冷高分加氢空冷器流动腐蚀预测.pdf

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1、冷高分加氢空冷器流动腐蚀预测詹剑良，王宽心(1．绍兴市质量技术监督检测院，浙江绍兴312000；2．浙江理212大学，浙江杭州310018)摘要：依据冷高分加氢裂化实际运行工况，利用HYSYS计算出加氢空冷器的物性参数、多相流流量随温度的变化趋势和腐蚀性参数在气液两相中的动态变化量。将物性参数导入传热软件HTRI，获取管柬内各位置处的温度。通过分析得出空冷器面临NHHS盐结晶堵塞和多相流冲蚀的风险，第一管程距空冷器入口10．4—11．8In区域是铵盐开始结晶沉积的位置。红外热成像仪的检测结果表明：该空冷器在该工况下运行多年后，部分空冷管束出现堵塞，与预测结果吻合。提出优化进

2、料组成并适当控制原料硫、氮含量，在工艺允许的范围内适当增加二系列的注水量，并采取暂时停用1200号单元净化水、改善水质等措施，降低腐蚀风险。关键词：冷高分加氢裂化流动腐蚀冲蚀加氢裂化装置是炼油企业重要的二次加工手出口温度45℃，系列二的进口温度110℃，出口温段，其目的是将重质油转化为轻质油j。在石化度45℃，操作压力l5．8MPa；设计腐蚀系数为装置国产化、大型化、原油劣质化的发展过程中，0．3，人口介质平均流速为3．09m／s。国内高硫原油加工企业因流动腐蚀引起了普遍性的非计划停工，严重影响了加氢装置安全、稳定运系列行_2引。目前，装置的失效研究主要集中在腐蚀、一材料劣

3、质化、复杂载荷的应力分析以及运行环境的影响等领域J。通过收集YZ炼油厂冷高分加氢裂化装置的工艺流程、工艺参数等对其进行流动腐蚀预测研究，分析其可能出现的失效风险，为其后续开展优化运行提供指导。系列——1装置流程与设计条件1．1工艺流程图1两系列反应及分离工艺流程某炼油厂2Mt／a加氢裂化装置反应系统分为两个系列，其工艺流程如图1所示。两系列的原料油经反应进料泵升压后，与新氢和循环氢混2空冷器风险预测合，在换热器中与反应产物换热。然后，经反应进2．1装置现役状况料加热炉加热至反应温度，依次进入加氢精制反2011年6月巡检过程中发现系列二的应器和加氢裂化反应器，混氢原料油在催化

4、剂作EC102空冷器内六组管束均有不同程度的局部变用下，进行脱硫、脱氮、脱氧及裂化等反应。两系形。管束变形形貌见图2。较严重的是EC102—2，列反应流出物经过换热器和空冷器冷却后进入共EC102．3和EC102-4部分管束。进而发现EC101同的高压分离器(FA103)，分离为循环氢、高分油部分管束也存在不同程度的变形，其严重程度较以及含硫污水三股物流。EC102低，故重点研究EC102空冷器。1．2高压空冷器设计参数收稿日期：2014—12—06；修改稿收到日期：2015—04—08。空冷器管束材质为RSt35．8Ⅲ，且管束端入口作者简介：詹剑良，硕士研究生，主要研究方

5、向为流动腐蚀预衬200mlnMonel合金；系列一的进口温度150℃，测和石化装置安全保障技术。E-mail：623571098@qq．tom18∞∞鲫∞∞∞m的NH，在水相中发生反应生成硫氢化铵溶液。综上所述：空冷管束温度在不断降低的同时多相流的腐蚀性反而逐渐增强，一旦管束内物流的流速在管束内达到较大值则有可能诱发腐蚀产物保护膜被冲破，发生管束冲蚀破裂现象。图2管束变形形貌2．2流动腐蚀预测2．2．1多相流腐蚀性分析空冷系统是典型的油一气一水多相流，利用HYSYS的数据分析工具，得到水相流量、油相流瓣撇}l哥量及气相流量随温度的变化D4曲盘3线3见43图33。m32242

6、图4气一液两相H：S摩尔分率随温度的变化K×X××X×××瓣1．O求乓∈8．0髓莓6．0●Z蔷导4-02-o图5气一液两相NH摩尔分率随温度的变化2．2．2l铵9盐8结7晶6预5测432图3油．气一水相流量随温度的变化曲线DDDDDDDDDX××X×X×XX计算物流物性参数，得到空冷器内随温度变由图3可以看出，空冷器在人口温度(约化NH分压的变化曲线与H：S分压的变化曲线。醉长避器IIz乎矮110℃)已经存在油一气一水三相且水相流量随管由=尸(NH)×P(H2S)从而可得到空冷器内束温度的降低逐渐增大，水相流量较低且在空随温度变化的变化曲线，结合NHHS的沉积冷器入口位置(

7、110℃)已经存在9t／h左右的曲线数据可得到图6。液态水相，可以判断空冷器内发生露点腐蚀的可能性不大。物流的腐蚀强弱与HS，NH等腐蚀性介质在气一液两相中的平衡分布直接相关，运用HYSYS对REAC系统中进行工艺流程模拟，在此基础上进行数据分析可得到气一液两相中HS和NH的摩尔分率随管程温度的变化曲线见图4-5。由图4，5可以看出随物流温度的降低液相中H，s和NH的摩尔分率不断增加，说明液相的腐图6NHHS沉积温度曲线蚀性不断增强。随温度的降低，气相中的NH。在水中的溶解度增大，使Hs不断地溶解于水相中由图6可见