分馏塔塔顶油气系统注水装置及方法

摘要

本发明公开了一种分馏塔塔顶油气系统注水装置及方法，属于炼油设备维护技术领域。该注水装置包括注水总管和多根注水支管；注水支管的一端与注水总管连通，另一端与分馏塔塔顶油气系统的油气支管连通；注水支管与油气支管并联；注水支管与油气支管的连接处位于油气支管上换热设备入口上游并设置有注水分布设备；注水经注水总管分配后分别进入各注水支管，通过注水分布设备后进入油气支管，注水分布设备用于控制注水均匀分配后进入油气支管并与油气支管中的油气混合均匀。该注水装置能够使注水均匀分散于各下游管线和设备的油气介质中，防止分馏塔塔顶油气系统发生露点腐蚀和盐腐蚀，保证分馏塔的安全平稳运行。

说明书

技术领域

本发明涉及炼油设备维护技术领域，特别涉及一种分馏塔塔顶油气系统注水装置及方法。

背景技术

分馏塔是采用蒸馏的方法将原料油分割成满足下游装置加工要求的各种馏分油的装置，是炼油厂的重要装置。如图1所示，分馏塔塔顶油气系统包括与分馏塔塔顶连接的油气总管2，与油气总管2连接的多根油气支管3，油气支管3之间并联。每根油气支管3上分别设置有换热设备5。换热设备5的入口和出口处还设置有换热设备入口切断阀4和换热设备出口切断阀6。油气支管3的出口与换热后油气总管7连接。在实际生产过程中，原油中含有的MgCl₂和CaCl₂会水解生成HCl到达分馏塔塔顶油气系统；同时，原油开采过程中所添加的含有有机氯的添加剂在蒸馏过程中经高温分解也会生成HCl到达分馏塔塔顶油气系统；当分馏塔塔顶油气系统中的水蒸气冷凝后，HCl溶解于水形成盐酸从而对塔顶油气系统造成腐蚀，尤其是水露点产生时盐酸浓度很高，会导致较强的腐蚀，发生露点腐蚀。此外，还会向分馏塔顶油气系统中注入中和剂以及缓蚀剂等添加剂，这些添加剂会形成铵盐沉积在分馏塔顶油气系统造成盐腐蚀。露点腐蚀和盐腐蚀会对分馏塔顶油气系统的正常运行造成影响。因此，为了保证分馏塔塔顶油气系统的正常运行，需要向塔顶油气系统中注入大量的水以防止水露点形成，同时溶解铵盐以避免铵盐沉积。

目前向分馏塔塔顶油气系统注水的方法是在油气总管2上连接注水管线，从油气总管2上将水注入，注入的水进入各个油气支管3，经过换热设备5后由换热后油气总管7排出。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:由于注水后的油气管线为气液两相流，并且换热设备的入口管系、出口管系一般为不对称布置，因此，现有的注水方法不能实现注入的水在注水点下游的设备和管线 中均匀分配，从而导致注水点下游的设备和管线重新出现水露点和盐沉积，使分馏塔塔顶油气系统的管线、设备出现腐蚀，带来安全隐患，影响分馏塔的长周期、安全、平稳运行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够使注入的水在注水点下游设备和管线中均匀分配的分馏塔塔顶油气系统注水装置及方法。

具体而言，包括以下的技术方案：

本发明第一方面提供一种分馏塔塔顶油气系统注水装置，所述注水装置包括注水总管和多根注水支管；所述注水支管的一端与所述注水总管连通，所述注水支管的另一端与所述分馏塔塔顶油气系统的油气支管连通；所述注水支管与所述油气支管并联；所述注水支管与所述油气支管的连通处位于所述油气支管上换热设备入口上游；所述注水支管与所述油气支管的连通处设置有注水分布设备；注水经所述注水总管分配后分别进入各注水支管，通过所述注水分布设备后进入所述油气支管，所述注水分布设备用于控制注水均匀分配后进入油气支管并与油气支管中的油气混合均匀。

