三入口加氢反应流出物空冷器系统管配结构

摘要

本发明公开了一种三入口加氢反应流出物空冷器系统管配结构。进口总管垂直向下与第一管道的中点连通，其两端分别与第二、第三管道连通，该两管道组成的平面和进口总管与第一管道组成的平面相垂直；该两管末端与第四管道垂直连通，第四管道两端和中心点分别与第五、第七、第六管道垂直连通，且该三个管道组成的平面与第一、第二、第三管道组成的平面相垂直，第四管道与的三个联接点将第四管道沿长度方向四等分；第五、第六、第七管道末端与空冷器管箱垂直相连通分为四等分。本发明能降低空冷器管束流动参数分布不均匀造成的多相流冲刷腐蚀、铵盐沉积堵塞及垢下腐蚀现象，减少非计划停工事故的发生，延长加氢反应流出物空冷器系统的安全运行周期。

说明书

技术领域

本发明涉及空冷器系统，具体的说是涉及一种三入口加氢反应流出物空冷器系统管配结构。

背景技术

石化行业是我国的支柱产业，加氢裂化是炼油厂中重要的炼油工艺，而加氢反应流出物空冷器系统是加氢裂化装置中的关键设备之一。近年来，随着世界能源危机的加剧，各大炼油企业不断向着原油劣质化、装置大型化、工况苛刻化的方向发展，从而引发了普遍的加氢反应流出物空冷器系统的流动腐蚀失效，频繁的管束堵塞、穿孔、爆管等引起了多起非计划停工事故，已成为制约加氢裂化装置长周期安全运行的突出问题。

如何科学控制加氢反应流出物空冷器系统的流动腐蚀失效一直是国际上关注的难题之一。近些年来，NACE 技术委员会、API协会等先后进行了大量的失效案例调研统计，并在2004年前后推出了加氢REAC系统的设计、制造、检验、运行指导准则API 932-A、API 932-B，并推荐将加氢反应流出物空冷器系统材质由碳钢升级为Incoloy 825。在API 932标准的影响下，国内外许多石化企业选择管束材料升级，以延长空冷器系统的运行周期。升级材质后的调研结果表明：尽管通过材质升级能提高空冷器管束的耐流动腐蚀性能，但其造价昂贵，而且对整个加氢空冷器系统的运行而言，效果并不明显，部分企业进行管束材质升级后管束的泄漏、爆管事故仍有发生。

加氢空冷器系统流场数值分析结果表明：加氢反应流出物空冷器系统的流动腐蚀失效与进出口管道配置结构、管箱的结构特性密切相关，其内部多相流流场分布（相分率、流速、流量）的不均匀及旋涡的产生，是导致部分加氢反应流出物空冷器管束局部冲刷腐蚀、铵盐沉积堵塞及垢下腐蚀失效的主要原因。因此，针对加氢反应流出物空冷器系统进出口管道配置（管配）结构开展平衡优化设计是解决空冷器系统频繁失效问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三入口加氢反应流出物空冷器系统管配结构，解决背景技术中存在的包括进口管道系统、空冷器管箱结构不平衡造成的流体偏流现象引发的加氢空冷器系统频繁失效问题，延长加氢空冷器系统的使用寿命，减少非计划停工事故的发生。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明包括进口总管、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道、第七管道、空冷器管箱、空冷器管束；进口总管进口端为水平方向，末端为垂直向下，经三通和两端的异径管与第一管道的中点连通，第一管道的两端分别经弯头与第二管道和第三管道连通，第二管道的末端经三通和两端的异径管与第四管道连通，第三管道的末端经三通、两端的异径管与第四管道连通，且第二管道与第三管道组成的平面和进口总管垂直向下的末端与第一管道组成的平面相垂直；第四管道中心点经三通与第六管道垂直连通，第四管道两端经弯头分别与第五管道、第七管道垂直连通，且第五管道、第七管道、第六管道组成的平面与第一管道、第二管道、第三管道组成的平面相垂直，第四管道与第二管道、第三管道、第六管道的三个联接点将第四管道沿长度方向四等分；第五管道、第六管道、第七管道末端与空冷器管箱垂直相连通，三个联接点将空冷器管箱沿长度方向四等分。

