基于流動(dòng)腐蝕分析的加氫空冷系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、加氫裂化技術(shù)是石油產(chǎn)品精制、改質(zhì)和重油加工的重要手段，在規(guī)模大型化、原油劣質(zhì)化的趨勢(shì)下，加氫空冷系統(tǒng)頻繁爆發(fā)流動(dòng)腐蝕失效，嚴(yán)重制約裝置的可靠運(yùn)行。鑒于原油更換頻次高，硫、氮、氯等雜質(zhì)含量波動(dòng)大，腐蝕機(jī)理極為復(fù)雜，亟需科學(xué)的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法及防護(hù)優(yōu)化方案。本文針對(duì)加氫空冷系統(tǒng)開展失效模式評(píng)定與數(shù)值模擬，建立流動(dòng)腐蝕預(yù)測(cè)方法和閉環(huán)管理策略，為空冷系統(tǒng)專業(yè)化設(shè)計(jì)和可靠運(yùn)行提供理論支撐。
　　 本文以GQ石化加氫空冷系統(tǒng)為研究對(duì)象，開展

2、反應(yīng)、傳熱、流動(dòng)等關(guān)聯(lián)過程分析，深入分析典型流動(dòng)腐蝕機(jī)理。首先，針對(duì)收集的現(xiàn)場運(yùn)行工況及操作參數(shù)，運(yùn)用Aspen軟件進(jìn)行流程建模與工藝模擬，獲得了物性參數(shù)隨溫度的變化規(guī)律、三相介質(zhì)氣、油、水隨溫度的變化趨勢(shì)、腐蝕性介質(zhì)NH3、HCl、H2S在氣液中的分布規(guī)律以及多相流平均流速變化情況:其次，計(jì)算判定NH4Cl結(jié)晶溫度位于189～224℃之間，NH4HS結(jié)晶溫度位于28～55℃之間，結(jié)合實(shí)際工況，判定空冷系統(tǒng)的失效風(fēng)險(xiǎn)為NH4HS鹽顆粒沉

3、積及潮解腐蝕;再次，運(yùn)用HTRI熱工模擬軟件建立了工藝熱傳遞計(jì)算模型，獲得傳熱管束內(nèi)物流處于不同部位的溫度值，進(jìn)而確定NH4HS鹽顆粒滯留管壁的高危區(qū)域?yàn)榫嚯x第二管程出口約0～3.8m處，并提出了三種管束排布優(yōu)化方式解決銨鹽潮解垢下腐蝕問題，經(jīng)過熱工校核計(jì)算，宜選取3-2-1排布;然后，通過對(duì)管箱及管束整體結(jié)構(gòu)仿真，獲取了各管排管子的流速、相分率等流動(dòng)參數(shù)分布不平衡規(guī)律，提出增設(shè)分配盤能有效改善其不平衡度;結(jié)合襯管流場的數(shù)值模擬，提出四

4、種（1∶10錐度、45°倒角、1/4內(nèi)圓弧及1/4外圓?。┻^渡結(jié)構(gòu)，對(duì)比分析得知1∶10錐度結(jié)構(gòu)最佳;最后，利用有限元軟件ABAQUS進(jìn)行復(fù)合管拉拔過程模擬，得到脹球半徑為8.65mm與較高內(nèi)壓值能提高襯管與基管貼合度;通過翼型混合器與末管程管箱流體仿真，確定了混合器與熱電偶最佳安裝位置。
　　 本論文創(chuàng)新點(diǎn)在于:基于反應(yīng)、傳熱、流動(dòng)等工藝關(guān)聯(lián)過程，開展加氫空冷系統(tǒng)流動(dòng)失效模式評(píng)定，建立了一套風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)方法;對(duì)在役空冷系統(tǒng)開展流體