Ammonium Salt Deposition Characteristics in an Air Cooler System Based on the Coupling of Fluid Flow and Heat Transfer Simulation

The ammonium salt corrosion is a typical failure mode for the hydrogenation reaction effluent air cooler(REAC) system. In order to investigate the corrosion characteristics in the REAC system, numerical simulations were performed by using the mixture model, the heating transfer model, and the particles tracking model. The results show that the differences between the temperature and the velocity at each cross section of the first-row and second-row tubes are small. The inertia of the particles plays an important role in the particle’s deposition, and the smaller particles distribute more uniformly in the air cooler. However, for larger particles, they prefer falling from the inner side of the vertical elbow, and preferentially depositing at the inlet header and pipes before saturation. In the heat exchanger tubes, the particle deposition number is larger in the second-row tubes than that in the first-row tubes, and the high-risk tubes mainly concentrate on the middle and right side of the air cooler. The kinetic parameters of the particles are in accordance with the blocking-prone position in many real operating conditions.

乙烯装置裂解气压缩机段间冷却器腐蚀原因分析

乙烯装置压缩单元三段、四段段间冷却器E-3113、E-3114管束外壁腐蚀严重,影响了装置的长周期、安全运行。采用宏观腐蚀检查、化学成分分析、金相组织分析、腐蚀产物分析等方法对段间冷却器管束进行了腐蚀监检测分析,结果表明:管束进口部位结焦较多,局部管束表面腐蚀坑连接成片,导致管束表面腐蚀减薄严重,段间冷却器管束的腐蚀形式主要是酸腐蚀以湿硫化氢为主,腐蚀介质分压、管束表面结焦及相变区露点腐蚀共同促进了管束的腐蚀。采取了在一至四段段间冷却器壳程入口前加注中和型缓蚀剂的工艺防腐蚀措施,结果表明:段间冷却系统凝液平均pH值由采取措施前的5.23上升至采取措施后的7.91,并稳定控制在7.0~9.0,铁离子质量浓度小于1.0 mg/L,系统酸性腐蚀介质被中和,腐蚀减缓。此外,管束电涡流抽检结果表明,92%的换热管壁厚无明显减薄,且管束自2019年投用至今未发生腐蚀泄漏,系统工艺防腐蚀效果较好。

提升高压氢气压缩机效能的技术改造

概述了高压氢压机的工作原理,通过对氢气处理工艺的改进,降低了氢气含水率和高压氢压机故障率,提高了高压氢压机效能,为企业带来了效益。

氢气冷却器排污方法的安全性及经济性分析

介绍了氢气冷却器的设备构造、该设备在氢气处理系统中发挥的作用及氢气系统的工艺流程。对氢气冷却器手动排污和自动排污进行了对比,排污自动化改造后在安全和经济方面做了可行性分析。

超高压主变冷却器受潮引起的油中溶解氢气异常分析

本文中作者通过对一起超高压变压器投运前油中氢气异常的分析,确定了冷却器油中氢气含量达1000μL/L的现象,由冷却器油中微水导致。提出通过厂内干燥工艺,降低施工现场冷却器及油泵缺陷筛查、检修处理工作量的方法。

加氢反应流出物空冷器系统的腐蚀机理

系统地探讨了加氢反应流出物空冷器及其上、下游管路系统的腐蚀机理 .重点探讨了NH4HS和NH4Cl的沉积规律 ;FexSy 保护膜的组成、结构、性能 ;运行工况和杂质元素的来源及影响 .以镇海炼化公司加氢裂化高硫扩能改造后的运行工况为示例 ,详细分析了以上因素引起加氢反应流出物空冷器管束冲蚀的实际危害源 ,提出了该类装备优化运行的工艺防护措施 .

