Cl垢下腐蝕的加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種防止NH4Cl垢下腐蝕的加氫反應(yīng) 流出物空冷器優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高硫、高氯、含氮等劣質(zhì)原油加工比例的不斷增加，許多石化裝置普遍發(fā)生 腐蝕失效問(wèn)題，特別是高壓加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)（Reactor Effluent Air Cooler， REAC)作為加氫裝置中的重要設(shè)備，由銨鹽引發(fā)的垢下腐蝕嚴(yán)重影響了煉化企業(yè)的安全運(yùn) 行。
[0003] 已有研宄機(jī)理表明NH4Cl在加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)冷卻過(guò)程中沉積是引發(fā) REAC系統(tǒng)堵塞和垢下腐蝕的主要因素。當(dāng)管束內(nèi)流體的溫度降低到結(jié)晶溫度時(shí)，NH4Cl就 會(huì)從氣相中結(jié)晶出來(lái)附著在管壁上，NH 4Cl固體在水蒸氣環(huán)境下會(huì)不斷潮解，從而對(duì)管壁造 成嚴(yán)重的垢下腐蝕。
[0004] 2005年以來(lái)，中國(guó)石化集團(tuán)公司多次開(kāi)展REAC系統(tǒng)腐蝕失效的全國(guó)性調(diào)研，茂名 石化、金陵石化、揚(yáng)子石化、大慶煉化、遼陽(yáng)石化、撫順石化、大連石化、鎮(zhèn)海煉化、海南石化 等加氫空冷器系統(tǒng)都頻發(fā)生銨鹽垢下腐蝕失效問(wèn)題。國(guó)際上同樣具有普遍性，NACE、U0P、 API先后進(jìn)行大量調(diào)研，形成了 REAC系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)API932-B。盡管許多 空冷器系統(tǒng)嚴(yán)格按照限定參數(shù)設(shè)計(jì)，但由腐蝕泄露造成的非計(jì)劃性停工事故仍普遍存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了改變【背景技術(shù)】中一系列的被動(dòng)局面，本發(fā)明的目的在于提供一種防止NH4Cl 垢下腐蝕的加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)優(yōu)化方法，有效防止NH4Cl的垢下腐蝕，確保加氫裝 置安全和平穩(wěn)運(yùn)行。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 本發(fā)明通過(guò)DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，結(jié) 合加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)的原料油化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，針對(duì)加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)變 工況運(yùn)行過(guò)程中NH4C1水溶液的垢下腐蝕特性，對(duì)加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)的NH4C1的 化學(xué)平衡常數(shù)Kp值、空冷器平均流速和工藝注水量進(jìn)行優(yōu)化。
[0008] 所述NH4Cl的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)Kp值的優(yōu)化，包括以下步驟：
[0009] a)通過(guò)DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)原料油進(jìn)料量，結(jié) 合原料油化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)獲取的平均N含量和CF含量，確定NH 3的質(zhì)量流量和HCl的質(zhì)量流 量；
[0010] b)通過(guò)DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)入口干烴物流的摩 爾流量和空冷器系統(tǒng)壓力Psystrai,結(jié)合步驟a)中NH3的質(zhì)量流量和HCl的質(zhì)量流量，確定 NH4Cl的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)Kp值；
[0011] c)若Κρ〈0. 1，則原料油脫鹽深度不變；若Κρ>0. 1，則提高原料油脫鹽深度，直至 Κρ〈0·1。
[0012] 所述空冷器系統(tǒng)平均流速的優(yōu)化，包括以下步驟：
[0013] a)通過(guò)DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)原料油進(jìn)料量、工 藝注水量、干烴物流的摩爾流量，原料油化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)、干烴物流的平均分子量、空冷器系 統(tǒng)入口混合物密度，計(jì)算空冷器系統(tǒng)平均流速V ;
[0014] b)若V〈3m/s，則提高原料油進(jìn)料量或注水量，直至V>3m/s ;若V>3m/s，則保持原料 油進(jìn)料量不變。
[0015] 所述工藝注水量的優(yōu)化，包括以下步驟：
