酸水系統(tǒng)碳鋼沖蝕規(guī)律及預測方法研究.pdf

1、煉油裝置酸水系統(tǒng)沖蝕是原油劣質化、裝置大型化、運行工況苛刻化發(fā)展過程中普遍存在的失效形式。特別是隨著高硫、高酸、含氯等劣質原油加工比例的增加，酸水處理系統(tǒng)的流動腐蝕失效問題極為突出，嚴重威脅裝置的長周期運行。針對酸水系統(tǒng)頻繁出現流動腐蝕失效的現象，如何揭示其內在的失效機制并建立定量的失效預測方法，一直是學術界和工程界關注的焦點之一。
　　本文以酸水汽提塔頂空冷出口管道的失效為研究對象，運用解剖分析、工藝模擬、流動狀態(tài)計算相結合的研

2、究方法，分析管件失效形貌，獲得空冷器出口管道內多相流物性參數及腐蝕性介質的平衡分布規(guī)律，結合流動狀態(tài)揭示空冷器出口管道系統(tǒng)沖蝕失效機理；針對酸水系統(tǒng)的腐蝕性介質組成，配制多相流腐蝕性介質，運用旋轉式沖蝕實驗裝置采用Tafel極化曲線和SEM形貌分析法開展典型管材碳鋼沖蝕規(guī)律研究，測試獲得了NH4HS濃度、溫度、H2S分壓、氯離子含量及壁面剪切應力影響因素下碳鋼的腐蝕產物膜特性及沖蝕特性，形成沖蝕實驗數據庫；結合沖蝕實驗數據庫，基于 BP

3、神經網絡構建酸水系統(tǒng)的沖蝕速率預測模型，實現對酸水系統(tǒng)沖蝕速率的準確預測。研究結果表明：1）典型工況下空冷出口管道系統(tǒng)的NH4HS濃度高，流速快是引發(fā)管壁沖蝕減薄的主要原因；2）出口管道配置不平衡使多相流分布不均造成彎頭外側及上游內側局部腐蝕嚴重，腐蝕性介質以不連續(xù)液膜形式流動，使得壁面腐蝕形貌為坑蝕；3）碳鋼的沖蝕速率受腐蝕反應及腐蝕介質擴散雙重因素的影響；4）腐蝕產物膜疏松、表面多孔、粘結性差使得壁面剪切應力高于特定值時，產物膜脫離