加氫空冷系統(tǒng)硫氫化銨流動沉積機理及多場耦合數(shù)值分析.pdf

1、加氫反應(yīng)流出物空冷器(簡稱REAC)及其相連管道是加氫裂化裝置的重要設(shè)備系統(tǒng)。隨著高硫、高氮及含氯原料油的加工與裝置的大型化改造,由銨鹽結(jié)晶沉積引發(fā)的REAC系統(tǒng)腐蝕失效事故頻繁發(fā)生。因其失效機理復雜,涉及領(lǐng)域廣泛,目前尚未能形成科學有效的預測方法,難以從根本上解決銨鹽沉積引起的失效問題。本文通過REAC管束內(nèi)硫氫化銨流動沉積過程的機理分析和數(shù)值計算,實現(xiàn)了銨鹽沉積失效的位置預測,有利于REAC系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計和安全運行。
　　

2、本文結(jié)合煉油廠實際REAC系統(tǒng)運行工況和工藝條件,運用石化工藝軟件HYSYS仿真獲得多相流體物性參數(shù);通過分析管束內(nèi)硫氫化銨結(jié)晶沉積過程,確定典型工況下銨鹽結(jié)晶起始溫度為44℃,提出了多物理場耦合流動沉積機理并建立了多場耦合與銨鹽沉積的數(shù)理模型;利用換熱器計算軟件HTRI進行空冷器換熱分析,結(jié)果表明發(fā)生硫氫化銨結(jié)晶反應(yīng)的起始位置至管束入口距離為5.9m;運用計算流體動力學軟件FLUENT和多物理場耦合分析軟件進行數(shù)值模擬,獲得了REAC

3、管束內(nèi)流體流動場、多相流溫度場、硫氫化銨濃度場分布規(guī)律及壁面銨鹽沉積分布規(guī)律,預測分析出距空冷器出口3.4m處管束頂部易發(fā)生硫氫化銨沉積失效,并結(jié)合現(xiàn)場管束測厚數(shù)據(jù)驗證了仿真結(jié)果的準確性和數(shù)值模擬方法的可靠性;通過分析原料含量、運行工況和不平衡度對硫氫化銨沉積失效的影響,提出原料中N和S含量的增加都會使硫氫化銨結(jié)晶溫度上升,增大硫氫化銨沉積失效風險;在保證工藝要求和不發(fā)生沖蝕失效的前提下,調(diào)節(jié)鼓風機冷卻效率、提高多相流流速和增加注水量,