叶片式静态混合器多相流动特性的数值分析

基于加氢反应流出物空冷器(REAC)系统的油、气、水三相物性参数,建立了叶片式静态混合器物理模型,并采用Mixture多相流模型和Realizable k-?湍流模型进行CFD数值计算,分析叶片式混合器内多相流动特性。模拟所得到的混合器进出口压降与实验值吻合较好,验证了计算结果的可靠性。研究结果表明:在混合区域内,多相流流速提高,湍流强度明显增强,并且在最下方叶片的底部会形成较大尺度的漩涡。通过分析管道各截面的水相分率和不均匀系数φ可知,水相分率的不均匀性在混合后得到了明显改善。在2~6 m×s^(-1)的流速范围内,流速的改变不会对混合效果造成影响。采用无量纲参数λ定义混合器出口距离L与混合器长度l的比值,计算发现,当λ≥3时,流体水相分率的不均匀系数不再发生明显改变。混合器出口管道壁面会形成剪切应力较大的区域,接近碳钢材料冲蚀破坏的临界值,需考虑在混合器出口增加不锈钢衬套,防止壁面冲刷减薄。

重油加氢装置脱硫系统再生塔顶空冷器出口管束腐蚀穿孔原因分析

对失效的重油加氢装置脱硫系统再生塔顶空冷器出口管束进行了外观检查 ,分别用X射线衍射技术和SEM分析了管束腐蚀产物的相组成、元素含量与形貌 .结果表明 ,腐蚀减薄穿孔原因是由高温下乙醇胺引起的碱腐蚀所致 ,硫化氢腐蚀也起到了辅助作用 .

加氢空冷器入口静态混合器混合效果数值分析

采用Fluent软件中的Mixture模型和标准湍流模型,对加氢空冷器入口管道系统孔板式静态混合器的混合效果及其影响因素进行了数值分析。结果表明:多相流在流经静态混合器时,会形成反向的涡流,增强流体径向间的扩散。在现场实际工况下,混合效果的持续距离约为5.8 m。当流速处于2～4 m/s内,提高流速,混合效果明显增强。当流速高于6 m/s时,混合器的有效作用距离趋于稳定,对流速的变化不再敏感;当静态混合器的长径比为3.04、混合器管径与孔板直径的比值约为3.83、孔板倒角为45°时,混合效果最佳。

汽轮发电机氢气冷却器传热及阻力性能试验研究

改善汽轮发电机冷却技术是提高汽轮发电机单机容量最有效、最现实途径。根据相似模化原理利用空气模拟氢气,通过循环风洞试验,研究了基管与翅片间胀紧量不同的穿片式氢气冷却器气体侧的传热与阻力特性,另外,分析了冷却水水速、风速以及胀紧量对冷却器传热及阻力性能的影响。

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。

加氢裂化高压空冷器管束穿孔失效分析

对茂名分公司炼油厂加氢裂化装置空冷器腐蚀问题进行了深入的探讨。对腐蚀现象、腐蚀产物 和现场采集数据进行了深入分析,从加氢裂化空冷器注水量、注水流程、流速和原料油阻垢剂等方面进行了 讨论,指出了产生问题的可能原因,并提出了解决问题的办法。

加氢裂化空冷器管束失效的多相流数值分析

对加氢裂化空冷器换热管内流体进行了多相流数值计算。分析了衬管尾部结构对管束失效的影响,结果表明,衬管尾部直角结构在流体下游诱发涡流,产生高剪应力区,易发生冲刷腐蚀,而45°倒角结构和1:10锥角结构较为合理;同时对管内垢物的分布对流动状态的影响进行了分析,发现垢物沿轴向分布的不均匀改变了管内流体的流速,在垢物层最厚位置之后形成高剪应力区,产生冲刷腐蚀。计算结果与在役空冷器更换下来的换热管束腐蚀泄露位置吻合。

70 MPa加氢站高压氢气冷却器结构分析及优化

基于70 MPa加氢站工艺过程,对加氢站标准氢气冷却器提出一种窄流道、紧凑型错流氢气冷却器芯体结构,以应对其超高压、撬装式的工作特点。采用数值模拟方法对冷却器芯体结构参数进行分析与优化。结果表明:氢气孔径为6 mm的芯体体积最小,其满足强度需求的最优氢气孔水平孔心距为15 mm、交错孔垂直孔心距为12 mm,满足热负荷需求的最优氢气流通长度为260 mm。

