注剂喷嘴设计要点

1、针对这种常压塔顶的喷嘴，首先需搞清几个问题：一、常压装置的整个工艺流程，包括常压装置分馏塔顶的油气的组分、温度的弹性变化范围，油气中含有哪几种酸。二、目前常压塔顶“一脱三注”工艺是什么现状，常压塔顶注的是液态氨、氨水（液态氨和水混合之后的混合物）还是中和缓蚀剂（是油溶性的还是水溶性的），塔顶注水量、注水性质、注水比例占塔顶总馏出物的比例是多少。三、常压分馏塔塔顶馏出物主要成分汽油占常压进料装置的比例是多少（即100吨原油进去，有多少汽油从分馏塔塔顶出来），包括分馏塔塔顶的材质以及管道、换热器、空冷的材质）。四、由管道注入缓蚀剂的消耗量，一小时多少公斤或一天多少桶，最好是具体到一小时多少公斤，缓

2、蚀剂的价格，缓蚀剂注入点标高，注入管线的直径，缓蚀剂泵的参数。五、常顶换热器或空冷的腐蚀现象是否严重。搞清楚换热器腐蚀属于铵盐结晶造成的垢下腐蚀或是强酸造成的酸性腐蚀，这两者是不同的。垢下腐蚀是塔顶油气中的酸性气与碱性缓蚀剂中和以后生成中和物，随着油气往下走，到换热器上。酸碱中和物在换热器表面沉积，形成一种粘性物质。这种酸碱中和物在换热器表面沉积后，逐步吸收油气中的酸，使局部酸浓度非常高，形成针孔状腐蚀，一个提防腐蚀了，整个换热器就报废了,一般腐蚀拿水来冲.在独山子石化，我们了解到换热器前面都有一个注水线，换热器下面光洁如新，但上面腐蚀严重，三个月减薄量10mm。分馏塔塔顶这种酸碱中和物一般是

3、氯化铵，如果出现氯化铵的垢下腐蚀，则说明换热器的冲洗效果不好，易造成垢下腐蚀。常压塔顶酸性水罐里面的PH值只能反应碱性物质的注入量是否合适，比如说PH值偏低，说明中和缓蚀剂注的量少，或者说液氨注的量少，中和不完。但是酸性水罐中的PH值并不能反应实际造成腐蚀的PH值的环境，油气从分馏塔出来后，一直到换热器，温度是在变化，在降温，温度降到一定程度，逐渐降温，油气中的水蒸气冷凝出来，需要时间，不是迅速冷凝的，是逐渐冷凝的。油气中的水很少，酸的量相对较大，大量的盐酸和硫化氢溶解到少量的水中后就会形成局部的强酸环境，比如PH值=1或2，强酸环境对换热器造成严重腐蚀。换热器入口有钛材管道，把初凝区控制在钛

4、材管道之内，所以说水封罐的PH值和初凝区的PH值是两码事，即使酸性水封罐的PH值合格，也不能说明初凝区的PH值合格，这是两个概念。并且酸性水罐里面需检测铁离子含量，要求不能大于3%，但是不能反应真实的腐蚀状况，通过了解来看，常见的换热器腐蚀是穿孔腐蚀，在换热器表面形成针状的小孔，铁离子损失很小，不是均匀腐蚀。比方说一台换热器表面积很大；如果下部水洗效果比较好，就完全不会腐蚀，换热器上部也不是全部腐蚀，局部区域形成针状的穿孔腐蚀，铁的损失特别小，即使水封罐的铁离子合格，仍然会造成针孔状的腐蚀酸性水罐中还要检测氯离子含量，主要反应塔顶中和缓释剂的注入效果，氯离子是酸性的， 跟碱性缓蚀剂中和，氯离子

