本文關(guān)鍵詞： 加氫空冷系統(tǒng) 氯化銨 結(jié)晶沉積 垢下腐蝕 預(yù)測方法　出處：《浙江理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：自進(jìn)入新世紀(jì)以來,隨著世界經(jīng)濟(jì)的增長,能源危機(jī)的加劇,油品需求量的連年攀升,石油煉化工業(yè)中含氯、高氮、高硫等劣質(zhì)原油的加工比例不斷增加,煉油設(shè)備因流動(dòng)腐蝕問題而造成的失效泄漏事故頻繁發(fā)生,對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全及企業(yè)長周期穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)峻考驗(yàn)。其中由氯化銨結(jié)晶沉積引起的流動(dòng)腐蝕失效,因失效機(jī)理復(fù)雜,影響因素多變,難以進(jìn)行有效的預(yù)測和防控,因此亟待對(duì)氯化銨結(jié)晶沉積特性及腐蝕機(jī)理展開深入研究。本文以典型加氫空冷系統(tǒng)為研究對(duì)象,通過對(duì)加氫工藝過程進(jìn)行分析,明確氯化銨易結(jié)晶組分來源及其結(jié)晶特性與失效機(jī)制;運(yùn)用Aspen Plus軟件構(gòu)建工藝仿真模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝物流介質(zhì)的精確模擬,分析易結(jié)晶組分在各相中的分布規(guī)律,明確影響氯化銨結(jié)晶的關(guān)鍵因素;針對(duì)典型工況下的加氫空冷系統(tǒng),使用Fluent軟件對(duì)加氫反應(yīng)流出物連續(xù)相流場及離散相顆粒進(jìn)行耦合數(shù)值模擬,獲得空冷管束內(nèi)的流場信息及顆粒沉積分布規(guī)律;針對(duì)氯化銨結(jié)晶沉積引起的腐蝕失效,采用恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)裝置,開展10#碳鋼、316L鋼、15CrMo鋼在不同溫濕度條件下的氯化銨垢下腐蝕研究,通過失重法獲得其腐蝕速率并對(duì)氯化銨的潮解吸濕機(jī)理進(jìn)行研究;通過SEM、EDS等檢測手段對(duì)材料的腐蝕產(chǎn)物保護(hù)膜進(jìn)行研究,并明確氯化銨在加氫空冷系統(tǒng)中的腐蝕機(jī)理。本文創(chuàng)新之處在于:通過研究加氫工藝過程及反應(yīng)機(jī)理,明確易結(jié)晶組分的來源,并分析氯化銨結(jié)晶特性;運(yùn)用Fluent軟件對(duì)不同粒徑的氯化銨顆粒進(jìn)行數(shù)值模擬,分析其沉積特性并形成氯化銨流動(dòng)沉積預(yù)測防控方法;通過氯化銨垢下腐蝕實(shí)驗(yàn),研究氯化銨潮解吸濕特性,分析氯化銨在不同溫度下的相對(duì)臨界濕度及腐蝕機(jī)理,研究成果可為加氫空冷系統(tǒng)氯化銨結(jié)晶沉積風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及防控優(yōu)化提供理論依據(jù)。
[Abstract]:Since entering the new century, with the growth of the world economy, the intensification of the energy crisis, the increasing demand for oil products, the processing proportion of low-quality crude oil, such as chlorine, high nitrogen and high sulfur, has been increasing in the petroleum refining and chemical industry. The failure and leakage of oil refining equipment caused by flow corrosion occurs frequently. It is a severe test for the safety of people's life and property and the long-term stable operation of enterprises. The flow corrosion failure caused by the crystallization of ammonium chloride is complicated by the failure mechanism and the influencing factors are changeable. It is difficult to predict and control effectively, so it is urgent to study the crystallization deposition characteristics and corrosion mechanism of ammonium chloride. In this paper, the typical hydrogenation air-cooling system is taken as the research object, and the hydrogenation process is analyzed. The origin, crystallization characteristics and failure mechanism of ammonium chloride are clarified. The process simulation model is constructed by using Aspen Plus software, and the precise simulation of process logistics medium is realized. The distribution law of easy crystallization components in each phase is analyzed, and the key factors affecting the crystallization of ammonium chloride are clarified. For typical hydro-air-cooling system, coupled numerical simulation of continuous phase flow field and discrete phase particles of hydrogenation reaction effluent was carried out by using Fluent software. The flow field information and particle deposition distribution in air-cooled tube bundles are obtained. In view of the corrosion failure caused by the crystallization deposition of ammonium chloride, the corrosion under ammonium chloride scale of 10# carbon steel (316L steel) was studied under different temperature and humidity conditions by using a constant temperature and humidity experimental device. The corrosion rate was obtained by weightlessness method and the mechanism of moisture desorption of ammonium chloride was studied. The corrosion product protective film of the material was studied by means of SEM-EDS. And the corrosion mechanism of ammonium chloride in hydro-air-cooling system is clarified. The innovations of this paper are as follows: by studying the process and reaction mechanism of hydrogenation, the source of easily crystallized components is determined, and the crystallization characteristics of ammonium chloride are analyzed. The numerical simulation of ammonium chloride particles with different diameters was carried out by using Fluent software. The deposition characteristics of ammonium chloride particles were analyzed and a method for predicting and controlling the flow deposition of ammonium chloride was formed. The moisture desorption characteristics of ammonium chloride were studied through the corrosion experiments under ammonium chloride scale. The relative critical humidity and corrosion mechanism of ammonium chloride at different temperatures were analyzed. The results can provide theoretical basis for risk assessment and control optimization of ammonium chloride crystal deposition in hydrogenated air-cooling system.
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE986

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本文編號(hào)：1491559