一种高效集成顶循油脱氯系统的制作方法
1.本实用新型涉及一种脱氯系统，具体是一种高效集成顶循油脱氯系统。
背景技术：
2.随着原油的劣质化，炼油厂加工高硫高酸高氮重质油原油的比例越来越高，这不仅使常减压装置的结盐愈发严重，而且催化裂化、焦化等二次加工装置的结盐也日趋突出。
3.例如：在常减压装置塔顶及其冷凝冷却系统发生的结盐现象，塔顶注入的氨水和原油及其中所加助剂是常压塔结盐组分氮源的主要来源，结盐组分氯源主要来源于无机氯盐和有机氯化物的水解或热分解。由于nh
4+
和cl-在常压塔内同时存在，在塔顶生成nh4cl结晶，逐渐沉积形成结盐；催化装置中，常压重油经过加热后至提升管反应器下部喷嘴，经蒸汽雾化分散成与催化剂粒径相近的微粒进入提升管，在其中与来自再生器的高温催化剂接触，随即汽化并进行反应。重油中携带的有机氯高温分解生成hcl、有机硫化物高温分解为h2s，r-sh等、有机氮高温分解生成nh3等，nh3和hcl反应生成nh4cl，这些物质和常减压电脱盐未能完全脱除的无机盐类一起随反应油气进入分馏塔，一方面形成“hcl-h2s-h2o”腐蚀体系，另一方面生成的nh4cl在低温的分馏塔顶凝华成nh4cl颗粒，在设备表面形成结盐。造成了分馏塔以及塔顶冷凝系统的腐蚀和结盐，从而导致塔盘的损坏、塔壁和管线的腐蚀、换热器的泄露、机泵的损毁等，引起安全隐患和生产的波动。究其主要原因，其中所含的氯离子是整个结盐腐蚀的主要诱因。因此我们需要通过一定的方法除去塔顶油中的氯离子，达到消除结盐、提高装置平稳性的目的。
4.目前主要有以下几种措施：
5.(1)改变塔顶环境
6.加入碱性物质，使塔内维持碱性环境。
7.(2)添加结盐抑制剂
8.在顶循泵入口持续加入结盐抑制剂，防止nh4cl等盐类在塔内聚集，实现防止塔内部结盐的目的。
9.(3)改善工艺条件
10.根据原料的性质和操作实际情况降低蒸汽在顶循中的分压减少蒸汽冷凝，就是减少冷凝水的量来降低h2s-hcl-nh3-h2o腐蚀和结晶盐的形成；提高塔顶温度，防止nh4cl凝华聚集；
11.(4)在线水洗
12.在塔顶注入新鲜水或是除盐水，清洗塔盘上聚结的盐类，冲洗水由中段抽出泵抽出，如此连续不断的用热水冲洗结盐段塔盘，来解决塔盘结盐问题。
13.(5)设备材质升级
14.设备材质升级如换热管、泵、管线等换成更抗腐蚀的材质，管线等局部补强以增加抗腐蚀性。
15.以上几种措施的实施，一定程度上减少或减缓了塔顶的结盐情况。但是我们可以
看出，改变塔顶的酸性环境一般加入的是氢氧化钠，虽然能够降低酸性，却引入了钠离子，钠离子能够引起催化剂中毒，这对后续的加工装置是极为不利的；结盐抑制剂的成本较高，增加了投资；改善工艺条件，是通过提高塔顶的温度和减少蒸汽量等来实现的，然而改善工艺条件是受很多因素限制的，操作的弹性不大；在线水洗分馏塔时，要降量生产，同时产生部分轻污油，也加快了顶循管线和设备的腐蚀；设备材质升级只是腐蚀速度减缓了，并没有从腐蚀的源头上去解决问题，在很大程度上提高了设备投入费用。以上措施只是暂时缓解了塔顶的结盐现象，所以这都不是解决问题的根本。
技术实现要素：
16.本实用新型的目的在于提供一种高效集成顶循油脱氯系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
17.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
18.一种高效集成顶循油脱氯系统，包括分馏塔塔顶循环机构、脱氯机构和分馏塔塔顶冷凝机构；