氯化氢圆块孔式石墨冷却器工艺设计方法的研究

在分析圆块孔式石墨换热器结构特点的基础上,研究了氯化氢石墨冷却器的工艺设计方法和数学模型,对处理腐蚀性介质的石墨换热设备的选型设计有工程指导作用。

空冷器Cr5Mo法兰焊缝开裂原因分析

本文应用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)仔细分析研究了Cr_5Mo法兰焊缝开裂的原因,具有延迟氢脆的特征。

整圆槽孔折流栅板和缩放管在中氮肥氮氢气压缩机级间冷却器中的应用

分析并探讨了目前国内氮氢气压缩机级间冷却器存在的问题与强化传热的途径 ,介绍了新型高效的整圆槽孔折流栅板缩放管冷却器的结构及其应用情况 。

柴油加氢空冷器氯化铵结晶风险评估及防控措施研究

柴油加氢工艺是以催化裂化柴油(催化柴油)为原料生产精制柴油的重要手段,加氢空气冷却器(空冷器)为柴油加氢装置关键设备之一。因催化柴油腐蚀性强、设备运行工况苛刻,空冷器管束腐蚀失效问题频发,严重影响装置长周期安全可靠运行。文中以某炼化企业柴油加氢空冷器为研究对象,分析其工艺关联过程,确定腐蚀危害源;采用PR-NRTL状态方程,对加氢反应流出物系统建立多组分流体相态-离子平衡模型,进行典型工况下铵盐结晶风险评估;分析变工况条件下空冷器管束铵盐结晶风险,研究N,Cl含量与铵盐结晶温度之间的关联关系;针对空冷器可能存在的腐蚀风险提出了相应工艺防护措施。

加氢高压空冷系统腐蚀原因分析与对策

在调研中国石化集团多套加氢高压空冷系统腐蚀情况的基础上,分析其具有腐蚀难于控制、普遍存在、空冷器泄漏危险性大且制造质量不易保证的特点,由于实际原料中S和N含量高,而设计的空冷系统处理量不足;原设计无循环脱硫设施;注水量难以随着原料改变而提高;空冷器流速过高、物流分配不均;操作不平稳等原因造成腐蚀。提出了以Kp值划定腐蚀环境,控制反应流出物中过高Cl^-含量,高压空冷器材质使用碳钢或Incoloy825,考虑控制介质流速的上下限和高分水的铵盐含量等六条腐蚀控制原则。提出了工艺设计,高压空冷器材料和结构设计以及制造,管道设计和平面布置的建议,同时建议操作中应定期检测工艺参数,保证任何工况下高压空冷器前注水点大于25%的未汽化水和冷高分水中的铵盐质量分数为4%～8%,空冷器风机应全开,冬季空冷器出口温度不能过低。

蜡油加氢装置汽提塔顶后冷器腐蚀与防护

针对某石化公司蜡油加氢装置后冷器管束的腐蚀泄漏,采用现场腐蚀调查、在线腐蚀探针监测、垢样分析及腐蚀挂片监测等手段,对管束的腐蚀泄漏情况进行了检测分析。结果表明,壳程工艺介质腐蚀性较小,其对碳钢的腐蚀速率仅为0.002 mm/a,而管程循环冷却水腐蚀性偏大,且具有较强的结垢倾向,是造成管束内壁发生穿孔泄漏的主要影响因素。腐蚀区域闭塞电池的自催化作用是促进后冷器管束腐蚀加速发展的根本原因,其与循环冷却水中的溶解氧及氯离子有密切的关系。最后,从加强冷却水系统管理、改善系统水质及涂料防护等方面提出了冷却水换热器腐蚀泄漏的防护措施。