酸水系統(tǒng)碳鋼沖蝕規(guī)律及預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、煉油裝置酸水系統(tǒng)沖蝕是原油劣質(zhì)化、裝置大型化、運(yùn)行工況苛刻化發(fā)展過(guò)程中普遍存在的失效形式。特別是隨著高硫、高酸、含氯等劣質(zhì)原油加工比例的增加，酸水處理系統(tǒng)的流動(dòng)腐蝕失效問(wèn)題極為突出，嚴(yán)重威脅裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。針對(duì)酸水系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)流動(dòng)腐蝕失效的現(xiàn)象，如何揭示其內(nèi)在的失效機(jī)制并建立定量的失效預(yù)測(cè)方法，一直是學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
　　本文以酸水汽提塔頂空冷出口管道的失效為研究對(duì)象，運(yùn)用解剖分析、工藝模擬、流動(dòng)狀態(tài)計(jì)算相結(jié)合的研

2、究方法，分析管件失效形貌，獲得空冷器出口管道內(nèi)多相流物性參數(shù)及腐蝕性介質(zhì)的平衡分布規(guī)律，結(jié)合流動(dòng)狀態(tài)揭示空冷器出口管道系統(tǒng)沖蝕失效機(jī)理；針對(duì)酸水系統(tǒng)的腐蝕性介質(zhì)組成，配制多相流腐蝕性介質(zhì)，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)式?jīng)_蝕實(shí)驗(yàn)裝置采用Tafel極化曲線和SEM形貌分析法開(kāi)展典型管材碳鋼沖蝕規(guī)律研究，測(cè)試獲得了NH4HS濃度、溫度、H2S分壓、氯離子含量及壁面剪切應(yīng)力影響因素下碳鋼的腐蝕產(chǎn)物膜特性及沖蝕特性，形成沖蝕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)；結(jié)合沖蝕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，基于 BP

3、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建酸水系統(tǒng)的沖蝕速率預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)酸水系統(tǒng)沖蝕速率的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。研究結(jié)果表明：1）典型工況下空冷出口管道系統(tǒng)的NH4HS濃度高，流速快是引發(fā)管壁沖蝕減薄的主要原因；2）出口管道配置不平衡使多相流分布不均造成彎頭外側(cè)及上游內(nèi)側(cè)局部腐蝕嚴(yán)重，腐蝕性介質(zhì)以不連續(xù)液膜形式流動(dòng)，使得壁面腐蝕形貌為坑蝕；3）碳鋼的沖蝕速率受腐蝕反應(yīng)及腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散雙重因素的影響；4）腐蝕產(chǎn)物膜疏松、表面多孔、粘結(jié)性差使得壁面剪切應(yīng)力高于特定值時(shí)，產(chǎn)物膜脫離