19.所述分馏塔塔顶循环机构包括分馏塔、塔顶循环泵和换热器；所述分馏塔的上部塔盘通过管道与塔顶循环泵的进口导通连接，塔顶循环泵的出口通过管道与换热器的冷媒进口导通连接，换热器的热媒出口通过循环管与分馏塔的顶部导通连接；
20.所述脱氯机构包括油水混合器和旋液萃取-油水分离器；所述油水混合器的进口通过管道与换热器的热媒出口导通连接，在油水混合器的进口导通连接有除盐水输入管，油水混合器的出口通过管道与旋液萃取-油水分离器导通连接；旋液萃取-油水分离器的顶部通过脱氯抽出油输送管与循环管导通连接，在旋液萃取-油水分离器的底部导通连接有含氯除盐水输出管，在含氯除盐水输出管与分馏塔塔顶冷凝机构之间导通连接有含氯除盐水处理输送管。
21.作为本实用新型进一步的方案：所述分馏塔塔顶冷凝机构包括塔顶空冷器、油水分离罐和污水泵；所述塔顶空冷器的进口通过管道与分馏塔的塔顶导通连接，含氯除盐水处理输送管与塔顶空冷器的进口导通连接；
22.塔顶空冷器的出口通过管道与油水分离罐导通连接，油水分离罐的底部污水出口通过管道与污水泵导通连接，污水泵的出口与外部污水管网导通连接。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
24.本实用新型采用上述结构后，通过油水混合器和旋液萃取-油水分离器的配合，提供了一种高效集成顶循油脱氯系统。本系统设备占地面积小、在线使用、成本较低，能够在不停工、不引起装置波动、不影响产品质量、不增加装置生产成本的情况下脱除氯离子，减少设备腐蚀；本系统脱除氯离子可达85％，有效防止了顶循系统相关设备和管线的结盐，大大的降低了设备和管线的腐蚀速率，能够保证装置的长期稳定运行。
附图说明
25.图1为一种高效集成顶循油脱氯系统的结构示意图。
26.图中：1、分馏塔；2、塔顶循环泵；3、换热器；4、循环管；5、油水混合器；6、旋液萃取-油水分离器；7、除盐水输入管；8、脱氯抽出油输送管；9、含氯除盐水输出管；10、含氯除盐水
处理输送管；11、塔顶空冷器；12、油水分离罐；13、污水泵。
具体实施方式
27.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
28.请参阅图1，一种高效集成顶循油脱氯系统，包括分馏塔塔顶循环机构、脱氯机构和分馏塔塔顶冷凝机构；所述分馏塔塔顶循环机构包括分馏塔1、塔顶循环泵2和换热器3；所述分馏塔1的上部塔盘通过管道与塔顶循环泵2的进口导通连接，塔顶循环泵2的出口通过管道与换热器3的冷媒进口导通连接，换热器3的热媒出口通过循环管4与分馏塔1的顶部导通连接。
29.所述脱氯机构包括油水混合器5和旋液萃取-油水分离器6；所述油水混合器5的进口通过管道与换热器3的热媒出口导通连接，在油水混合器5的进口导通连接有除盐水输入管7，油水混合器5的出口通过管道与旋液萃取-油水分离器6导通连接；旋液萃取-油水分离器6的顶部通过脱氯抽出油输送管8与循环管4导通连接，在旋液萃取-油水分离器6的底部导通连接有含氯除盐水输出管9，在含氯除盐水输出管9与分馏塔塔顶冷凝机构之间导通连接有含氯除盐水处理输送管10。
30.另外，所述分馏塔塔顶冷凝机构包括塔顶空冷器11、油水分离罐12和污水泵13；所述塔顶空冷器11的进口通过管道与分馏塔1的塔顶导通连接，含氯除盐水处理输送管10与塔顶空冷器11的进口导通连接；塔顶空冷器11的出口通过管道与油水分离罐12导通连接，油水分离罐12的底部污水出口通过管道与污水泵13导通连接，污水泵13的出口与外部污水管网导通连接。
31.本系统的主要工艺流程包括以下步骤：
32.步骤1：顶循油自分馏塔1上部塔盘抽出，通过管道进入塔顶循环泵2增压，然后进入换热器3；
