口温度区间为200~150°C，加氢空冷器进、出口的温度区间为150~37°C。通常根据原料油N、S、Cl等杂质含量的不同，NH4Cl的结晶温度范围在176~204°C，故其结晶常在加氢空冷器前的换热器中开始；而NH4HS的结晶温度范围在26~65°C，则出现在加氢空冷器中。因此，防止NH4Cl结晶沉积的工艺注水喷嘴在换热器前的主管道设置I只，根据换热器前后的压差进行调节。这是因为一旦换热器管束中出现NH4Cl盐结晶堵塞管束，势必会造成换热器前后压力差的增加(上升)，若压力差百分比大于10%，则开启工艺注水泵进行工艺注水溶解冲洗铵盐(NH4Cl),直至压力差百分比小于10%。以某原料油为例，化验分析数据表明N含量为1205mg/kg, S含量为2.53%，Cl含量则为2 mg/kg, NH4HS盐的结晶量要远大于NH4Cl盐的结晶量，故换热器前的工艺注水喷嘴主要是防止NH4Cl结晶沉积，换热器后加氢空冷器的NH4HS结晶沉积风险更高。对于加氢空冷器系统而言，通常是由八台加氢空冷器并联而成的，八台加氢空冷器并联组成的加氢空冷器系统入口管道采用一分为二、二分为四、四分为八的对称布置形式，每台加氢空冷器入口管箱设置空冷器管箱入口两只(对应图5中的M、N)。因此，防止NH4HS盐结晶沉积的工艺注水喷嘴的要求是:既要保证单台加氢空冷器入口的液态水雾化后与油、气相混合均匀，又要保证进入八台加氢空冷器的工艺注水量均匀分布。
[0024]如图4所示，是本发明在管道系统中的安装位置示意图，对应的是图3中八台加氢空冷器并联的管道三维结构图。图中主要为八台加氢空冷器并联的入口管道配管示意图。主要分布方式为:主管道为多相流入口竖直向上，每组一分为二分成2个第一支路，两个第一支路再一分为二分成4个第二支路，四个第二支路再一分为二分成8个第三支路，8个第三支路的两个出口末端分别对应每台加氢空冷器的两个入口，即分别对应图5中加氢空冷器管箱入口 M和空冷器管箱入口 N。其中空冷器管箱入口前的两段水平管段设置防止NH4HS结晶沉积的工艺注水喷嘴各I只(共2只)，整个加氢空冷器系统前合计共设置工艺注水喷嘴16只，具体与8个第三支路末端两个出口管道联接的结构为三通管配件，便于工艺注水喷嘴失效后的检修更换。
[0025]图5是单台加氢空冷器入口管箱结构示意图。每台加氢空冷器入口管箱的上表面对称布置两个入口，即为空冷器管箱入口 M和空冷器管箱入口 N。这两个管箱入口再分别与图4中8个第三支路再一分为二后的两个出口末端相连通。空冷器入口管箱一侧面平行布置3排管束，管束内介质为油、气、水组成的多相流介质，管束外设置风机，与空气对流换热冷却。
[0026]下面为本发明的工艺注水喷嘴安装在加氢反应流出物系统中的实施例本发明的具体工作过程如下:
结合图1、图2、图3、图4、图5所示，对于换热器前的防止NH4Cl盐结晶沉积的工艺注水喷嘴，其过程为:反应流出物的气、液多相流介质经三通管道5右端进口流入，通过分布式控制系统DCS实时监测换热器前后的压力差，若压力差百分比高于标定工况的10%，则开启工艺注水泵进行注水，雾化喷嘴4末端通过锥孔喷射扇形水雾与通过三通管道5右端进口流入的气-液相介质湍流混合均匀进入换热器，若换热器内出现NH4Cl结晶沉积，则混合后含液态水的多相流介质经一段时间的浸润溶解铵盐，在流动环境下结晶沉积的NH4Cl被浸润洗涤，换热器前后的压降降低到标定工况的10%以下，则可以停止换热器前的工艺注水。