所述的管件包括三通、异径管和弯头；出口端的异径管为进口端异径管内径的两倍。

所述的第五管道、第六管道、第七管道分别通过焊接或法兰的联接方式与空冷器管箱垂直连通。

所述的空冷器管箱沿长度方向的一侧面安装有两排规格相同的空冷器管束，每排空冷器管束均布安装。

本发明具有的有益效果是：

本发明提出的三入口加氢反应流出物空冷器系统管配结构采用不同级管道异面平衡配置方式，确保了多相流在进入空冷器管箱的三个管道中流量及相分率等流动参数的平衡分布，避免了管道在同一平面内分支造成的偏流问题。三入口空冷器管箱的结构能有效避免管箱内涡流现象的发生，可使流体介质的三相（油、气、水）在各空冷器管束之间分配均匀，增加管束内介质流动参数分布的均匀性。本发明能有效降低空冷器管束流动参数分布不均匀造成的多相流冲刷腐蚀、铵盐沉积堵塞及垢下腐蚀现象，减少非计划停工事故的发生，延长加氢反应流出物空冷器系统的安全运行周期。

附图说明

图1是三入口加氢反应流出物空冷器及配管的结构示意图。

图2是图1中A的放大图。

图中：1、进口总管，2、第一管道，3、第二管道，4、第三管道，5、第四管道，6、第五管道，7、第六管道，8、第七管道，9、空冷器管箱，10、空冷器管束。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，是本发明的结构示意图，包括进口总管1、第一管道2、第二管道3、第三管道4、第四管道5、第五管道6、第六管道7、第七管道8、空冷器管箱9、空冷器管束10。其中进口总管1进口端为水平方向，出口端为垂直向下方向，进口总管1水平段与垂直段经管件（90°弯头）连通，进口总管1垂直向下的末端先经三通、再经两端的异径管与第一管道2的中点相连通，第一管道2的两端分别经管件（90°弯头）与第二管道3和第三管道4连通，其中进口总管1垂直向下的管段与第一管道2组成的平面和第二管道3与第三管道4组成的平面相垂直；第二管道3和第三管道4末端先经三通，再经两端的异径管与第四管道5相连通，第四管道5两端分别经管件（90°弯头）与第五管道6、第七管道8垂直相连通，第四管道5中心点经管件（三通）与第六管道7垂直相连通，且第五管道6、第七管道8、第六管道7组成的平面和第二管道3、第三管道4组成的平面相垂直，第四管道5与第二管道3、第三管道4、第六管道7的三个联接点将第四管道5沿其长度方向四等分；第五管道6、第六管道7、第七管道8的末端通过焊接或法兰的形式与空冷器管箱9垂直相连通，且三个联接点将空冷器管箱9沿其长度方向四等分；空冷器管箱9沿其长度方向的一个侧面安装有两排规格相同的空冷器管束10且均布安装，每排空冷器管束数量和规格视工艺换热的需要而定，通常设置为40～50根，管束内径19 mm，壁厚3 mm，长度5~10 m。

如图2所示，是本发明结构示意图1中A的放大图。其中进口总管1垂直向下的末端分别经三通B、异径管C与第一管道2连通，第一管道2再经弯头D分别与第二管道3、第三管道4连通，异径管C与三通B连接的直径（内径）为与第一管道2连接的直径（内径）的2倍。同样地，第二管道3、第三管道4通过首先经过三通、再经异径管与第四管道5连通，第四管道5的内径为第二管道3和第三管道4内径的1/2；第四管道5中心点经三通与第六管道7垂直连通，第四管道5和第六管道7内径相同。

本发明具体工作过程：

加氢反应的产物为油、气、水组成的多相混合介质，通常称之为加氢反应流出物，油、气、水三相组成的多相流介质经进口总管1进口进入管道系统，多相流介质经进口总管1一分为二流入到第一管道2进口，多相流介质再经第一管道2的两个出口进入到第二管道3和第三管道4进口，多相流介质再经第二管道3和第三管道4出口进入到第四管道5进口，多相流介质再经第四管道5一分为三分别流入第五管道6、第六管道7、第七管道8，再流入空冷器管箱9，最终流入两排并联布置的外部带有翅片管的空冷器管束10完成反应流出物的冷却过程，达到工艺所需要的冷却温度。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的权利要求的保护范围内，对本发明所做的任何修改都将落入本发明的保护范围。