Cl垢下腐蚀的加氢反应流出物空冷器系统优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油化工领域，具体的说是涉及一种防止NH4Cl垢下腐蚀的加氢反应 流出物空冷器优化方法。
【背景技术】
[0002] 随着高硫、高氯、含氮等劣质原油加工比例的不断增加，许多石化装置普遍发生 腐蚀失效问题，特别是高压加氢反应流出物空冷器系统（Reactor Effluent Air Cooler， REAC)作为加氢装置中的重要设备，由铵盐引发的垢下腐蚀严重影响了炼化企业的安全运 行。
[0003] 已有研宄机理表明NH4Cl在加氢反应流出物空冷器系统冷却过程中沉积是引发 REAC系统堵塞和垢下腐蚀的主要因素。当管束内流体的温度降低到结晶温度时，NH4Cl就 会从气相中结晶出来附着在管壁上，NH 4Cl固体在水蒸气环境下会不断潮解，从而对管壁造 成严重的垢下腐蚀。
[0004] 2005年以来，中国石化集团公司多次开展REAC系统腐蚀失效的全国性调研，茂名 石化、金陵石化、扬子石化、大庆炼化、辽阳石化、抚顺石化、大连石化、镇海炼化、海南石化 等加氢空冷器系统都频发生铵盐垢下腐蚀失效问题。国际上同样具有普遍性，NACE、U0P、 API先后进行大量调研，形成了 REAC系统设计、制造、运行和检验标准API932-B。尽管许多 空冷器系统严格按照限定参数设计，但由腐蚀泄露造成的非计划性停工事故仍普遍存在。
【发明内容】
[0005] 为了改变【背景技术】中一系列的被动局面，本发明的目的在于提供一种防止NH4Cl 垢下腐蚀的加氢反应流出物空冷器系统优化方法，有效防止NH4Cl的垢下腐蚀，确保加氢装 置安全和平稳运行。
[0006] 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：
[0007] 本发明通过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 合加氢反应流出物空冷器系统的原料油化验分析数据，针对加氢反应流出物空冷器系统变 工况运行过程中NH4C1水溶液的垢下腐蚀特性，对加氢反应流出物空冷器系统的NH4C1的 化学平衡常数Kp值、空冷器平均流速和工艺注水量进行优化。
[0008] 所述NH4Cl的化学反应平衡常数Kp值的优化，包括以下步骤：
[0009] 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油进料量，结 合原料油化验分析数据获取的平均N含量和CF含量，确定NH 3的质量流量和HCl的质量流 量；
[0010] b)通过DCS控制系统数据库，读取加氢反应流出物空冷器系统入口干烃物流的摩 尔流量和空冷器系统压力Psystrai,结合步骤a)中NH3的质量流量和HCl的质量流量，确定 NH4Cl的化学反应平衡常数Kp值；
[0011] c)若Κρ〈0. 1，则原料油脱盐深度不变；若Κρ>0. 1，则提高原料油脱盐深度，直至 Κρ〈0·1。
[0012] 所述空冷器系统平均流速的优化，包括以下步骤：
[0013] 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油进料量、工 艺注水量、干烃物流的摩尔流量，原料油化验分析数据、干烃物流的平均分子量、空冷器系 统入口混合物密度，计算空冷器系统平均流速V ;
[0014] b)若V〈3m/s，则提高原料油进料量或注水量，直至V>3m/s ;若V>3m/s，则保持原料 油进料量不变。
[0015] 所述工艺注水量的优化，包括以下步骤：
[0016] a)通过DCS控制系统数据库，读取空冷器系统入口前工艺注水的冷凝量，结合系 统工艺注水量，确定空冷器系统入口液态水含量百分比W ;
[0017] b)若空冷器系统入口液态水含量百分比W〈30%，则需要提高系统工艺注水量；若 空冷器系统入口液态水含量百分比W>30 %，则注水量保持不变。
[0018] 所述DCS控制系统数据库，包括：原料油进料量、干烃物流的摩尔流量、工艺注水 量，空冷器系统压力P system和空冷器系统入口前工艺注水的冷凝量。
[0019] 所述原料油化验分析数据，包括：平均N含量、Cr含量、干烃物流的平均分子量和 空冷器入口混合物密度。
[0020] 本发明具有的有益效果是：
[0021] 本发明可提供一种防止NH4Cl垢下腐蚀的加氢反应流出物空冷器系统优化方法， 包括NH 4Cl的化学反应平衡常数Kp值、空冷器平均流速的优化和工艺注水量的优化共三个 部分，可为REAC系统的设计运行提供科学指导，确保REAC系统长周期稳定运行。可有效防 止REAC系统中的NH 4Cl沉积，避免REAC系统腐蚀失效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。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明优化方法流程图。
[0023] 图2是NH4Cl的化学反应平衡常数Kp值的优化流程图。
[0024] 图3是空冷器平均流速的优化流程图。
[0025] 图4是工艺注水量的优化流程图。
[0026] 图中：1、DCS控制系统数据库，2、原料油进料量，3、原料油化验分析数据，4、平均N 含量，5、Cl-含量，6、NH3的质量流量，7、HCl的质量流量，8、干烃物流的摩尔流量，9、空冷器 系统压力P sysw 10、NH4Cl的化学反应平衡常数Kp值，11、工艺注水量，12、干烃物流的平均 分子量，13、空冷器系统入口混合物密度，14、空冷器系统平均流速V，15、空冷器系统入口前 工艺注水的冷凝量，16、空冷器系统入口液态水含量百分比。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0028] 如图1所示，本发明通过DCS控制系统数据库读取加氢反应流出物空冷器的运行 参数，结合加氢反应流出物空冷器系统的原料油化验分析数据，针对加氢反应流出物空冷 器系统变工况运行过程中NH4C1水溶液的垢下腐蚀特性，对加氢反应流出物空冷器系统的 NH4C1的化学平衡常数Kp值、空冷器平均流速和工艺注水量进行优化。
[0029] 如图2所示，NH4Cl的化学反应平衡常数Kp值的优化，包括以下步骤：
[0030] a)通过DCS控制系统数据库1，读取加氢反应流出物空冷器系统原料油进料量2， 结合原料油化验分析数据3获取的平均N含量4和CF含量5,确定NH 3的质量流量6和HCl 的质量流量7 ;
[0031] b)通过DCS控制系统数据库1，读取加氢反应流出物空冷器系统入口干烃物流的 摩尔流量8和空冷器系统压力PsystM9,结合步骤a)中NH 3的质量流量6和HCl的质量流量 7,确定NH4Cl的化学反应平衡常数Kp值10 ;
[0032] c)若Κρ〈0. 1，则原料油脱盐深度不变；若Κρ>0. 1，则提高原料油脱盐深度，直至 Κρ〈0·1。