加氫換熱器失效分析及防控工程優(yōu)化研究.pdf

1、隨著原油對外依存度逐年攀升，中國大量進口國外“高硫、高氮、含氯”的劣質(zhì)原油，導(dǎo)致加氫裝置中換熱器頻繁發(fā)生因NH4Cl結(jié)晶而引發(fā)的流動腐蝕失效事故。鑒于NH4Cl結(jié)晶沉積機理復(fù)雜，原油中的Cl、N含量波動幅度大，難以進行準(zhǔn)確預(yù)測，嚴(yán)重影響煉油裝置的安穩(wěn)運行，因此亟需開展NH4Cl結(jié)晶溫度預(yù)測方法及防控優(yōu)化方案研究。
　　本文以JX石化加氫改質(zhì)裝置的換熱器失效為研究對象，進行工藝關(guān)聯(lián)過程分析，明確加氫換熱器失效原因，開展NH4Cl溶液

2、垢下腐蝕實驗，揭示反應(yīng)流出物換熱器的銨鹽結(jié)晶機理，構(gòu)建NH4Cl結(jié)晶溫度的預(yù)測模型。本文的主要結(jié)論如下:
　　(1)基于加氫裝置運行工況，構(gòu)建工藝計算模型，分析換熱器E1103A/B中NH4HS結(jié)晶和NH4Cl結(jié)晶的失效風(fēng)險。通過工藝過程計算，確定NH4Cl結(jié)晶溫度188℃，反應(yīng)流出物系統(tǒng)中不存在NH4HS結(jié)晶，明確換熱器E1103A/B的主要失效原因為NH4Cl的結(jié)晶沉積。同時分析四個影響因素對NH4Cl結(jié)晶溫度的影響規(guī)律，明確

3、影響NH4Cl結(jié)晶溫度的主要因素為系統(tǒng)壓力、氯含量和氮含量。
　　(2)針對加氫換熱器NH4Cl結(jié)晶失效問題，采用恒溫恒濕試驗箱，開展四種典型石化材料的NH4Cl溶液垢下腐蝕試驗研究，獲得不同環(huán)境溫度、溶液濃度對石化材料腐蝕速率的影響規(guī)律。通過掃描電鏡和能譜分析，獲得試件表面的腐蝕形貌和腐蝕產(chǎn)物的組成，揭示反應(yīng)流出物多相流體系中NH4Cl結(jié)晶沉積的機理。
　　(3)基于多相流體系工藝計算模型，采用最小二乘法，獲得獨立變量影響

4、下NH4Cl的結(jié)晶溫度變化函數(shù);根據(jù)NH4Cl結(jié)晶溫度的變化規(guī)律數(shù)據(jù)，采用偏最小二乘法，構(gòu)建包含氯含量、氮含量、壓力三個變量共同影響下的NH4Cl結(jié)晶溫度預(yù)測模型。根據(jù)NH4Cl結(jié)晶溫度的準(zhǔn)確預(yù)測，開展工藝注水位置及注水量的方案優(yōu)化。
　　本文的創(chuàng)新之處在于:針對NH4Cl形成機理復(fù)雜、結(jié)晶溫度預(yù)測困難的問題，通過對實際失效案例的分析，采用多相流工藝計算與偏最小二乘法相結(jié)合的方法，構(gòu)建了包含氯含量、氮含量、壓力三個關(guān)鍵影響因素下的