一種煉油廠常壓蒸餾塔塔頂結垢速率測試的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種煉油廠常壓蒸餾塔塔頂結垢速率的測試方法和裝置，從下到上依次為加熱釜、玻璃填料塔、塔頭、空冷器；加熱釜上設置有壓力表、物料入口；塔頭中上部設置有集垢器；玻璃填料塔塔身引多條側線分別接取樣收集瓶并通過截止閥控制采樣量；空冷器上設置有注射口和熱電偶；玻璃填料塔和塔頭設有保溫層；集垢器設置在塔頭內的中上位置，由十字支撐、試片、填料和曲細晶管組成；塔頭段徑向設置一個垂直于軸線并相交于軸線的十字支撐，支撐懸掛集垢槽，集垢槽內放置填料，集垢槽底通過螺紋連接曲細晶管。在塔釜中內加入待測物料，然后在塔頭中上部檢測區域安裝集垢器。發明專利技術成為計算結垢速率、預測原油常壓蒸餾塔運行周期的直觀有效的手段。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于石化行業常減壓蒸餾裝置腐蝕模擬領域。
技術介紹
原油常減壓蒸餾裝置是整個煉油化工的“龍頭裝置”，肩負著為后續二次加工裝置提供原料和產品的重任，是非常重要的工藝環節。然而長期以來，隨著原油重質化、劣質化的趨勢日益明顯，加之電脫鹽能力不足以及原油開采過程中使用助劑等原因，常壓蒸餾裝置塔頂換熱器及冷卻器等部位結鹽日趨嚴重。從油田送往煉油廠的原油往往含鹽帶水，導致設備的腐蝕，在設備內壁結垢和影響成品油的組成。煉油廠常壓蒸餾裝置塔頂低溫部位的腐蝕和垢鹽沉積是影響裝置長周期安全運行的主要因素。天津石化千萬噸煉油裝置大部分以加工高硫含氯原油為主，常壓塔一直存在頂循環結垢問題，嚴重影響了裝置日常生產運行。常壓塔頂循環結垢，一方面降低了塔頂傳熱負荷，進而增加了裝置能耗；另一方面結垢物日益增大，若形成局部阻塞，可造成裝置非計劃停車；此外，垢物易在設備內附著，造成垢下腐蝕。據悉，烏魯木齊石化、燕山石化、洛陽石化等煉化企業普遍存在這樣的問題。結垢腐蝕造成設備管線表面狀況惡化、能耗增加，影響正常生產、增加生產成本，甚至造成停產。長期以來，煉化裝置安全性及可靠性一直是困擾其長周期運行的技術難題。多年來，國內外的廣大學者對換熱器結垢腐蝕進行了大量的研究，但現有的成果只停留在定性研究的水平，如結垢機理、除垢方法、減緩腐蝕的研究。沒有建立原油加工過程中結垢的定量考核指標，即對實際結垢速率的測定還沒有相關的報道。而結垢速率的測定可以更直觀地了解油品、溫度、水質及注劑等對垢鹽生成的影響因素，成為預測原油常壓蒸餾塔運行周期的一個重要直觀的手段。專利CN203432891U模擬常減壓蒸餾裝置中塔盤和填料腐蝕的實驗裝置側重點在模擬蒸餾塔不同位置塔板和填料的腐蝕，未考慮結垢以及結垢對腐蝕的影響；因此，建立原油加工過程平均結垢速率評價方法，掌握結垢與腐蝕的相互作用，評價油品優劣、脫鹽效果，為煉油板塊建立結垢評價系統提供理論依據，顯得尤為重要，煉化企業由四年一修邁向五年一修邁出了重要的一步。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供原油加工過程中平均結構速率的測試方法，直觀地觀察結垢和腐蝕的發生過程，其結果可以作為評價油品的優劣，脫鹽效果的好壞。安裝在塔頭部位的集垢器模擬換熱器環境，模擬常壓蒸餾塔塔頂傳質、換熱環境，可以直觀地看到在露點范圍內換熱器結鹽的發生過程。