5、含量偏高，说明中和缓蚀剂的注入效果不行，这只是从宏观上来看。随着工艺的不断改进，包括防腐措施的改善，炼油厂的强酸腐蚀问题不是很严重，不管是工艺防腐角度来讲，条件的改善如操作温度的改变还是加大缓蚀剂的注入量，铁离子包括氯离子的含量，PH值的控制，绝大部分是合格的。腐蚀的危害比较大，所以大家很重视，各种参数是很少有超出范围的。但是即使在操作上做些调整，各种指标正常，仍旧有微观的腐蚀，这种腐蚀往往与换热器冲洗效果有很大关系。目前很多厂在换热器之前是没有注水喷头的，都是在塔顶注水。到各个厂去交流，让各个厂认识到换热器前注水冲洗的作用。独山子石化采用换热器前注水，但采用的是管道注水，注水量不管有多大，换

6、热器下部冲的很干净，上部冲不到，交流时，主要讲明白换热器前的注水喷头怎么设计，怎样冲洗的更干净。注剂喷头有几个特点，第一抗堵塞，因为助剂本身就是一种腐蚀性的东西，在金属表面形成一种保护膜。如果做成喷头，喷头材质里铁离子含量比较高，它肯定把铁离子腐蚀掉，使喷头的几何参数发生很大变化，偏离设计状态。做喷嘴首先介绍我们的喷嘴抗堵塞，我们做的喷嘴不怕堵，这是我们的一个特点。喷嘴材质：初步考虑采用哈氏合金，这种材质抗腐蚀性极强。我们曾做过实验，将陶瓷涂料涂到哈氏合金上，烧结，完全没反应，因为陶瓷材料也是一种腐蚀性的材料，与金属表面反应生成一种物质，起到连接金属和陶瓷的作用喷头，但对哈氏合金来讲，什么腐蚀

7、都没有用，缓蚀剂也没用。因此喷头材质采用哈氏合金，因为小，成本也不高。注剂喷头的角度问题：根据不同的要求，缓蚀剂的雾化形式也是不一样的。关于喷嘴的雾化质量问题，缓蚀剂喷嘴设计的雾化质量不用太好，雾化质量太好需要消耗较高的压降，缓蚀剂的注入点一般比较高，高到五六十米，如果喷头压降本身比较高的话，造成缓蚀剂的泵需要更换，造成管线里压力比较高，高压会造成很多问题。另一个雾化质量太好，液滴太细，易随风飘散，也很难起到均匀混合的作用。对于注水喷头来讲，比如说换热器前的注水喷头，要求雾化质量要高，一来它的位置比较低，一般换热器在下部，它的标高也就十来米，底下水泵往上打，压差可以维持的比较高。换热器前注水，

8、一是冲洗换热器表面结垢，二防止初凝区的腐蚀，稀释初凝区的强酸。换热器里面结构比较复杂，有一些换热部件，所以换热器里面的初凝区就很难确定。怎么解决呢，这就要求换热器前注水的雾化质量好一点，随着油气随风飘散，在换热器里面均匀分散水雾，只要换热器里面充满了细细的水雾，来均匀冲洗换热器表面的氯化铵结垢，防止垢下腐蚀。所以每一个助剂喷头都有它的特点，基本都是非标件，这是我们的一个卖点，也是我们技术实力的体现。第二富气压缩机的整个工艺，富气都有哪些气，大概就是液化气组分。富气压缩机为什么增压，大概增压到什么程度，增到多少压力。富气的组份，增压之后富气的压力、温度、流量，特别是富气里的有害组分，像盐酸，硫化

9、氢，也要搞清楚。再一个，了解富气压缩机后注水点的材质，标高是多少，注的什么性质的水，注入量，注入的泵是什么型号，注入管线有多粗。比方说富气压缩机注入的水来源，若是泵打的，搞清楚泵的形式，是离心泵还是隔膜泵还是往复泵，每个泵的特点不一样，对设计来说很关键。水的来源关系到成本，搞清楚从注入点进入之后到哪去，最后怎么处理的，即怎么出装置的。还有一个更关键的，富气压缩机的注水量如果减少了，对他们有没有好处，或者说富气压缩机的工艺目的是什么，在实际生产过程中有没有达到他们的工艺目的。我们改成喷嘴之后，有没有达到客户更好的工艺目的。再一个看现场的安装情况，看他们的注水量知道做成哪一种喷嘴，喷嘴究竟适不适合