33.步骤2：换热器3出口分两路，一路进入油水混合器5，另一路通过循环管4与脱氯抽出油输送管8中的脱氯抽出油混合，混合顶循环油返回分馏塔1顶部；
34.步骤3：除盐水通过除盐水输入管7进入油水混合器5，顶循油与除盐水混合液进入旋液萃取-油水分离器6；
35.步骤4：旋液萃取-油水分离器6顶部脱除氯离子抽出油通过脱氯抽出油输送管8并入循环管4；
36.步骤5：旋液萃取-油水分离器6底部含氯离子除盐水经含氯除盐水输出管9排出；
37.步骤6：含氯离子除盐水经过含氯除盐水处理输送管10并入分馏塔1顶部的富气管路，汇合为一路进入塔顶空冷器11；
38.步骤7：油水混合冷却后进入油水分离罐12；
39.步骤8：污水自油水分离罐12底部进入污水泵13增压后排出。
40.在本实施例中，需要说明的是：
41.1、旋液萃取-油水分离器的原理
42.旋液萃取分离基于粒径分级分离，分为主分离腔及副分离腔两部分。油水从主分离腔的底部进入分离器内部，在旋转叶片作用下，形成旋转流运动，大粒径油滴在旋流作用下被快速分离，从主分离腔的上部排出；而未分离的小粒径油滴进入旋转半径较小的副分
离腔，在较大离心力作用下实现快速分离。当所处流场较低时，主分离腔旋转流速较小，只起到分配作用，副分离腔起到主要分离作用，因此可适应较大的流量波动范围，从而保证了分离器对大粒径和小粒径的油滴均具有较高的分离效率以及对入口工况变化的适应性。
43.旋液萃取-油水分离器可快速分离分散悬浮油及部分乳化油，采用旋流离心分离式设计，可实现气、固、液三相的快速分离分散。其独特的设计结构，使得油水分离效率达到90％以上。
44.2、油水分离器原理
45.油水分离器设置了入口分布管进行流场分布，减少入流对流场的干扰，接着通过油水整流器，对液流流态进行均匀分布，保持平稳，使油水由紊流变为层流态，扩大主分离区域；最后采用了多层折板油水分离区域，折板上开有直径4-12mm的小孔，之前聚结的大油滴通过小孔迅速上升到上一层折板，并逐级上升，有效的提高了分离速度和效率并且，折板采用亲油疏水材料，使油水混合物在折板上流动过程中保持一定的角度，根据“浅池原理”，在较小的空间中，即可加速油相上浮速度和水相沉降速度；实现了油水的高效快速分离过程。
46.本实用新型的工作原理是：顶循环油自分馏塔1上部塔盘抽出进入塔顶循环泵2增压，然后进入换热器3取热；换热器3出口顶循环油分两路，一路占顶循环油总量20％进入油水混合器5，另一路与脱除氯离子抽出油混合，返回分馏塔1顶部。
47.顶循环油与除盐水经油水混合器5混合，除盐水量为混合液中顶循环油的5％，混合后的油水混合液进入旋液萃取-油水分离器6，脱除氯离子抽出油由旋液萃取-油水分离器6顶部并入返回分馏塔1，含氯离子除盐水由旋液萃取-油水分离器6底部排出。其中，含氯离子除盐水有两种处理方式，一种并入分馏塔1顶部的富气管路，另一种送至汽提装置。
48.分馏塔1顶气经空冷器11冷却，随后油水混合进入油水分离罐12，油水分离罐12内污水经污水泵13增压后排至污水管网。
49.具体实例如下：
50.某石化厂焦化装置分馏塔顶及冷凝系统腐蚀严重，影响了整个装置的稳定性及长周期运行。顶循油的主要操作参数见表1。
51.表1顶循油参数
[0052][0053]
依据该装置分馏塔顶循环的主要操作参数以及氯离子的含量，采用抽出油量为40t/h，除盐水的量为2t/h进行氯离子脱除。
[0054]