进一步地，所述注水支管与所述油气支管的连通处位于所述油气支管上换热设备入口切断阀与所述换热设备入口之间，并且靠近所述换热设备入口。

进一步地，所述注水分布设备为管式分布设备、筛孔式分布设备或者喷头式分布设备。

进一步地，所述注水总管上沿注水流动方向依次设置有过滤设备以及流量计量调节设备。

进一步地，所述注水总管上还设置有与所述过滤设备并联的压差指示和报警设备。

进一步地，所述注水支管上还设置有注水支管切断阀以及注水支管止回阀。

本发明第二方面提供一种利用本发明第一方面注水装置的分馏塔塔顶油气系统注水方法，所述注水方法包括：注水经所述注水总管分配后分别进入各注水支管，通过所述注水分布设备后进入所述油气支管，所述注水均匀分配后进入所述油气支管并与支管中的油气较好的混合，流动方向与所述分馏塔塔顶油气系统中油气的流动方向相同。

进一步地，所述注水分布设备的压降大于所述注水支管的压降。

进一步地，所述注水分布设备的压降为0.1MPa～0.3MPa。

进一步地，注水总管中的实际注水量与达到水露点时的理论注水量相比过量20％～30％。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

本发明实施例提供的分馏塔塔顶油气系统注水装置中，注水总管上设置有多根与油气支管并联的注水支管，注水经注水总管分配后分别进入各注水支管，从而进入油气支管以及油气支管上的换热设备等下游管线和设备。注水支管与油气支管的连接处设置有注水分布设备，注水经注水分布设备进入油气支管后与分馏塔塔顶油气系统中油气并流。本发明实施例提供的注水装置能够保证分馏塔塔顶油气系统注水均匀分散于各下游管线和设备的油气介质中，避免由于注水分布不均匀导致的在注水点下游重新出现水露点和盐沉积，有效防止分馏塔塔顶油气系统发生露点腐蚀和盐腐蚀，保证分馏塔的长周期、安全、平稳运行。本发明实施例提供的注水装置和注水方法适用于石油化工行业各类分馏塔，特别适用于常减压蒸馏装置常压分馏塔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为分馏塔塔顶油气系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的分馏塔塔顶油气系统注水装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的分馏塔塔顶油气系统注水装置中注水分布设备结构示意图。

附图标记分别表示

1-分馏塔，2-油气总管，3-油气支管，4-换热设备入口切断阀，

5-换热设备，6-换热设备出口切断阀，7-换热后油气总管，

8-注水总管，9-过滤设备，10-压差指示和报警设备，

11-流量计量和调节设备，12-注水支管，13-注水支管切断阀，

14-注水支管止回阀，15-注水分布设备。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例第一方面提供一种分馏塔塔顶油气系统注水装置，参见图2并结合图3，该注水装置包括：

注水总管8和多根注水支管12；注水支管12的一端与注水总管8连通，注水支管12的另一端与分馏塔塔顶油气系统的油气支管3连通；注水支管12与油气支管3并联。

注水支管12与油气支管3的连通处位于油气支管3上换热设备5入口上游。

注水支管12与油气支管3的连通处设置有注水分布设备15。

注水经注水总管8分配后分别进入各注水支管12，通过注水分布设备15后进入油气支管3，注水分布设备15用于控制注水均匀分配后进入油气支管3并与油气支管3中的油气混合均匀。

本发明实施例提供的分馏塔塔顶油气系统注水装置的工作原理如下：注水从注水总管8进入该注水装置，注水经注水总管8分配后分别进入各注水支管12，再由各注水支管12进入油气支管3，进而进入各油气支管3上的换热设备5等下游设备和管线。注水支管12和油气支管3连通的位置处(即注水点)设置有注水分布装置15，注水经注水分布装置15进入油气支管3后与分馏塔塔顶油气系统中油气并流。由于注水能够由注水总管8均匀地分配至各个注水支管12，因此进入油气支管3及其他下游管线、设备的水量也是均匀的，从而保证分馏塔塔顶油气系统注水均匀分散于各下游管线和设备的油气介质中，避免由于注水分布不均匀导致的在注水点下游重新出现水露点和盐沉积，有效防止分馏塔塔顶油气系统发生露点腐蚀和盐腐蚀，保证分馏塔的长周期、安全、平稳运行。

进一步地，参见图2，上述的注水装置中，注水支管12与油气支管3的连通处位于油气支管3上换热设备入口切断阀4与换热设备5入口之间，并且靠近换热设备5入口。

进一步地，参见图3，上述的注水装置中，注水分布设备15的具体形式没有特殊限定，本领域常用分布设备均可，例如可以为管式分布设备、筛孔式分布设备或者喷头式分布设备等。