[0016] a)通過(guò)DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取空冷器系統(tǒng)入口前工藝注水的冷凝量，結(jié)合系 統(tǒng)工藝注水量，確定空冷器系統(tǒng)入口液態(tài)水含量百分比W ;
[0017] b)若空冷器系統(tǒng)入口液態(tài)水含量百分比W〈30%，則需要提高系統(tǒng)工藝注水量；若 空冷器系統(tǒng)入口液態(tài)水含量百分比W>30 %，則注水量保持不變。
[0018] 所述DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括：原料油進(jìn)料量、干烴物流的摩爾流量、工藝注水 量，空冷器系統(tǒng)壓力P system和空冷器系統(tǒng)入口前工藝注水的冷凝量。
[0019] 所述原料油化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，包括：平均N含量、Cr含量、干烴物流的平均分子量和 空冷器入口混合物密度。
[0020] 本發(fā)明具有的有益效果是：
[0021] 本發(fā)明可提供一種防止NH4Cl垢下腐蝕的加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)優(yōu)化方法， 包括NH 4Cl的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)Kp值、空冷器平均流速的優(yōu)化和工藝注水量的優(yōu)化共三個(gè) 部分，可為REAC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行提供科學(xué)指導(dǎo)，確保REAC系統(tǒng)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行?？捎行Х?止REAC系統(tǒng)中的NH 4Cl沉積，避免REAC系統(tǒng)腐蝕失效引發(fā)的非計(jì)劃停工事故，確保REAC系 統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1是本發(fā)明優(yōu)化方法流程圖。
[0023] 圖2是NH4Cl的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)Kp值的優(yōu)化流程圖。
[0024] 圖3是空冷器平均流速的優(yōu)化流程圖。
[0025] 圖4是工藝注水量的優(yōu)化流程圖。
[0026] 圖中：1、DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，2、原料油進(jìn)料量，3、原料油化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，4、平均N 含量，5、Cl-含量，6、NH3的質(zhì)量流量，7、HCl的質(zhì)量流量，8、干烴物流的摩爾流量，9、空冷器 系統(tǒng)壓力P sysw 10、NH4Cl的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)Kp值，11、工藝注水量，12、干烴物流的平均 分子量，13、空冷器系統(tǒng)入口混合物密度，14、空冷器系統(tǒng)平均流速V，15、空冷器系統(tǒng)入口前 工藝注水的冷凝量，16、空冷器系統(tǒng)入口液態(tài)水含量百分比。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明通過(guò)DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)讀取加氫反應(yīng)流出物空冷器的運(yùn)行 參數(shù)，結(jié)合加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)的原料油化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，針對(duì)加氫反應(yīng)流出物空冷 器系統(tǒng)變工況運(yùn)行過(guò)程中NH4C1水溶液的垢下腐蝕特性，對(duì)加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)的 NH4C1的化學(xué)平衡常數(shù)Kp值、空冷器平均流速和工藝注水量進(jìn)行優(yōu)化。
[0029] 如圖2所示，NH4Cl的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)Kp值的優(yōu)化，包括以下步驟：
[0030] a)通過(guò)DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)1，讀取加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)原料油進(jìn)料量2， 結(jié)合原料油化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)3獲取的平均N含量4和CF含量5,確定NH 3的質(zhì)量流量6和HCl 的質(zhì)量流量7 ;
[0031] b)通過(guò)DCS控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)1，讀取加氫反應(yīng)流出物空冷器系統(tǒng)入口干烴物流的 摩爾流量8和空冷器系統(tǒng)壓力PsystM9,結(jié)合步驟a)中NH 3的質(zhì)量流量6和HCl的質(zhì)量流量 7,確定NH4Cl的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)Kp值10 ;
[0032] c)若Κρ〈0. 1，則原料油脫鹽深度不變；若Κρ>0. 1，則提高原料油脫鹽深度，直至 Κρ〈0·1。