[發明專利]一種加氫反應流出物空冷器系統注水的優化方法

有效

• 申請號: 200910101294.6
• 申請日: 2009-07-27
• 公開（公告）號: CN101655336A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 偶國富;鄭智劍;曹晶;洪惠芬
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: F28G9/00
• 分類號: F28G9/00;G05B19/418
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及石油化工領域，具體地說是一種加氫反應流出物空冷器系統注水的優化方法。

背景技術

加氫裂化是重質油輕質化的核心技術，是石化企業中重要的二次加工手段。近年來，高質量、高柴汽比的產品結構需求變化進一步促進了加氫技術的迅速發展。自從加氫裂化工藝投用以來，加氫反應流出物冷卻過程中的銨鹽(NH₄Cl和NH₄HS)的流動沉積腐蝕一直是石化企業難以解決的問題。為了防止銨鹽在換熱管束和設備中的結晶和沉積，通常在加氫反應流出物空冷器(簡稱REAC)系統上游注入沖洗水，洗去沉積的銨鹽。然而，高濃度的銨鹽水溶液又會導致嚴重的沖蝕失效。因此，REAC系統注水的優化操作方法一直是國內外石化企業關注的焦點。

對于易發生銨鹽沉積的REAC系統，若注水點位于銨鹽的沉積部位之上，則無法有效洗去沉積的銨鹽，將導致管束的堵塞、相關設備的換熱效率下降和REAC系統的壓降的上升，增加了設備失效的風險；若REAC系統的注水方式不當，在苛刻工況下，將會造成間歇性的局部腐蝕，形成管束測厚的盲區，給裝置的防腐工作增加了很大的難度；若REAC系統的注水量不足，或由于工藝原因造成液態水分布不均勻，則形成的高濃度銨鹽水溶液在較高的流速下會對管束造成嚴重的沖蝕。然而，注水量過多，又會增加裝置的能耗，浪費水資源。

因此，只有對REAC系統的注水點、注水方式和注水量進行優化操作，才能有效避免加氫反應流出物冷卻過程中銨鹽的沉積和沖蝕問題。2004年美國石油協會出版的API?932-B規范中對REAC系統注水的水質，注水系統的設計、REAC出入口管道的分布和管束材質的選用做了相關規定。然而，其研究成果主要來源于腐蝕現象的統計分析和工作人員的操作經驗，尤其是對含氯原料油加工導致REAC失效的腐蝕機理的研究不夠明確，缺乏對NH₄Cl結晶沉積的定量分析。并且，對于劣質含酸原料油加工的苛刻工況，缺乏有效的控制手段。因此，因銨鹽沉積導致REAC系統腐蝕泄漏的事故依然時有發生。

為了有效控制REAC系統的泄漏、爆管、著火等事故，減少非計劃停工所造成的經濟損失，保證石化企業安全、穩定、長周期運行，亟需設計建立一種加氫反應流出物空冷器系統注水的優化操作方法，為現場的操作人員提供可靠的操作依據，有效避免REAC系統的失效。

發明內容

本發明的目的在于提供一種加氫反應流出物空冷器系統注水的優化方法，根據DCS控制系統數據庫讀取加氫反應流出物空冷器系統的運行參數，結合系統化驗分析數據，對REAC系統的注水點、注水方式和注水量進行優化，有效避免因銨鹽(NH₄Cl和NH₄HS)的沉積所引發的REAC系統管道和管束的垢下腐蝕和局部沖蝕，可供現場操作人員對REAC系統的注水進行優化操作，有效避免REAC系統失效引發的非計劃停工事故，確保REAC系統的安全、穩定、長周期運行。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明包括注水點的優化、注水方式的優化和注水量的優化共三個部分；其中：

1)注水點的優化包括以下步驟：

a)通過DCS控制系統數據庫讀取加氫反應流出物空冷器系統原料進料量和循環氫摩爾流量，結合原料油原始化驗分析數據獲取S含量、循環氫中H₂S含量、N含量和Cl含量，分別計算得出H₂S、NH₃和HCl的摩爾流量；

b)通過DCS控制系統數據庫讀取低分干氣摩爾流量和加氫反應流出物空冷器系統的操作壓力，結合本步驟a)獲得的循環氫摩爾流量和H₂S、NH₃及HCl的摩爾流量，確定H₂S、NH₃和HCl的分壓；

c)根據H₂S和NH₃的分壓，計算反應生成的NH₄HS沉積溫度系數結合NH₄HS沉積溫度曲線，確定NH₄HS沉積溫度根據HCl和NH₃的分壓，計算反應生成的NH₄Cl沉積溫度系數結合NH₄Cl沉積溫度曲線，確定NH₄Cl的沉積溫度