內置的集垢器有橫向和縱向流動段，塔頂的回流油以及注劑流經試片表面，后經集垢器的毛細蛇形管，垢物被截留。本專利技術的技術方案如下:一種煉油廠常壓蒸餾塔塔頂結垢速率測試的裝置；裝置從下到上依次為加熱釜、玻璃填料塔、塔頭、空冷器；加熱釜上設置有壓力表、物料入口；塔頭中上部設置有集垢器；玻璃填料塔塔身引多條側線分別接取樣收集瓶并通過截止閥控制采樣量；空冷器上設置有注射口和熱電偶；玻璃填料塔和塔頭設有保溫層；集垢器設置在塔頭內的中上位置，由十字支撐、試片、填料和曲細晶管組成；塔頭段徑向設置一個垂直于軸線并相交于軸線的十字支撐，支撐懸掛集垢槽，集垢槽內放置填料，集垢槽底通過螺紋連接曲細晶管。所述的懸線在于其與塔頭軸線重合，使得液相回流能夠覆蓋整個試片。所述的試片懸線為耐高溫、耐腐蝕；垢鹽收集器內裝填拉西環不銹鋼網環；收集器為毛細蛇形管，用來截留垢鹽。依靠所述的試片的重量變化來定量分析原油對設備的腐蝕效果；依靠垢鹽收集器的重量變化來定量確定結垢速率。拉西環不銹鋼為10-30塊2.5×2.5mm拉西環不銹鋼網環。本專利技術的煉油廠常壓蒸餾塔塔頂結垢速率測試的方法，在塔釜中內加入待測物料，然后在塔頭中上部檢測區域安裝集垢器，設置溫度后開始加熱回流運行。所述的加熱釜容積500-3000ml，加熱釜使用溫度范圍＞300℃。所述玻璃填料塔內徑30-50mm，高度1.0-2.0m；其內所裝填料為拉西環瓷環；側線3個取樣口，取樣口可同時測溫；上下兩段塔柱設獨立保溫。拉西環瓷環為2.0×2.0mm。本專利技術的懸線與塔頭軸線重合，使得液相回流能夠覆蓋整個試片。塔頭為全回流，塔頂、塔頭、塔體上中下設測溫，空氣冷凝器中部開設一個常閉式注劑口，用于向塔內注射凈化水、有機胺、緩蝕劑和阻垢分散劑。專利技術中所述的裝置模擬常壓蒸餾塔塔頂傳質、換熱環境，可以直觀地看到在露點范圍內換熱器結鹽的發生過程，進而可以了解油品、溫度、水質及注劑等對垢鹽生成的影響因素，成為計算結垢速率、預測原油常壓蒸餾塔運行周期的一個直觀有效的手段。本專利技術的創新點在于：(1)首次提出了原油在加工過程中結垢速率測試裝置的設計方法；(2)模擬常壓蒸餾塔塔頂傳質、換熱環境，可以直觀地看到在露點范圍內換熱器結鹽的發生過程；(3)可以真實的反映換熱器管程的實際結垢情況，進而推測出常減壓裝置的運行周期。附圖說明圖1為常壓蒸餾塔塔頂結垢速率測試裝置示意圖；圖2為集垢器的示意圖；圖1中：1—玻璃塔釜；2—玻璃塔體；3—塔頭；4—空冷器；5—注劑口；6—集垢器；7—取樣收集瓶；8—壓力表；9—原料進口；10—冷卻水；TI—溫熱電偶；TCL—控溫熱電偶；11—十字支撐；12—試片；13—拉西環填料；14-曲細晶管。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術做進一步的詳細說明：如圖1、2所示該方法中所述的裝置從下到上依次為加熱釜1、玻璃填料塔2、塔頭3、空冷器4；加熱釜上設置有壓力表8、物料入口9；塔頭3中上部設置有集垢器6；玻璃填料塔塔身引多條側線分別接取樣收集瓶7并通過截止閥控制采樣量；空冷器4上設置有注射口5和熱電偶；玻璃填料塔和塔頭設有保溫層；集垢器設置在塔頭內的中上位置，是模擬結垢速率的核心部位，由十字支撐11、試片12、填料13和曲細晶管14組成；塔頭段徑向設置一個垂直于軸線并相交于軸線的十字支撐11，支撐懸掛集垢槽，集垢槽內放置填料13，集垢槽底通過螺紋連接曲細晶管14。