10、安装，去市场要仔细考虑，因为实际情况和跟想象有很大差别，我们做出来到现场安装困难，会给客户及我们自己带来极大的麻烦。 催化塔顶的注剂喷头催化分馏塔塔顶一般不注水，只注缓蚀剂。（1）搞清催化塔顶油气的组分、温度、压力等气体的物性参数（2）搞清目前注缓蚀剂的效果如何，比如催化分馏塔塔顶注缓释剂，换热器仍然腐蚀，那么搞清换热器的材质，实际的使用寿命多长，更换一次多少钱，多长时间，怎么更换，怎么切出来的，材质是什么（3）了解客户的痛点，目前的难处（4）搞清楚是空冷腐蚀还是换热器腐蚀，不管哪种腐蚀，最好能找到腐蚀的实际照片，是垢下腐还是初凝区的强酸造成的腐蚀，这对喷头的设计是有指导意义的。比方说是垢下腐

11、蚀就在换热器前面加注水点，把它质量雾化的很好。油气带着大量的水雾在换热器里面到处流动，换热器里面应该有很多绕流子，流场很不均匀，如果液体颗粒很大，雾滴就不能随风飘散，这样就有很多死角冲洗不到。如果是垢下腐蚀，我们要设计雾化质量很好的喷嘴，加强冲洗效果，把局部的垢下腐蚀变成平均的腐蚀，因为换热器肯定是要腐蚀的，无非是时间的长短问题。（5）搞清楚注，缓蚀剂是中和缓蚀剂还是单独的缓蚀剂加氨水，比如说一路注缓蚀剂一路注氨水，还有一种是注碱性缓蚀剂；（6）搞清楚缓蚀剂的注入量，最好搞清楚一天注多少公斤，这个数值便于喷嘴设计。PPm还得换算，换算容易与实际情况有出入，比较麻烦（7）搞清楚缓释剂是油溶性的还

12、是水溶性的，如果缓蚀剂注入量太小，我们可以给客户建议加一些水混进去，增加它的流量，从喷嘴中喷出来。注液喷嘴的注意事项如下：注液喷嘴需要知道的参数（1）摆放的位置。（2）雾化形状（实心的还是空心的，是30度还是60度。（3）喷嘴的设计压降是多大。（4）喷嘴操作弹性有多大。（5）喷嘴所用材质。（6）喷嘴的安装条件，根据现场条件确定喷嘴合适的安装方式，比如说在管子上的连接，扣在管子上，还是伸到油气管线中间，是采用法兰连接还是直接焊死的方式。（1） 关于喷嘴的安装位置。涉及远近、上下，比如换热器前面的注水喷头，不能离换热器太近也不能太远，位置的选择要跟客户沟通，还得根据现场实际安装、管线配置方便程度，

13、以及喷嘴的雾化角度综合确定。还有一个影响因素，管道里气相的流动状态。因为有管道里的气相有的是偏流的，注液喷嘴摆放的位置要适应油气偏流的情况，以便更好地达到它的工艺目的。（2） 雾化形状的问题，也是喷嘴设计的一个关键问题，主要是从工艺方面达到炼油厂注液的目的。雾化形状是有特殊要求的，比方说常压塔顶的注剂喷头，雾化形状因为注剂量小，扣在管道上面，雾化形状采用锥形，角度尽可能地大，当然也不能太大，角度也要根据安装要求。如果是焊接方式，角度可以大一些。但若是法兰连接，角度就不能太大。再一个角度问题，比如说常压塔顶的注水喷头，常压塔顶注水，很快就会遇到一个弯头，所以雾化角度不能太大，否则会冲刷管道，因为

14、注水喷头装在油气管线的中心。太小也不行，太小类似于比较直的射流，打到弯头上，对弯头造成冲刷腐蚀。雾化角度不能太大也不能太小，雾化质量也不需要太好。（3） 关于喷嘴的设计压力问题。喷嘴的设计压力是根据雾化质量来定的，同时要考虑到现场的注液泵的参数，尽量按现有参数设计喷嘴，如果注液泵的压力达不到，考虑是否有更换注液泵的必要。（4） 操作弹性。注剂喷嘴，是一种变压设备，喷嘴消耗很大压降，泵的压力裕度有多大，现场是要搞清楚的。还有注剂量的弹性范围，比如说，设计一小时50公斤，但有可能开到100公斤。比如刚开工的时候，注缓蚀剂，有个预成膜阶段，量比较大，泵要扛得住，而从喷嘴设计角度来讲，就要充分考虑在不

