多級降壓角閥在渣油加氫裝置的應用

王建超 莊志勇

摘要：本文從多級降壓角閥在某渣油加氫裝置的實際應用出發(fā)；分別介紹了渣油加氫裝置的工藝特點、多級降壓角閥的結(jié)構 形式以及在裝置中各個部位的實際使用效果；為以后類似高壓加氫裝置的高壓閥門選型提供了借鑒。

關鍵字：渣油加氫；多級降壓角閥；高壓；閥門選型

中圖分類號：F327 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0266-01

引言

加氫精制是各種油品在一定壓力的氫氣環(huán)境下，通過催化劑的

作用在一定的溫度、壓力、氫油比、空速等條件下，將油品中所含

的雜質(zhì)（如硫、氮、氧、金屬等）脫除的過程。

渣油加氫裝置由于其加工的主要原料為渣油組分，原料性質(zhì)相 對較差，工藝條件苛刻，具有高溫高壓、強腐蝕性的特點，同時其 反應產(chǎn)物中攜帶的催化劑粉塵等固體顆粒對管線及閥門可能會造成 一定的磨蝕。

多級降壓角閥廣泛應用于此類裝置的高、低壓設備及管線的相 連部位，出入口壓力降大，介質(zhì)流速快，除了對閥門的密封性、耐 溫耐壓性有很高的要求外，對閥門的耐侵蝕、腐蝕的能力，抗汽蝕 和降噪水平都提出來嚴格的要求，因此閥門選型顯得尤為重要。

一. 多級降壓角閥在渣油加氫裝置的應用位置

多級降壓角閥分別用于渣油加氫裝置反應部分高壓離心泵出口

最小流量控制；冷、熱高壓分離器的液位和界位控制；循環(huán)氫脫硫 塔及其前后分液罐液位控制等三類工況。針對上述部位的工藝條件 情況，該裝置的高壓角閥均采用了Masoneilan 公司的產(chǎn)品，其中熱 高壓分離器出口液位控制采用的Masoneilan 77000 系列角閥，為側(cè) 進底出形式，其余位置均采用的78000 系列角閥，為底進側(cè)出形式。

二. 泵出口最小流量控制

加氫進料泵、高壓注水泵、高壓貧胺液泵等多臺高壓泵出口采

用的Masoneilan 78400 系列多級降壓角閥，用于控制泵出口小流量

返回線。

加氫進料泵出口工況為高溫高壓（壓力 19.2Mpa，溫度 252℃），

流體含有雜質(zhì)顆粒，存在氣蝕現(xiàn)象，要求閥門密封性良好，因此閥

門的選型、選材尤為關鍵。此位置閥門選用型號為 78463 ，2500磅

級，流量特性為線性，閥芯、閥座材質(zhì)為 316+STL 全部堆焊，閥桿

材質(zhì)為 Nitronic 50，閥門泄漏等級為 Class Ⅴ，完全滿足了工況

要求。

三、熱高壓分離器液位控制

熱高壓分離器是渣油加氫裝置的重要設備之一，其出口設置了

兩臺互為備用的多級降壓角閥，作為分離罐的液位調(diào)節(jié)閥。熱高分 底部出口介質(zhì)為熱高分油（溫度360℃，壓力 16.6MPa），氣液兩相共 存且存在閃蒸工況，介質(zhì)中含有催化劑粉塵等固體顆粒，并且熱高 分油進入熱低壓分離器，閥門前后壓差較大，閥門內(nèi)件的氣蝕及沖刷腐蝕比較嚴重，這就要求閥門除了要有良好的逐級降壓能力，防止高壓介質(zhì)串入低壓區(qū)，還要在材質(zhì)選擇上滿足抗沖刷腐蝕的要求，因此該位置閥門的選型尤為重要。

熱高壓分離器出口液位控制示意圖：

工藝介質(zhì)：汽液兩相碳氫化合物、氫氣、催化劑顆粒、NH3、 H2S ， 高溫高壓 （壓力：158Bar / 溫度：375C）

工藝條件：閥門入口壓力高，并且壓降高，有解析/汽蝕/閃蒸出現(xiàn)，體積氣化量遠遠超過 20%，是一個復雜的工況；有催化劑顆粒 存在，沖刷磨蝕嚴重； 介質(zhì)內(nèi)含有 H2S 和 NH3，易腐蝕；出口氣化 會引起振動，保持分離器中液面位置，要求V 級關斷。

Masoneilan 77000 系列多級降壓角閥采用頂部和底部導向方式， 有利于閥門平穩(wěn)控制，閥芯采用特殊的 “圣誕樹”結(jié)構，閥門入口 小出口大，起到了很好的降壓效果，是熱高分油泄放工礦的理想解 決方案。

77000 系列閥門主要特點如下：

1.軸流式結(jié)構設計，獨特的多級閥芯設計可使流體流經(jīng)閥門時

的壓力平穩(wěn)降低，以徹底消除氣蝕的發(fā)生。

2.圣誕樹式閥芯結(jié)構，在逐級降壓過程中流道面積也不斷增大，

提供給氣體足夠的膨脹空間，避免介質(zhì)在降壓過程中壓力降低到飽 和蒸汽壓以下，從而徹底消除氣蝕的發(fā)生。

3.流道暢通，可有效防止流體內(nèi)顆粒雜質(zhì)造成的堵塞問題。 4.獨特的閥芯設計可有效的降低小開度工況下流體流經(jīng)閥門密

封面時的速度，以達到保護閥門密封面的目的。

5.流開式設計，多級結(jié)構的籠式導向，在保證閥門平穩(wěn)控制的

同時，可使預估發(fā)生氣蝕的位置遠離閥芯密封面，可有效的保護閥 門，延長閥門的使用壽命。

6.入口小出口大的結(jié)構，減小出口流速以及對閥內(nèi)件和下游的 沖刷和破壞。降低閥門的振動。

7.閥芯采用上下閥芯導向，使閥門在高壓差的工況下運行更加 平穩(wěn)，從而降低閥門可能產(chǎn)生的振動

8.專為熱高分設計的一體式閥芯閥桿，采用不平衡式的閥芯， 沒有平衡孔，從而不會存在平衡密封環(huán)，減少泄漏點。

四、結(jié)束語

多級降壓角閥的可靠應用在渣油加氫裝置至關重要，

Masoneilan 閥門作為業(yè)界知名品牌，在石化領域應用廣泛，78000 及 77000 系列多級降壓角閥在渣油加氫裝置運行穩(wěn)定，故障率低， 值得廣泛推廣。

參考文獻

工業(yè)過程控制閥標準匯編