系統開啟前保證蒸餾塔各部位密封連接完好，塔頭中上部安置集垢器，保證懸線與塔頭軸線重合。集垢器內裝填拉西環瓷環與試片下部緊密接觸，保證試片段最大程度模擬換熱器內腐蝕結鹽情形。調節升降臺高度，使加熱套和塔釜接觸良好；將各部分控溫和測溫熱電偶放入相應位置的孔內，頂部套管和塔釜套管注入硅油，插好熱電偶測溫點。將所分析油品注入加熱釜1中(至釜三分之二處)，通冷卻液，開啟電源，開啟加熱和保溫。溫度趨于平穩后，開始于塔頂注劑入口注入凈化水、有機胺、緩蝕劑等。塔釜內原油受熱油氣上升，其所攜帶腐蝕性氣體、水汽等與注射口注入的凈化水、緩蝕劑、有機胺、阻垢分散劑等在集垢器內形成的模擬冷換設備環境中對試片進行腐蝕并產生結垢。連續運行一段時間后，毛細蛇形管發生堵塞現象。停止加熱，降溫冷卻。小心取出掛片和集垢器，分別稱重。結垢速率、腐蝕速率和管道堵塞時間的公式如下：v結垢＝(w1-w0)/t(1)v腐蝕＝(h1-h0)/t(2)T堵塞＝V管×ρ/v結垢(3)其中v結垢是模擬結垢速率g/d；w0是集垢器原重g；w1是模擬結垢后集垢器重g；t模擬裝置運行時間d；v腐蝕是掛片腐蝕速率g/d；T堵塞是預測換熱器發生堵塞的時間d；h1是掛片腐蝕前的重量g；h0是掛片腐蝕后的重量g；V管是換熱器管程100mm的體積；ρ結垢的密度g/cm3。所述的操作參數包括塔頂回流為全回流，空氣冷凝器中部開設一個常閉式注射口，所述的注射口用于向塔內注射凈化水本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煉油廠常壓蒸餾塔塔頂結垢速率測試的裝置；其特征是裝置從下到上依次為加熱釜、玻璃填料塔、塔頭、空冷器；加熱釜上設置有壓力表、物料入口；塔頭中上部設置有集垢器；玻璃填料塔塔身引多條側線分別接取樣收集瓶并通過截止閥控制采樣量；空冷器上設置有注射口和熱電偶；玻璃填料塔和塔頭設有保溫層；集垢器設置在塔頭內的中上位置，由十字支撐、試片、填料和曲細晶管組成；塔頭段徑向設置一個垂直于軸線并相交于軸線的十字支撐，支撐懸掛集垢槽，集垢槽內放置填料，集垢槽底通過螺紋連接曲細晶管。

【技術特征摘要】
1.一種煉油廠常壓蒸餾塔塔頂結垢速率測試的裝置；其特征是裝置從下到上依次為加熱釜、玻璃填料塔、塔頭、空冷器；加熱釜上設置有壓力表、物料入口；塔頭中上部設置有集垢器；玻璃填料塔塔身引多條側線分別接取樣收集瓶并通過截止閥控制采樣量；空冷器上設置有注射口和熱電偶；玻璃填料塔和塔頭設有保溫層；集垢器設置在塔頭內的中上位置，由十字支撐、試片、填料和曲細晶管組成；塔頭段徑向設置一個垂直于軸線并相交于軸線的十字支撐，支撐懸掛集垢槽，集垢槽內放置填料，集垢槽底通過螺紋連接曲細晶管。2.如權利要求1所述的裝置，其特征是所述的懸線在于其與塔頭軸線重合，使得液相回流能夠覆蓋整個試片。3.如權利要求1所述的裝置，其特征是所述的垢鹽收集器內裝填不銹鋼拉西環；收集器為毛細蛇形管。4.如權利要求3所述的裝置，其特征是所述的不銹鋼拉西環10-30塊2.5×2.5mm。5...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙耀，侯志忠，馮寶杰，鐘廣文，高步輝，于煥良，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11