15、同操作条件下的操作弹性。（5） 喷嘴材质。第一抗腐蚀，喷嘴本身处在酸性环境中，注剂（或注水）温度比较低，从管线打入喷嘴之后，对于喷头是个冷却作用，不管外面温度有多高，喷嘴的温度是很低的，很容易造成腐蚀。所以说喷头的材质跟管道的材质是不一样的，首先从安全角度来考虑，从长周期、耐腐蚀、耐磨角度来考虑。第二材质也要从价格角度考虑，价格卖的很便宜，我们用很好的材料划不来，如果卖的很贵，也不能拿普通材料来应付，也不行。所以材质优先选择抗腐蚀的材料，既不要求太高，也要扛得住这种最恶劣的环境注液喷嘴销售跟客户沟通，第一、了解客户的实际问题，实际困难，帮他解决问题，而不是卖他喷嘴，虽然实际目的还是卖喷嘴。比如

16、到炼油厂推销注液喷嘴，首先了解换热器的腐蚀问题，常压塔顶的催化焦化，加氢，分馏塔塔顶换热器的腐蚀问题。换热器、空冷目前是什么材质，开工周期多长，更换一次给工艺操作带来的损失有大大，风险有多大，所耗的人力和财力，了解客户的痛点。针对客户反应的腐蚀问题，了解具体腐蚀情况，最好能拿到腐蚀的照片，跟客户沟通，他们对腐蚀问题的看法，多听他们的反馈，找到腐蚀的原因。拿出我们注液喷嘴的设计方案，看能不能和他们找到共同解决腐蚀问题的方法。从解决换热器腐蚀出发点来卖注液喷嘴，这个是最容易做成业务的，我们是为给他们解决问题，腐蚀问题作为使用方来讲也很头痛，花钱是小事，关键很不安全，一旦腐蚀穿了，容易泄露着火。我们

17、这种注液喷嘴包括注液喷嘴的安装位置、雾化形式等于给客户做的非标定制方案，有望解决腐蚀问题，到目前为止，我们还没有在哪一家有什么业绩，但我们努力在做。我们要找到一家常压塔顶或其它装置分馏塔塔顶，换热器腐蚀比较严重的厂家，把我们注液喷嘴这种产品争取用上去，如果能达到缓解腐蚀的效果，有了业绩之后，就会比较好卖。第二、关于采用注剂喷嘴，降低注剂使用量，节省成本这样一个卖点，换热器腐蚀毕竟是少数，应该说不是大多数，虽然说也不少。注液喷嘴的另一个卖点，把液体雾化好分散好，改变液体跟气体的混合，降低注剂的使用量。这需要找合适的部门，牵头做这个事。从生产部门来讲，没有这个动力节能减排或节能增效，比如在京博石化

18、，技改部门是比较感兴趣的。但是生产部门是反对的，毕竟在塔顶加些东西，多些额外风险，不管是泄露点还是施工都要多些风险。同时我们去现场沟通，多了解信息，因为每个厂常减压，加氢催化都有。要对每个装置的注液点都要看看，不管改不改 ，因为一家不改，不一定下一家也不改，尽量把所有注剂点统计一下，厂里都有专门的部门统计这些资料，有多少个注剂点，在什么位置。客户的需求很多时候是被挖掘出来的，他不是说有了什么需求就去从采购，因为我们这种注液喷嘴比较特殊。注液喷嘴从研发角度来讲，还有很多工作没做，牵涉到比较大的投资，注液喷嘴能不能做起来，市场前景如何，不敢下定论。研发这一块暂时投入也不一定划得来，所以没有做。第一、实验问题，买个风机，买一节玻璃钢管道，或是透明玻璃管道也可以，模拟现场油气管线的气体流动。