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(duì)外依存度逐年攀升，中國(guó)大量進(jìn)口國(guó)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(dòng)腐蝕失效事故。鑒于NH4Cl結(jié)晶沉積機(jī)理復(fù)雜，原油中的Cl、N含量波動(dòng)幅度大，難以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，嚴(yán)重影響煉油裝置的安穩(wěn)運(yùn)行，因此亟需開展NH4Cl結(jié)晶溫度預(yù)測(cè)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(duì)象，進(jìn)行工藝關(guān)聯(lián)過(guò)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(shí)驗(yàn)，揭示反應(yīng)流出物換熱器的銨鹽結(jié)晶機(jī)理，構(gòu)建NH4Cl結(jié)晶溫度的預(yù)測(cè)模型。本文的主要結(jié)論如下:
　　(1)基于加氫裝置運(yùn)行工況，構(gòu)建工藝計(jì)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(xiǎn)。通過(guò)工藝過(guò)程計(jì)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?yàn)镹H4Cl的結(jié)晶沉積。同時(shí)分析四個(gè)影響因素對(duì)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(duì)加氫換熱器NH4Cl結(jié)晶失效問(wèn)題，采用恒溫恒濕試驗(yàn)箱，開展四種典型石化材料的NH4Cl溶液垢下腐蝕試驗(yàn)研究，獲得不同環(huán)境溫度、溶液濃度對(duì)石化材料腐蝕速率的影響規(guī)律。通過(guò)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(jī)理。
　　(3)基于多相流體系工藝計(jì)算模型，采用最小二乘法，獲得獨(dú)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(gè)變量共同影響下的NH4Cl結(jié)晶溫度預(yù)測(cè)模型。根據(jù)NH4Cl結(jié)晶溫度的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，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(duì)NH4Cl形成機(jī)理復(fù)雜、結(jié)晶溫度預(yù)測(cè)困難的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)實(shí)際失效案例的分析，采用多相流工藝計(jì)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(gè)關(guān)鍵影響因素下的