及提高材料等级等措施。注水一方面将气相物流中氯吸收到水中避免氯化铵盐的形成，防止露点腐蚀，另一方面将已形成的氯化铵盐溶解到水中，以免堵塞管路和设备。因此降低系统中液相氯离子浓度，避免气相氯化铵结盐，成为控制系统腐蚀的关键。

针对常压塔顶油气的处理，现有技术中普遍采用的一般工艺流程是：温度为110～150度的油气引出常压塔顶后，进行注剂(包括注有机胺、缓蚀剂或中和剂)和注水，注剂注水后油气温度降至105～120度，再用换热器对油气进行取热，油气温度降至85～100度后进入回流罐。由于此处存在露点腐蚀，且腐蚀较为严重，往往会设置复线或备用设备以便检修。经过回流罐的分离作用，油相(部分)回流至常压塔或(部分)冷却后出装置，水相循环使用或出装置，气相冷却后进入后续处理。虽然采取了一定工艺防腐措施，但常压塔顶冷却系统氯化物腐蚀问题仍然较普遍较严重，防腐措施不能完全消除系统的腐蚀，且每年会投入较大药剂费用；加之原油切换频繁、操作不稳定时易出现露点漂移，导致管线、换热器腐蚀严重，造成检维修费用高，且常压装置位于整个炼油装置的前端，一旦停工有可能导致整个炼厂的停工，损失非常大。

目前注水往往采用注水喷嘴甚至无喷嘴直接将水注入油气管线或设备，由于注水管径相对油气工艺管线尺寸较小，注入的水无法均匀分散的与油气接触，注水效果得不到保障；对于正在服役的设备管线系统，由于采购、运输、存储等原因，炼油企业实际加工原油与设计加工原油往往有较大差别；同时，原油劣质化且加工油品切换较为频繁，工艺操作难以稳定，出现注水量不足、露点位置的前后漂移，使得已设的注水、注剂设施能力不足，原设计的设备管线、工艺防腐措施不能很好适应从而系统发生露点腐蚀、NH₄Cl盐的垢下腐蚀、冲蚀等，对现有设备、管道带来较大的腐蚀风险。

目前，石油化工领域中降低含氯量的另一种方法是设置脱氯设备。中国专利CN209093016U(一种重整装置稳定塔顶不凝气脱氯设备)公开了一种重整装置稳定塔顶不凝气脱氯设备，塔顶气相通过该脱氯设备，在脱氯剂的作用下塔顶气中的氯离子得到脱除；中国专利CN204918487U(一种烷基化油脱氯设备)公开了一种烷基化油脱氯设备，通过设置两级脱氯罐，在脱氯剂的作用下使烷基化油中的含氯量降低。但是脱氯罐往往压降较大，一方面增加装置能耗，另一方面在常压塔顶这类操作压力较低的系统中并不适用。

中国专利CN205379839U(漩涡式脱氯装置)公开了一种快速溶解氯离子并固液分离的一种漩涡式脱氯装置，通过漩涡式冲洗、螺旋搅拌、二次清水冲洗，可快速将泥沙中的氯离子脱除并进行固液分离。该装置主要用于脱除固相中的氯离子，与脱除气相占大多数的介质中氯离子的技术不相同，并且装置中存在转动部件，增加了装置能耗，易出现故障。

综上所述，原油的劣质化、工艺操作的波动造成常压塔顶腐蚀情况愈加严重，且常减压装置往往是炼油企业前端的加工流程，停工可能造成全厂的停工。加之各炼油企业对检修周期越来越长的要求，对稳定的、腐蚀可控的常压塔顶操作系统的需求更加迫切，因此，急需开发一种适用于常压塔顶这类低压系统中更有效降低油气中氯腐蚀设备，为后续操作建立稳定可控的腐蚀环境。

实用新型内容

为了解决现有常压塔顶氯化物腐蚀风险大、腐蚀不可控的问题，本实用新型提供了一种洗涤脱氯系统。

本实用新型提供的洗涤脱氯系统包括下端敞口的外筒体、设于外筒体内壁上与外筒体轴线垂直的孔板以及贯穿孔板与孔板垂直设置的水洗水管，水洗水管下端封闭，其上端伸至外筒体顶部外成为水洗水入口，水洗水管管壁上设有喷射孔，水洗水管管壁的开孔率和开孔尺寸沿管壁轴线从上至下均逐步减小，孔板上均布分散孔；外筒体顶部设有油气入口管，油气入口管下端伸入外筒体内，其上端伸至外筒体顶部外成为油气入口。

