[实用新型]一种基于流动腐蚀校核的专用空冷器管束系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种反应流出物空冷器管束系统，具体地说是涉及一种基于流动腐蚀校核的专用空冷器管束系统。

背景技术

石油化工、煤化工行业是我国能源工业的重要支撑。加氢裂化反应流出物空冷器（Reactor Effluent Air Coolers, REAC）是劣质油清洁化、重质油轻质化的核心设备，长期处于高压、临氢工况，极易发生沉积-冲蚀等流动腐蚀引发的非计划停工事故，已成为严重影响石油化工行业、煤化工行业健康良性发展的重要障碍，因此，加氢REAC系统的流动腐蚀失效研究一直是学术界及工程界关注的焦点问题之一。

 加氢REAC系统的失效问题由来已久，自加氢工艺投用以来，国际上频频发生的REAC腐蚀引发的装置失控事故，不仅酿成了重大的经济损失，而且严重威胁人身安全，由此引发的负面影响很大。就我国而言，随着我国加入WTO，中东高硫、含氯等重质原油尽量的逐年增加，我国许多炼油企业的加氢裂化装置相继进行了高硫扩能改造，继而发生了多起REAC管束流动腐蚀泄漏失效。为此，中国石油化工集团公司、中国石油天然气集团公司分别于2006年、2010年专门针对加氢装置进行了全国调研。调研结果表明，流动腐蚀主要发生在加氢REAC系统、换热器系统，流动腐蚀类型主要为沉积和冲蚀两种形式。课题组前期研究结果表明，加氢REAC系统的流动腐蚀机理为：反应流出物富含N、S和少量Cl元素，加氢反应后生成NH₄HS、NH₄Cl两种铵盐，随着反应流出物的冷却，两种铵盐直接由气相冷凝成固相堵塞管束。为防止铵盐结晶沉积堵塞管束，通常在加氢反应流出物进口注水，目的是冲洗反应流出物冷却过程中结晶沉积形成的铵盐。虽然冲洗水能够有效防止铵盐堵塞管束，但也会形成较高铵盐浓度的腐蚀性溶液，问题由堵塞变为腐蚀。因此，多相流介质的流速受到极大制约，流速过高，碳钢REAC系统会发生严重腐蚀，流速过慢，则管束又易形成垢下腐蚀。2006年中石化调研的结果显示，包括茂名石化、镇海炼化及扬子石化发生了多起铵盐流动沉积垢下腐蚀和多相流冲蚀引发的非计划停工事故，严重妨碍了装置的安全、稳定、长周期运行。

为解决加氢REAC系统的流动腐蚀失效问题，六十多年来，NACE T-8委员会、UOP公司、API协会等通过多次调研，提出将流速、腐蚀因子Kp值和含硫污水浓度作为控制REAC系统腐蚀的主要控制参数。2004年前后，在API 932-B的影响下，国内外许多石化企业将REAC系统的材质升级为INCOLOY 825，以期提高加氢REAC系统的运行周期。尽管INCOLOY 825能有效提高REAC管束的耐蚀性能，但近期亦有多起材质升级后REAC管束泄漏、爆管的事故。由此可见，若不能从工艺上、结构上对加氢REAC系统进行优化研究，单纯进行材质升级并不能从根本上攻克REAC系统的流动腐蚀难题。

本课题组长期研究发现，中东高硫劣质原油加工过程中，加氢REAC系统的结构特性是影响流动腐蚀的关键因素之一。必须通过基于流动腐蚀校核，设计适用于含氯高硫高酸原油加工的加氢REAC专用管束系统，通过优化空冷器管束结构，适用于不同原料油加工、不同工艺条件、不同运行工况下的劣质原料油加工，突破目前困扰加氢REAC系统频繁泄漏的重要难关。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于流动腐蚀校核的专用空冷器管束系统，可有效解决高硫高酸含氯原料油加工过程中加氢REAC管束铵盐结晶沉积垢下腐蚀和多相流冲蚀难题，从本质上提高加氢REAC系统的整体耐蚀能力，尤其是提高首管程耐NH₄Cl、末管程耐NH₄HS结晶沉积垢下腐蚀和多相流冲蚀能力，可显著提高工艺冷却效果，延长加氢REAC系统的安全稳定可靠运行周期，减少非计划停工事故的失效概率。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一、第一种基于流动腐蚀校核的专用空冷器管束系统：

包括两个进口、入口管箱、出口管箱、翅片管束和两个出口；入口管箱一侧面与出口管箱一侧面之间用1排翅片管束或2～3排翅片管束并联连接，在入口管箱上面或与翅片管束连接的对应侧面沿管箱长度方向垂直平分面对称布设两个进口，在出口管箱底面或与翅片管束连接的对应侧面沿管箱长度方向垂直平分面对称布设两个出口。

所述的连接于相邻管箱之间的翅片管束称为一个管程，自入口管箱至出口管箱的管箱数量为2个，管程数量为1个。

二、第二种基于流动腐蚀校核的专用空冷器管束系统：