基于流動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)化的趨勢下，加氫空冷系統(tǒng)頻繁爆發(fā)流動腐蝕失效，嚴重制約裝置的可靠運行。鑒于原油更換頻次高，硫、氮、氯等雜質(zhì)含量波動大，腐蝕機理極為復(fù)雜，亟需科學(xué)的腐蝕風(fēng)險預(yù)測方法及防護優(yōu)化方案。本文針對加氫空冷系統(tǒng)開展失效模式評定與數(shù)值模擬，建立流動腐蝕預(yù)測方法和閉環(huán)管理策略，為空冷系統(tǒng)專業(yè)化設(shè)計和可靠運行提供理論支撐。
　　 本文以GQ石化加氫空冷系統(tǒng)為研究對象，開展

2、反應(yīng)、傳熱、流動等關(guān)聯(lián)過程分析，深入分析典型流動腐蝕機理。首先，針對收集的現(xiàn)場運行工況及操作參數(shù)，運用Aspen軟件進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、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)合實際工況，判定空冷系統(tǒng)的失效風(fēng)險為NH4HS鹽顆粒沉

3、積及潮解腐蝕;再次，運用HTRI熱工模擬軟件建立了工藝熱傳遞計算模型，獲得傳熱管束內(nèi)物流處于不同部位的溫度值，進而確定NH4HS鹽顆粒滯留管壁的高危區(qū)域為距離第二管程出口約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)過熱工校核計算，宜選取3-2-1排布;然后，通過對管箱及管束整體結(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外圓弧）過渡結(jié)構(gòu)，對比分析得知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)新點在于:基于反應(yīng)、傳熱、流動等工藝關(guān)聯(lián)過程，開展加氫空冷系統(tǒng)流動失效模式評定，建立了一套風(fēng)險預(yù)測方法;對在役空冷系統(tǒng)開展流體