加氢反应流出物空冷器出口配管的弯管冲蚀特性表征预测方法

针对加氢反应流出物空冷器(REAC)出口管道系统频繁发生的冲蚀失效问题,揭示了复杂流动腐蚀环境下管道冲蚀失效机理,提出了以离子传质系数( k c )及三向应力求得的最大剪切应力(τ m)作为REAC出口配管的弯管冲蚀特性关键表征参数;采用Mixture多相流模型和SST k-ω湍流模型对空冷系统的出口配管进行流体动力学数值模拟,对比分析获得了各弯管处的传质系数和最大剪切应力的分布规律。结果表明:REAC出口配管的弯管中传质系数 k c 与最大剪切应力τ m的重合位置位于弯管8上的55°≤α≤85°管段,是冲蚀失效的高风险区域;失效案例解剖结果表明,基于传质系数 k c 、最大剪切应力τ m分布预测的冲蚀失效高风险区域与弯管冲蚀泄漏失效的区域基本一致。研究成果有望为空冷器进出口管道系统的耐流动腐蚀优化设计、优化运行和在役风险检验提供理论支撑依据。

基于pH值计算的加氢空冷器系统腐蚀风险分析

对加氢反应流出物空冷器系统进行了腐蚀失效机理分析,构建了反应流出物多相流体系中溶液介质pH值的计算模型。当原料油进料量为105t/h、空冷器操作压力为13MPa时,分别考察原料油中硫、氮、氯含量及注水量等不同因素对空冷器系统溶液介质pH值的影响。结果表明：①与低温区域（温度低于140℃）相比,高温区域（温度高于145℃）溶液介质pH值低于5.5,空冷器的腐蚀失效风险较高;②综合原料油中不同硫、氯及氮含量对溶液介质pH值的影响,反应流出物空冷器入口温度在152℃时,溶液介质pH值在4.4～5.4存在较高的腐蚀失效风险;③空冷器注水量大于13t/h时,可有效降低空冷器系统的腐蚀失效风险。建议在加工高硫、高氯等劣质原料油时,适量注入氨水或有机胺,以降低由pH值引起的空冷器腐蚀失效风险。