常頂系統(tǒng)流動(dòng)腐蝕失效分析及工程優(yōu)化.pdf

1、常減壓蒸餾是石油煉制的首道工序，長期承載著為加氫裂化、催化重整、加氫精制等提供原料的重任。自首套常減壓蒸餾裝置建成以來，常壓塔頂系統(tǒng)的頻繁流動(dòng)腐蝕失效便嚴(yán)重制約著裝置的長周期安全運(yùn)行。近年來，隨著原料油劣質(zhì)化的趨勢愈發(fā)嚴(yán)重，由此引發(fā)的常頂系統(tǒng)換熱器、空冷器管束的堵塞、沖蝕泄漏等流動(dòng)腐蝕失效更加突出，難以防控。因此，深入探索復(fù)雜環(huán)境下常頂系統(tǒng)的流動(dòng)腐蝕機(jī)理，基于失效預(yù)測分析提出相應(yīng)的防控優(yōu)化技術(shù)，是從本質(zhì)上提高常頂系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的有效途徑

2、。
　　本文以ZH煉化的常頂系統(tǒng)為研究對象，采用工藝關(guān)聯(lián)分析、ASPEN仿真計(jì)算與流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算相結(jié)合的研究方法，明確了常頂系統(tǒng)流動(dòng)腐蝕失效機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了常頂系統(tǒng)的流動(dòng)腐蝕失效預(yù)測及工程優(yōu)化。本文主要完成的研究及相關(guān)結(jié)論包括:1）結(jié)合常減壓工藝過程分析了常頂系統(tǒng)的腐蝕危害源，明確了HCl、NH3和H2S是引起腐蝕失效的根本危害源;通過流動(dòng)、傳熱、相變關(guān)聯(lián)過程分析，確定了常頂系統(tǒng)流動(dòng)腐蝕機(jī)理主要包括露點(diǎn)腐蝕、銨鹽結(jié)晶沉積垢下腐蝕、多相

3、流沖蝕;2）選擇常頂系統(tǒng)的典型運(yùn)行工況，建立工藝仿真模型，運(yùn)用ASPEN仿真獲得了常頂系統(tǒng)的物性參數(shù)及油、氣、水隨溫度變化的平衡分布規(guī)律;3）通過計(jì)算常頂系統(tǒng)露點(diǎn)溫度和銨鹽(NH4Cl、NH4HS)結(jié)晶溫度，確定了常頂換熱器中主要的失效形式為HCl露點(diǎn)腐蝕和NH4Cl結(jié)晶沉積;4）運(yùn)用HTRI建立常頂換熱器傳熱計(jì)算模型，獲得了換熱器管、殼程的流體以及管壁的溫度分布規(guī)律，結(jié)合露點(diǎn)溫度和銨鹽結(jié)晶溫度的預(yù)測校核，確定換熱器管束失效位置在距離管

4、程進(jìn)口1.5m以后的區(qū)域;5）根據(jù)常頂系統(tǒng)換熱器的失效機(jī)理及失效位置，針對性的提出了管道平衡配管、注水位置及注氨方式調(diào)整等工藝優(yōu)化方案，使常頂系統(tǒng)避免了露點(diǎn)腐蝕、銨鹽結(jié)晶沉積垢下腐蝕以及多相流沖蝕，并建立了常頂系統(tǒng)流動(dòng)腐蝕失效控制體系及監(jiān)管方案。
　　本論文的創(chuàng)新點(diǎn)在于:針對ZH煉化常項(xiàng)系統(tǒng)的具體工藝，基于流動(dòng)腐蝕回路關(guān)聯(lián)分析的方法，建立了工藝?yán)碚撃Ｐ?，采用逆序倒推法進(jìn)行工藝建模，仿真獲得了油、氣、水隨溫度變化的平衡分布規(guī)律;運(yùn)用