[0027]对于加氢空冷器前的防止NH4HS盐结晶沉积的工艺注水喷嘴，其最主要的特点则是突破了单点注水效果不佳的局限性。反应流出物气-液两相流介质经一分为二、二分为四、四分为八进入到加氢空冷器。此时，对于在空冷器管箱入口前水平管段三通管配件内设置的工艺注水喷嘴结构末端，由于有限流孔板8和中心限流孔9的存在，在同一工艺注水泵的作用下，16只工艺注水喷嘴在同一压力降(注水压力与管道内的压力差)的作用下注入到每台加氢空冷器的注水量误差极小，这是因为在同一尺寸中心限流孔的自平衡效应下，提升了每台加氢空冷器工艺注水量的平均分配效果，避免了在多相流介质入口总管单点注水时，注水分配到每台空冷器的量不平衡，出现部分加氢空冷器缺少液态水无法冲洗结晶沉积的NH4HS盐，从而造成管束堵塞变形的问题出现，并且当有些空冷器的液态水量偏高时则又极易引发管束冲蚀穿孔。此外，对于本发明中提出的限流孔板中心限流孔内径需要根据加氢空冷器系统的操作压力确定，例如加氢空冷器系统操作压力为llMPa，若保证工艺注水喷嘴的雾化效果，则工艺注水泵的压力通常选择为11.05MPa，即注水泵与加氢空冷器的压力差(限流孔板前后)=5 Kgf/cm2，则圆整后的中心限流孔直径为Φ8 mm。
[0028]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，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种防止铵盐结晶沉积堵塞的工艺注水喷嘴，其特征在于:包括90 °弯头(1)、注水锻件(3)、雾化喷嘴(4)、三通管道(5)和限流孔板(8);注水锻件(3)中心开有孔，注水锻件(3)下端面与另外两个同轴线孔垂直的三通管道(5)进口上端面焊接连通；位于三通管道(5 )内的注水锻件(3 ) —端与中心开有孔的雾化喷嘴(4 )通过焊接连通；位于三通管道(5 )外的注水锻件(3)—端与等径的注水直管段(2)的一端通过焊接连通；注水直管段(2)的另一端与90°弯头(I)的一端通过焊接连通，90。弯头(I)的另一端经第一直管段(7)、开有中心限流孔(9 )的限流孔板(8 )和第二直管段(10 )均通过焊接连通。
2.根据权利要求1所述的一种防止铵盐结晶沉积堵塞的工艺注水喷嘴，其特征在于:所述第二直管段(10)、限流孔板(8)、第一直管段(7)、90°弯头(I)和注水直管段(2)中心线构成的平面与注水直管段(2)和所述三通管道(5)进口中心线构成的平面垂直相交。
3.根据权利要求1所述的一种防止铵盐结晶沉积堵塞的工艺注水喷嘴，其特征在于:所述雾化喷嘴(4)中心孔的出口为圆锥孔或圆柱孔。
4.根据权利要求1所述的一种防止铵盐结晶沉积堵塞的工艺注水喷嘴，其特征在于:所述限流孔板(8)的中心限流孔(9)直径为Φ6ι?πι、Φ8ι?πι、Φ 1mm或Φ12ι?πι0
【专利摘要】本发明公开了一种防止铵盐结晶沉积堵塞的工艺注水喷嘴。其注水锻件中心开有孔，其下端面与另外两个同轴线孔垂直的三通管道进口上端面固接；位于三通管道内的注水锻件一端与中心开有孔的雾化喷嘴固接；位于三通管道外的注水锻件一端与等径的注水直管段的一端固接；注水直管段的另一端与90o弯头的一端焊接连通，90o弯头的另一端经第一直管段、开有中心限流孔的限流孔板和第二直管段均固接。喷嘴与注水管道通过整体的厚壁注水锻件联接，保证高压注水的可靠性；末端焊接有雾化喷嘴，可使注入的液态水雾化成小液滴与三通管道内的主介质充分混合，提高冲洗效果；设有限流孔板，可提升多台空冷器在多点注水时的自平衡效应，提高平衡分配效果。
【IPC分类】B05B15-02, B05B1-06
【公开号】CN104815771
【申请号】CN201510204572
【发明人】金浩哲, 陈小平, 偶国富, 贾剑鹏
【申请人】浙江理工大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月28日