进一步地，参见图2，上述的注水装置中，注水总管8上沿注水流动方向依次设置有过滤设备9以及流量计量调节设备11。过滤设备9用于对进入注水装置的水进行过滤净化，以保证注水的清洁度，防止水中的杂质阻塞注水分布设施15，也防止水中的杂质对管线和设备造成腐蚀。流量计量调节设备11用于调节注水量，使注水准确、平稳地由注水总管8进入各注水支管12。同时，为了注水装置运行过程中的安全性，注水总管8上还设置有与过滤设备9并联的压差指示和报警设备10。

进一步地，参见图2，上述的注水装置中，注水支管12上还设置有注水支管切断阀13以及注水支管止回阀14。

进一步地，参见图2，上述的注水装置中，注水支管12的数量与油气支管3的数量相同，即注水支管12与油气支管3一一对应，从而保证注水能够均匀地进入油气支管3及其他下游管线和设备。

本发明实施例第二方面提供一种利用本发明实施例第一方面的注水装置对分馏塔塔顶油气系统进行注水的方法，该注水方法包括：

注水经注水总管8分配后分别进入各注水支管12，通过注水分布设备15后进入油气支管3，注水进入油气支管3后的流动方向与分馏塔塔顶油气系统中油气的流动方向相同。

进一步地，在上述的注水方法中，为了保证各注水支管的流量相同，注水分布设备15的压降应当大于注水支管12的压降。其中，注水分布设备15的压降优选为0.1MPa～0.3MPa，例如可以为0.12MPa、0.14MPa、0.15MPa、0.16MPa、0.18MPa、0.2MPa、0.22MPa、0.24MPa、0.25MPa、0.26MPa、0.28MPa等。

进一步地，在上述的注水方法中，注水总管8中的实际注水量与达到水露点时的理论注水量相比应当过量20％～30％，即注水总管8的流量要保证其中的20％～30％在注水点下游保持为液体，例如可以为22％、24％、25％、26％、28％等。

本发明实施例提供的注水装置和注水方法适用于石油化工行业各类分馏塔，特别适用于常减压蒸馏装置常压分馏塔。

下面以某炼油厂的常减压蒸馏装置常压分馏塔为例，对本发明实施例提供的注水装置和注水方法进行进一步详细说明。该常压分馏塔顶温度为125℃、压力为0.17MPa、流量为232.7t/h。

参见图1，该常减压蒸馏装置常压分馏塔的塔顶油气系统包括与分馏塔塔顶连接的油气总管2，与油气总管2连接的4根并联的油气支管3。每根油气支管3上分别设置有换热设备5。换热设备5的入口和出口处设置有换热设备入口切断阀4和换热设备出口切断阀6。油气支管3的出口与换热后油气总管7连接。

根据该分馏塔的塔顶油气系统的结构，本发明实施例的注水装置包括：1根注水总管8和4根注水支管12；注水支管12的一端与注水总管8连通，一端与油气支管3连通，并且注水支管12与油气支管3并联。注水支管12与油气支管3的连通处位于油气支管3上换热设备入口切断阀4和换热设备5入口之间并且靠近换热设备5入口。注水支管12与油气支管3的连通处设置有喷头式注水分布设备15。注水总管8上沿注水流动方向依次设置有过滤设备9以及流量计量调节设备11，与过滤设备9并联的位置处设置有压差指示和报警设备10。注水支管12上设置有注水支管切断阀13以及注水支管止回阀14。

塔顶注水采用酸性水汽提后的净化水，净化水的温度为40℃，其水质如表1所示。

利用泵将上述净化水输送至注水总管8，经过滤设备9过滤除去机械杂质，并经流量计量和调节设备11调节注水总管流量后分别进入4个注水支管12，每个注水支管12中，注水依次经过切断阀13和止回阀14后经注水分布设备15注入与注水支管12并联的油气支管3中，进而进入每台换热设备5中。注水进入油气支管3后的流动方向与分馏塔塔顶油气系统中油气的流动方向相同。其中，根据分馏塔塔顶温度和压力计算得出塔顶油气系统达到水露点需要的理论注水量为16232kg/h，则注水总管8的实际注水量取20290kg/h，注水分布设备15压降设计为0.15MPa。

表1净化水水质

综上，本发明实施例提供的注水装置能够保证分馏塔塔顶油气系统注水均匀分散于各下游管线和设备的油气介质中，避免由于注水分布不均匀导致的在注水点下游重新出现水露点和盐沉积，有效防止分馏塔塔顶油气系统发生露点腐蚀和盐腐蚀，保证分馏塔的长周期、安全、平稳运行。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。