所述外筒体下端可为扩口状、直筒状或锥形收口状。在实际应用中，外筒体下端可通过法兰或管道与后续设备连接或直接与后续设备连接。

所述孔板可以设置一层或两层或多层，孔板上的分散孔可以为圆孔，也可以为条缝或其它形状，从加工方便的角度，分散孔宜为圆孔，圆孔直径1～50mm，优选为5～30mm。为防止上层孔板与下层孔板之间气相的短路，相邻两层孔板的分散孔呈交错排列，即下层孔板的分散孔对应于上层孔板未开孔部分的中心区域。孔板的作用是分散油气，使油气均匀地向下流动，不至于产生较大偏流，从而使油气得到充分的洗涤，保证洗涤效果。油气从油气入口进入外筒体后，在孔板的作用下，分散、均匀地向下流动，相邻两层孔板上的开孔交错排布，增加油气在外筒体中的行程，可促使油气中的氯离子更充分的溶解到水洗水中。

所述水洗水管可以设置一个、两个或多个，水洗水管管壁上的喷射孔可以为圆孔，亦可为条缝或其它形状，从加工方便的角度，喷射孔宜为圆孔，圆孔直径为1～40mm，优选为3～30mm。水洗水自喷射孔喷出，与自上而下流动的油气形成错流接触，分散、雾化成小颗粒的水洗水与从孔板中分散、均匀流动的油气充分混合，将油气中氯离子溶解到水洗水中，油气的腐蚀性降低，油气得到净化。当采用多个水洗水管时，多个水洗水管喷出的水洗水相互碰撞、雾化，能起到促进传质的作用。多个水洗水管可以呈圆周排布，也可以正方形、正三角形等距排布。水洗水的注入应使得外筒体内有至少10％～30％的液态水。

所述水洗水管管壁上的喷射孔沿管壁周向均匀分布，沿管壁轴线从上至下开孔率逐步减小，开孔尺寸逐步减小。这样可以在保证洗涤效果的基础上降低压降，具备压降小、洗涤效果好的优点。大部份水从上端喷出，压降小，与油气接触时间长，促进氯离子更好的溶解到水洗水中；小部份水从下端喷出，喷出速度大、雾化效果好，促进氯离子更快的溶解到水洗水中。

在采用两层或多层孔板时，为确保油气从孔板中均匀的透过，喷射的水不至于使油气产生较大偏流，水洗水管管壁上喷射孔的排布方式可以为:水洗水管位于第一层孔板以上部份的管壁不开孔，位于最后一层孔板以下部分的水洗水管管壁仅在其中下部开孔，上下相邻两层孔板之间的水洗水管管壁仅在其中段开孔，且沿水洗水管轴线从上至下开孔部分的开孔率和开孔尺寸均逐步减小。

本实用新型的工作过程为：含氯油气自油气入口经油气入口管进入外筒体内，沿孔板自上而下流动；水洗水自水洗水入口进入水洗水管，自水洗水管管壁上的喷射孔沿径向喷出，与从上至下流动的含氯油气形成错流接触，含氯油气中的氯离子充分溶解到水洗水中，充分混合后的含氯油气和水洗水经外筒体下端进入后续设备进行后续处理。

本实用新型具有以下有益效果：

1)通过对含氯及盐的油气进行洗涤，将油气中的氯及氯化物溶解到水洗水中，油气中的氯及氯化物含量大大降低，油气的腐蚀性减弱，为后续系统建立稳定的、腐蚀可控的环境，后续设备、管道材质选择等级较低材料即可满足使用要求。在检修周期越来越长的趋势下，稳定可控的腐蚀环境有助于装置的长周期运行，具有很好的经济效益。

2)增加系统安全性和可靠性后，可取消相关旁路、复线和备用设备。旁路、复线和备用设备由于正常情况不使用，但可能长期存有腐蚀性介质，且巡检人员关注较少，反而容易出问题。洗涤脱氯系统的设置一方面可取消相关旁路、复线和备用设备，降低装置的整体建设费用，另一方面也可消除旁路、复线和备用设备的破坏风险，以提高系统的安全性。

