多级降压角阀在渣油加氢装置的应用

王建超 庄志勇

摘要：本文从多级降压角阀在某渣油加氢装置的实际应用出发；分别介绍了渣油加氢装置的工艺特点、多级降压角阀的结构 形式以及在装置中各个部位的实际使用效果；为以后类似高压加氢装置的高压阀门选型提供了借鉴。

关键字：渣油加氢；多级降压角阀；高压；阀门选型

中图分类号：F327 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0266-01

引言

加氢精制是各种油品在一定压力的氢气环境下，通过催化剂的

作用在一定的温度、压力、氢油比、空速等条件下，将油品中所含

的杂质（如硫、氮、氧、金属等）脱除的过程。

渣油加氢装置由于其加工的主要原料为渣油组分，原料性质相 对较差，工艺条件苛刻，具有高温高压、强腐蚀性的特点，同时其 反应产物中携带的催化剂粉尘等固体颗粒对管线及閥门可能会造成 一定的磨蚀。

多级降压角阀广泛应用于此类装置的高、低压设备及管线的相 连部位，出入口压力降大，介质流速快，除了对阀门的密封性、耐 温耐压性有很高的要求外，对阀门的耐侵蚀、腐蚀的能力，抗汽蚀 和降噪水平都提出来严格的要求，因此阀门选型显得尤为重要。

一. 多级降压角阀在渣油加氢装置的应用位置

多级降压角阀分别用于渣油加氢装置反应部分高压离心泵出口

最小流量控制；冷、热高压分离器的液位和界位控制；循环氢脱硫 塔及其前后分液罐液位控制等三类工况。针对上述部位的工艺条件 情况，该装置的高压角阀均采用了Masoneilan 公司的产品，其中热 高压分离器出口液位控制采用的Masoneilan 77000 系列角阀，为侧 进底出形式，其余位置均采用的78000 系列角阀，为底进侧出形式。

二. 泵出口最小流量控制

加氢进料泵、高压注水泵、高压贫胺液泵等多台高压泵出口采

用的Masoneilan 78400 系列多级降压角阀，用于控制泵出口小流量

返回线。

加氢进料泵出口工况为高温高压（压力 19.2Mpa，温度 252℃），

流体含有杂质颗粒，存在气蚀现象，要求阀门密封性良好，因此阀

门的选型、选材尤为关键。此位置阀门选用型号为 78463 ，2500磅

级，流量特性为线性，阀芯、阀座材质为 316+STL 全部堆焊，阀杆

材质为 Nitronic 50，阀门泄漏等级为 Class Ⅴ，完全满足了工况

要求。

三、热高压分离器液位控制

热高压分离器是渣油加氢装置的重要设备之一，其出口设置了

两台互为备用的多级降压角阀，作为分离罐的液位调节阀。热高分 底部出口介质为热高分油（温度360℃，压力 16.6MPa），气液两相共 存且存在闪蒸工况，介质中含有催化剂粉尘等固体颗粒，并且热高 分油进入热低压分离器，阀门前后压差较大，阀门内件的气蚀及冲刷腐蚀比较严重，这就要求阀门除了要有良好的逐级降压能力，防止高压介质串入低压区，还要在材质选择上满足抗冲刷腐蚀的要求，因此该位置阀门的选型尤为重要。

热高压分离器出口液位控制示意图：

工艺介质：汽液两相碳氢化合物、氢气、催化剂颗粒、NH3、 H2S ， 高温高压 （压力：158Bar / 温度：375C）

工艺条件：阀门入口压力高，并且压降高，有解析/汽蚀/闪蒸出现，体积气化量远远超过 20%，是一个复杂的工况；有催化剂颗粒 存在，冲刷磨蚀严重； 介质内含有 H2S 和 NH3，易腐蚀；出口气化 会引起振动，保持分离器中液面位置，要求V 级关断。

Masoneilan 77000 系列多级降压角阀采用顶部和底部导向方式， 有利于阀门平稳控制，阀芯采用特殊的 “圣诞树”结构，阀门入口 小出口大，起到了很好的降压效果，是热高分油泄放工矿的理想解 决方案。

77000 系列阀门主要特点如下：

1.轴流式结构设计，独特的多级阀芯设计可使流体流经阀门时

的压力平稳降低，以彻底消除气蚀的发生。

2.圣诞树式阀芯结构，在逐级降压过程中流道面积也不断增大，

提供给气体足够的膨胀空间，避免介质在降压过程中压力降低到饱 和蒸汽压以下，从而彻底消除气蚀的发生。

3.流道畅通，可有效防止流体内颗粒杂质造成的堵塞问题。 4.独特的阀芯设计可有效的降低小开度工况下流体流经阀门密

封面时的速度，以达到保护阀门密封面的目的。

5.流开式设计，多级结构的笼式导向，在保证阀门平稳控制的

同时，可使预估发生气蚀的位置远离阀芯密封面，可有效的保护阀 门，延长阀门的使用寿命。

6.入口小出口大的结构，减小出口流速以及对阀内件和下游的 冲刷和破坏。降低阀门的振动。

7.阀芯采用上下阀芯导向，使阀门在高压差的工况下运行更加 平稳，从而降低阀门可能产生的振动

8.专为热高分设计的一体式阀芯阀杆，采用不平衡式的阀芯， 没有平衡孔，从而不会存在平衡密封环，减少泄漏点。

四、结束语

多级降压角阀的可靠应用在渣油加氢装置至关重要，

Masoneilan 阀门作为业界知名品牌，在石化领域应用广泛，78000 及 77000 系列多级降压角阀在渣油加氢装置运行稳定，故障率低， 值得广泛推广。

参考文献

工业过程控制阀标准汇编