[發(fā)明專利]基于流動腐蝕校核的專用空冷器管束系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110245742.7
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102353282A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 偶國富;顧望平;金浩哲
• 申請（專利權）人: 杭州富如德科技有限公司
• 主分類號: F28D1/06
• 分類號: F28D1/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發(fā)明涉及一種反應流出物空冷器管束系統(tǒng)，具體地說是涉及一種基于流動腐蝕校核的專用空冷器管束系統(tǒng)。

背景技術

石油化工、煤化工行業(yè)是我國能源工業(yè)的重要支撐。加氫裂化反應流出物空冷器（Reactor?Effluent?Air?Coolers,?REAC）是劣質(zhì)油清潔化、重質(zhì)油輕質(zhì)化的核心設備，長期處于高壓、臨氫工況，極易發(fā)生沉積-沖蝕等流動腐蝕引發(fā)的非計劃停工事故，已成為嚴重影響石油化工行業(yè)、煤化工行業(yè)健康良性發(fā)展的重要障礙，因此，加氫REAC系統(tǒng)的流動腐蝕失效研究一直是學術界及工程界關注的焦點問題之一。

?加氫REAC系統(tǒng)的失效問題由來已久，自加氫工藝投用以來，國際上頻頻發(fā)生的REAC腐蝕引發(fā)的裝置失控事故，不僅釀成了重大的經(jīng)濟損失，而且嚴重威脅人身安全，由此引發(fā)的負面影響很大。就我國而言，隨著我國加入WTO，中東高硫、含氯等重質(zhì)原油盡量的逐年增加，我國許多煉油企業(yè)的加氫裂化裝置相繼進行了高硫擴能改造，繼而發(fā)生了多起REAC管束流動腐蝕泄漏失效。為此，中國石油化工集團公司、中國石油天然氣集團公司分別于2006年、2010年專門針對加氫裝置進行了全國調(diào)研。調(diào)研結果表明，流動腐蝕主要發(fā)生在加氫REAC系統(tǒng)、換熱器系統(tǒng)，流動腐蝕類型主要為沉積和沖蝕兩種形式。課題組前期研究結果表明，加氫REAC系統(tǒng)的流動腐蝕機理為：反應流出物富含N、S和少量Cl元素，加氫反應后生成NH₄HS、NH₄Cl兩種銨鹽，隨著反應流出物的冷卻，兩種銨鹽直接由氣相冷凝成固相堵塞管束。為防止銨鹽結晶沉積堵塞管束，通常在加氫反應流出物進口注水，目的是沖洗反應流出物冷卻過程中結晶沉積形成的銨鹽。雖然沖洗水能夠有效防止銨鹽堵塞管束，但也會形成較高銨鹽濃度的腐蝕性溶液，問題由堵塞變?yōu)楦g。因此，多相流介質(zhì)的流速受到極大制約，流速過高，碳鋼REAC系統(tǒng)會發(fā)生嚴重腐蝕，流速過慢，則管束又易形成垢下腐蝕。2006年中石化調(diào)研的結果顯示，包括茂名石化、鎮(zhèn)海煉化及揚子石化發(fā)生了多起銨鹽流動沉積垢下腐蝕和多相流沖蝕引發(fā)的非計劃停工事故，嚴重妨礙了裝置的安全、穩(wěn)定、長周期運行。

為解決加氫REAC系統(tǒng)的流動腐蝕失效問題，六十多年來，NACE?T-8委員會、UOP公司、API協(xié)會等通過多次調(diào)研，提出將流速、腐蝕因子Kp值和含硫污水濃度作為控制REAC系統(tǒng)腐蝕的主要控制參數(shù)。2004年前后，在API?932-B的影響下，國內(nèi)外許多石化企業(yè)將REAC系統(tǒng)的材質(zhì)升級為INCOLOY?825，以期提高加氫REAC系統(tǒng)的運行周期。盡管INCOLOY?825能有效提高REAC管束的耐蝕性能，但近期亦有多起材質(zhì)升級后REAC管束泄漏、爆管的事故。由此可見，若不能從工藝上、結構上對加氫REAC系統(tǒng)進行優(yōu)化研究，單純進行材質(zhì)升級并不能從根本上攻克REAC系統(tǒng)的流動腐蝕難題。

本課題組長期研究發(fā)現(xiàn)，中東高硫劣質(zhì)原油加工過程中，加氫REAC系統(tǒng)的結構特性是影響流動腐蝕的關鍵因素之一。必須通過基于流動腐蝕校核，設計適用于含氯高硫高酸原油加工的加氫REAC專用管束系統(tǒng)，通過優(yōu)化空冷器管束結構，適用于不同原料油加工、不同工藝條件、不同運行工況下的劣質(zhì)原料油加工，突破目前困擾加氫REAC系統(tǒng)頻繁泄漏的重要難關。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于流動腐蝕校核的專用空冷器管束系統(tǒng)，可有效解決高硫高酸含氯原料油加工過程中加氫REAC管束銨鹽結晶沉積垢下腐蝕和多相流沖蝕難題，從本質(zhì)上提高加氫REAC系統(tǒng)的整體耐蝕能力，尤其是提高首管程耐NH₄Cl、末管程耐NH₄HS結晶沉積垢下腐蝕和多相流沖蝕能力，可顯著提高工藝冷卻效果，延長加氫REAC系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運行周期，減少非計劃停工事故的失效概率。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一、第一種基于流動腐蝕校核的專用空冷器管束系統(tǒng)：

包括兩個進口、入口管箱、出口管箱、翅片管束和兩個出口；入口管箱一側(cè)面與出口管箱一側(cè)面之間用1排翅片管束或2～3排翅片管束并聯(lián)連接，在入口管箱上面或與翅片管束連接的對應側(cè)面沿管箱長度方向垂直平分面對稱布設兩個進口，在出口管箱底面或與翅片管束連接的對應側(cè)面沿管箱長度方向垂直平分面對稱布設兩個出口。

所述的連接于相鄰管箱之間的翅片管束稱為一個管程，自入口管箱至出口管箱的管箱數(shù)量為2個，管程數(shù)量為1個。

二、第二種基于流動腐蝕校核的專用空冷器管束系統(tǒng)：