分馏塔顶循环油自分馏塔抽出后，顶循油200t/h经过顶循环泵升压，后经过冷却分成两部分，一部分顶循油自调节阀前抽出去脱氯系统抽提氯离子，剩余的部分直接返回分馏塔；进入脱盐设备的顶循油流量为40t/h，温度95℃，压力约为0.8mpa，该部分顶循油与2.0t/h，温度为40℃，压力约为1.2mpa的除盐水在油水混合器内进行混合，初步萃取，将油相中的大部分氯离子转移到水相当中；油水混合相进入旋流萃取-油水分离器进行进一步的萃取和油水分离，完成整个顶循油的脱除氯离子过程，整个脱氯系统的压降不高于0.15mpa；脱除氯离子后的顶循油与其余的顶循油混合返回分馏塔，含微量氯离子的除盐水或净化水可根据氯离子的浓度进入分馏塔顶冷凝系统再次进行脱除氯离子或是外排。
[0055]
投用本系统后，对进出设备顶循油进行氯含量化验分析，从化验分析值看，分馏塔顶循油经过在线连续脱氯离子，油中氯离子含量逐步减少，同时除盐水中氯离子含量也在逐步减少；顶循油氯离子含量见表2所示。
[0056]
表2分馏塔顶循油中氯离子含量
[0057]
化验日期脱前氯含量μg/g脱后氯含量μg/g含盐水中氯离子含量，mg/l2021年8月22日3.992.0159.032021年9月12日1.531.2518.612021年9月21日0.660.5910.5
[0058]
从表2可以看出，通过本脱氯系统的实施，在运转1个月的情况下，该装置分馏塔顶循油中的氯离子含量降低了85％，极大的降低了分馏塔顶及其冷凝系统的腐蚀。
[0059]
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
技术特征：
1.一种高效集成顶循油脱氯系统，其特征在于，包括分馏塔塔顶循环机构、脱氯机构和分馏塔塔顶冷凝机构；所述分馏塔塔顶循环机构包括分馏塔(1)、塔顶循环泵(2)和换热器(3)；所述分馏塔(1)的上部塔盘通过管道与塔顶循环泵(2)的进口导通连接，塔顶循环泵(2)的出口通过管道与换热器(3)的冷媒进口导通连接，换热器(3)的热媒出口通过循环管(4)与分馏塔(1)的顶部导通连接；所述脱氯机构包括油水混合器(5)和旋液萃取-油水分离器(6)；所述油水混合器(5)的进口通过管道与换热器(3)的热媒出口导通连接，在油水混合器(5)的进口导通连接有除盐水输入管(7)，油水混合器(5)的出口通过管道与旋液萃取-油水分离器(6)导通连接；旋液萃取-油水分离器(6)的顶部通过脱氯抽出油输送管(8)与循环管(4)导通连接，在旋液萃取-油水分离器(6)的底部导通连接有含氯除盐水输出管(9)，在含氯除盐水输出管(9)与分馏塔塔顶冷凝机构之间导通连接有含氯除盐水处理输送管(10)。2.根据权利要求1所述的一种高效集成顶循油脱氯系统，其特征在于，所述分馏塔塔顶冷凝机构包括塔顶空冷器(11)、油水分离罐(12)和污水泵(13)；所述塔顶空冷器(11)的进口通过管道与分馏塔(1)的塔顶导通连接，含氯除盐水处理输送管(10)与塔顶空冷器(11)的进口导通连接；塔顶空冷器(11)的出口通过管道与油水分离罐(12)导通连接，油水分离罐(12)的底部污水出口通过管道与污水泵(13)导通连接，污水泵(13)的出口与外部污水管网导通连接。
技术总结
本实用新型提供了一种高效集成顶循油脱氯系统，包括分馏塔塔顶循环机构、脱氯机构和分馏塔塔顶冷凝机构；所述分馏塔塔顶循环机构包括分馏塔、塔顶循环泵和换热器；所述分馏塔的上部塔盘通过管道与塔顶循环泵的进口导通连接，塔顶循环泵的出口通过管道与换热器的冷媒进口导通连接，换热器的热媒出口通过循环管与分馏塔的顶部导通连接；本系统设备占地面积小、在线使用、成本较低，能够在不停工、不引起装置波动、不影响产品质量、不增加装置生产成本的情况下脱除氯离子，减少设备腐蚀；本系统脱除氯离子可达85％，有效防止了顶循系统相关设备和管线的结盐，大大的降低了设备和管线的腐蚀速率，能够保证装置的长期稳定运行。能够保证装置的长期稳定运行。能够保证装置的长期稳定运行。
