[发明专利]防止NH4HS冲蚀的加氢反应流出物空冷器系统优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体的说是涉及防止NH₄HS冲蚀的加氢反应流出物空冷器系统优化方法。

背景技术

加氢裂化是重质油轻质化的核心技术，是炼油厂中重要的二次加工手段。近年来，成品油清洁化、高柴汽比的产品结构需求进一步促进了加氢裂化技术的迅速发展。加氢裂化装置的显著特点是在高温、高压、临氢工况下操作，且输送的腐蚀性介质易燃、易爆，具有很高的安全风险。自从加氢技术使用以来，加氢反应流出物空冷器(REAC)系统及其相连管道的腐蚀失效一直是石化企业难以解决的问题。

已有研究表明NH₄HS在加氢反应流出物冷却过程中的结晶和沉积是REAC系统堵塞与冲蚀的重要因素。在温度降低的过程中，NH₄HS会直接由气相冷凝成固态的晶体，沉积在REAC管束的壁面，在缺少液态水的情况下会迅速堵塞REAC管束。通常解决NH₄HS堵塞的措施是在REAC系统的上游注入冲洗水。虽然注水能有效地溶解铵盐，防止堵塞，但随之形成的高腐蚀性的NH₄HS水溶液在流速较高的条件下会导致REAC管束的冲蚀失效。

为了有效解决REAC系统普遍性的腐蚀失效问题，近三十年来，NACE T-8委员会、UOP公司和API协会先后进行了大量的失效调研，分析了REAC系统冲蚀失效的相关影响因素，提出了将流速、腐蚀因子KP值(空冷器入口干烃物流中H₂S和NH₃摩尔百分数的乘积)和含硫污水中的NH₄HS浓度作为控制REAC冲蚀的主要参数，为REAC系统的设计、制造、运行、检验提供了指导意见。通常认为将KP值控制在0.2以下，含硫污水中的NH₄HS浓度不高于8％，流速控制在4.6m/s～6.1m/s的范围内可防止REAC系统的冲蚀失效。由于上述控制指标主要来源于腐蚀现象的统计分析，且缺少对各影响因素关联性的分析，因此REAC系统的腐蚀泄漏等造成的非计划停工事故依然较多。

为扭转加氢REAC系统存在的泄漏、爆管失效引发的频繁非计划停工的被动局面，亟需形成加氢反应流出物空冷器系统的优化方法，有效防止NH₄HS的冲蚀，确保REAC系统的安全、稳定、长周期运行。

发明内容

本发明的目的在于提供防止NH₄HS冲蚀的加氢反应流出物空冷器系统优化方法，根据DCS控制系统数据库读取加氢反应流出物空冷器系统的运行参数，结合系统的化验分析数据，针对NH₄HS水溶液的冲蚀特性，对REAC系统的注水量、H₂S分压、空冷器平均流速和空冷器出口温度进行优化，可有效防止NH₄HS水溶液的冲蚀，避免REAC管束及相连管道因腐蚀泄漏引发的非计划停工事故，确保REAC系统的安全、稳定、长周期运行。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明包括注水量的优化、H₂S分压的优化、空冷器平均流速的优化和空冷器出口温度的优化共四个部分；其中：

1)注水量的优化，包括以下步骤：

a)通过DCS控制系统数据库，读取加氢反应流出物空冷器系统原料进料量，结合原料油原始化验分析数据获取的原料油平均N含量，确定NH₄HS质量流量；根据DCS控制系统数据库读取注水量，结合NH₄HS质量流量，确定含硫污水中NH₄HS浓度；

b)若含硫污水中NH₄HS浓度低于4％，则注水量保持不变；若含硫污水中NH₄HS浓度高于4％，则提高注水量，直至含硫污水中NH₄HS浓度低于4％。

2)H₂S分压的优化，包括以下步骤：

a)通过DCS控制系统数据库，读取加氢反应流出物空冷器系统原料进料量和循环氢摩尔流量，结合原料油原始化验分析数据获取原料油平均S含量和循环氢中H₂S含量，确定加氢反应流出物中H₂S摩尔流量；

b)通过DCS控制系统数据库读取低分干气摩尔流量和空冷器操作压力P_system，结合本步骤a)中循环氢摩尔流量和加氢反应流出物中H₂S摩尔流量，确定H₂S分压