Cl垢下腐蝕的加氫反應流出物空冷器系統優化方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及石油化工領域，具體的說是涉及一種防止NH4Cl垢下腐蝕的加氫反應 流出物空冷器優化方法。
【背景技術】
[0002] 隨著高硫、高氯、含氮等劣質原油加工比例的不斷增加，許多石化裝置普遍發生 腐蝕失效問題，特別是高壓加氫反應流出物空冷器系統（Reactor Effluent Air Cooler， REAC)作為加氫裝置中的重要設備，由銨鹽引發的垢下腐蝕嚴重影響了煉化企業的安全運 行。
[0003] 已有研宄機理表明NH4Cl在加氫反應流出物空冷器系統冷卻過程中沉積是引發 REAC系統堵塞和垢下腐蝕的主要因素。當管束內流體的溫度降低到結晶溫度時，NH4Cl就 會從氣相中結晶出來附著在管壁上，NH 4Cl固體在水蒸氣環境下會不斷潮解，從而對管壁造 成嚴重的垢下腐蝕。
[0004] 2005年以來，中國石化集團公司多次開展REAC系統腐蝕失效的全國性調研，茂名 石化、金陵石化、揚子石化、大慶煉化、遼陽石化、撫順石化、大連石化、鎮海煉化、海南石化 等加氫空冷器系統都頻發生銨鹽垢下腐蝕失效問題。國際上同樣具有普遍性，NACE、U0P、 API先后進行大量調研，形成了 REAC系統設計、制造、運行和檢驗標準API932-B。盡管許多 空冷器系統嚴格按照限定參數設計，但由腐蝕泄露造成的非計劃性停工事故仍普遍存在。

【發明內容】

[0005] 為了改變【背景技術】中一系列的被動局面，本發明的目的在于提供一種防止NH4Cl 垢下腐蝕的加氫反應流出物空冷器系統優化方法，有效防止NH4Cl的垢下腐蝕，確保加氫裝 置安全和平穩運行。
[0006] 為達到上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0007] 本發明通過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 合加氫反應流出物空冷器系統的原料油化驗分析數據，針對加氫反應流出物空冷器系統變 工況運行過程中NH4C1水溶液的垢下腐蝕特性，對加氫反應流出物空冷器系統的NH4C1的 化學平衡常數Kp值、空冷器平均流速和工藝注水量進行優化。
[0008] 所述NH4Cl的化學反應平衡常數Kp值的優化，包括以下步驟：
[0009] 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油進料量，結 合原料油化驗分析數據獲取的平均N含量和CF含量，確定NH 3的質量流量和HCl的質量流 量；
[0010] b)通過DCS控制系統數據庫，讀取加氫反應流出物空冷器系統入口干烴物流的摩 爾流量和空冷器系統壓力Psystrai,結合步驟a)中NH3的質量流量和HCl的質量流量，確定 NH4Cl的化學反應平衡常數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] 所述空冷器系統平均流速的優化，包括以下步驟：
[0013] 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油進料量、工 藝注水量、干烴物流的摩爾流量，原料油化驗分析數據、干烴物流的平均分子量、空冷器系 統入口混合物密度，計算空冷器系統平均流速V ;
[0014] b)若V〈3m/s，則提高原料油進料量或注水量，直至V>3m/s ;若V>3m/s，則保持原料 油進料量不變。
[0015] 所述工藝注水量的優化，包括以下步驟：
[0016] a)通過DCS控制系統數據庫，讀取空冷器系統入口前工藝注水的冷凝量，結合系 統工藝注水量，確定空冷器系統入口液態水含量百分比W ;
[0017] b)若空冷器系統入口液態水含量百分比W〈30%，則需要提高系統工藝注水量；若 空冷器系統入口液態水含量百分比W>30 %，則注水量保持不變。
[0018] 所述DCS控制系統數據庫，包括：原料油進料量、干烴物流的摩爾流量、工藝注水 量，空冷器系統壓力P system和空冷器系統入口前工藝注水的冷凝量。
[0019] 所述原料油化驗分析數據，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] 本發明具有的有益效果是：
[0021] 本發明可提供一種防止NH4Cl垢下腐蝕的加氫反應流出物空冷器系統優化方法， 包括NH 4Cl的化學反應平衡常數Kp值、空冷器平均流速的優化和工藝注水量的優化共三個 部分，可為REAC系統的設計運行提供科學指導，確保REAC系統長周期穩定運行。可有效防 止REAC系統中的NH 4Cl沉積，避免REAC系統腐蝕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。
【附圖說明】
[0022] 圖1是本發明優化方法流程圖。
[0023] 圖2是NH4Cl的化學反應平衡常數Kp值的優化流程圖。
[0024] 圖3是空冷器平均流速的優化流程圖。
[0025] 圖4是工藝注水量的優化流程圖。
[0026] 圖中：1、DCS控制系統數據庫，2、原料油進料量，3、原料油化驗分析數據，4、平均N 含量，5、Cl-含量，6、NH3的質量流量，7、HCl的質量流量，8、干烴物流的摩爾流量，9、空冷器 系統壓力P sysw 10、NH4Cl的化學反應平衡常數Kp值，11、工藝注水量，12、干烴物流的平均 分子量，13、空冷器系統入口混合物密度，14、空冷器系統平均流速V，15、空冷器系統入口前 工藝注水的冷凝量，16、空冷器系統入口液態水含量百分比。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0028] 如圖1所示，本發明通過DCS控制系統數據庫讀取加氫反應流出物空冷器的運行 參數，結合加氫反應流出物空冷器系統的原料油化驗分析數據，針對加氫反應流出物空冷 器系統變工況運行過程中NH4C1水溶液的垢下腐蝕特性，對加氫反應流出物空冷器系統的 NH4C1的化學平衡常數Kp值、空冷器平均流速和工藝注水量進行優化。
[0029] 如圖2所示，NH4Cl的化學反應平衡常數Kp值的優化，包括以下步驟：
[0030] a)通過DCS控制系統數據庫1，讀取加氫反應流出物空冷器系統原料油進料量2， 結合原料油化驗分析數據3獲取的平均N含量4和CF含量5,確定NH 3的質量流量6和HCl 的質量流量7 ;
[0031] b)通過DCS控制系統數據庫1，讀取加氫反應流出物空冷器系統入口干烴物流的 摩爾流量8和空冷器系統壓力PsystM9,結合步驟a)中NH 3的質量流量6和HCl的質量流量 7,確定NH4Cl的化學反應平衡常數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。