3)所有元件均为静态设施，故障少，设备压降小，能耗低。

附图说明

图1是本实用新型的洗涤脱氯系统的一种结构示意图；

图2是本实用新型的水洗水管和孔板装配结构的一种结构示意图；

图3是本实用新型的水洗水管管壁喷射孔的一种展开结构示意图；

图4是本实用新型的孔板为多层时水洗水管管壁喷射孔的一种结构示意图。

图中：1-外筒，2-孔板，3-水洗水管，4-水洗水入口，5-油气入口管，6-油气入口，7-喷射孔，8-分散孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型的洗涤脱氯系统的结构示意图，所示的洗涤脱氯系统包括下端敞口的外筒体1、设于外筒体内壁上与外筒体轴线垂直的孔板2以及贯穿孔板与孔板垂直设置的水洗水管3，水洗水管3下端封闭，其上端伸至外筒体顶部外成为水洗水入口4，水洗水管管壁上设有喷射孔，水洗水管管壁的开孔率和开孔尺寸沿管壁轴线从上至下均逐步减小，孔板上均布分散孔；外筒体顶部设有油气入口管5，油气入口管下端伸入外筒体内，其上端伸至外筒体顶部外成为油气入口6，外筒体1下端为直筒状。

图2是本实用新型的水洗水管和孔板装配结构的一种结构示意图，水洗水管3贯穿孔板沿孔板圆周方向均布，孔板上均布分散孔8，水洗水管管壁上设有喷射孔7。

图3是本实用新型的水洗水管管壁喷射孔的一种展开结构示意图，喷射孔7自上而下沿水洗水管轴线尺寸逐步减小，管壁的开孔率也逐步减小。

图4是本实用新型的孔板为多层时水洗水管管壁喷射孔的一种结构示意图，图中，自上而下设置的孔板2依次为第一层孔板、第二层孔板和第三层孔板。水洗水管3位于第一层孔板以上部份的管壁不开孔，第三层孔板以下部分的水洗水管壁仅在其中下部开孔，上下相邻的第一层与第二层、第二层与第三层孔板之间的水洗水管管壁仅在其中段开孔，且沿水洗水管轴线从上至下开孔部分的开孔率和开孔尺寸均逐步减小。

如图1所示，本实用新型的工作过程为：含氯油气自油气入口6经油气入口管5进入外筒体1内，沿孔板2自上而下流动；水洗水自水洗水入口4进入水洗水管3，自水洗水管管壁上的喷射孔沿径向喷出，与从上至下流动的含氯油气形成错流接触，含氯油气中的氯离子充分溶解到水洗水中，充分混合后的含氯油气和水洗水经外筒体1下端进入后续设备进行后续处理。

Claims (6)

1.一种洗涤脱氯系统，其特征在于：包括下端敞口的外筒体、设于外筒体内壁上与外筒体轴线垂直的孔板以及贯穿孔板与孔板垂直设置的水洗水管，水洗水管下端封闭，其上端伸至外筒体顶部外成为水洗水入口，水洗水管管壁上设有喷射孔，水洗水管管壁的开孔率和开孔尺寸沿管壁轴线从上至下均逐步减小，孔板上均布分散孔；外筒体顶部设有油气入口管，油气入口管下端伸入外筒体内，其上端伸至外筒体顶部外成为油气入口。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述外筒体下端为扩口状、直筒状或锥形收口状。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述水洗水管管壁上的喷射孔沿管壁周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述孔板设置为两层或多层，孔板上的分散孔为圆孔或条缝，相邻两层孔板的分散孔呈交错排列。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述水洗水管管壁上喷射孔的排布方式为：水洗水管位于第一层孔板以上部份的管壁不开孔，位于最后一层孔板以下部分的水洗水管管壁仅在其中下部开孔，上下相邻两层孔板之间的水洗水管管壁仅在其中段开孔，且沿水洗水管轴线从上至下开孔部分的开孔率和开孔尺寸均逐步减小。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述水洗水管设置为两个或多个，水洗水管管壁上的喷射孔为圆孔或条缝。

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