基于CFD的高压聚乙烯反应器腐蚀失效机理研究.pdf

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1、第4O卷第3期石油化工设备Vo1．40NO．32011年5月PETRO—CHEMICAIEQUIPMENTMay2011文章编号：1000—7466(2011)03—0011-04基于CFD的高压聚乙烯反应器腐蚀失效机理研究刘伟，何建暖。(1．_r‘东石油化I学院，广东茂名525000；2．L卜f困石化股份有限公一j茂名分公司化上分部，广东茂名525000)摘要：根据高压聚乙烯反应器失效的具体位置和形貌，采用CFD方法对夹套系统进行了详细分析，结果表明，由于脱盐水入口管和收缩环间距过大产生了流动死区，使脱盐水不能有效地将反应器产生的多余能量带走，形成高温区，脱盐水处于近沸腾状态，引起严重

2、的汽蚀。同时脱盐水入口管径小于夹套管径形成喷流。导致两管相贯处和入口处夹套两侧壁产成高切应力区，极大加强了冲刷作用。关键词：高压聚乙烯反应器；央套；腐蚀；失效；计算流体动力学中图分类号：TE966文献标志码：AAnalysisBasedonComputationalFlowDynamicsMethodonFailureMechanismofHigh—pressurePolytheneReactorLIUWei．HEJian—nuan(1．GuangdongUniversityofPetrochemicalTechnology，Maoming525000，China；2．SINOPECMa

3、omingBranchCompany，Maoming525000，China)Abstract：Thenumerica1calculationbasedonFIUENTunderCFDmethodisexecutedonthereasonswhvtheannulartubeofthehigh—pressurepolythenereactorwascorrodedandleaked．TheresuItsshowedthattherewasanareawherethevelocityofwaterwassolowthatitwasnear1vnotflowing，becausethedist

4、antbetweenwaterinlettubeandtheplateringwastoofar．Sothewatercouldnoteffectivelytakeawaytheextraheatfromthereactorandthehightempera—tureareaforms．Inthissection，thewaterwasheateduptoahightemperatureandalmostboiledwhichresuItedinthecavitationsonthewalloftheannulartube．Ontheotherhand，thewaterintheinle

5、ttubeietsintheannulartubewhichcauseshighshearstressinthejointbetweentheinlettubeandtheannulartubeandintWOsidewalloftheannulartubeneartheinlet．Sotheerosioninthesepositionsisincreasinglyenhanced．Keywords：high—pressurepolythenereactor；annulartube；corrosion；failure；computationalflowdynamics高压聚乙烯反应器为套

6、管式结构，套管内介质计算、反应器的结构及优化等，国内关于高压聚是脱盐水，反应温度主要靠夹套内脱盐水来控制。乙烯反应器的研究主要集中在反应管的安全性分析国外关于高压聚乙烯反应器的研究主要集中在反应上7~12]。笔者在对高压聚乙烯反应器夹套系统泄管的密封失效、氢扩散对反应器的影响、反应的模拟漏失效的初步研究基础上”，采用计算流体动力学收稿Et期：201o12-03基金项目：茂名市重点科技计划项目支持(203635)作者简介：刘~(1970一)，男，辽宁绥中人，副教授，．[学硕士，从事化工过程机械的教学与科研上作。石油化工设备2011年第4O卷(CFD)的方法，基于FLUENT平台对高压聚乙烯

7、统对反应器内的乙烯进行逆向冷却。管线编号由乙反应器脱盐水夹套系统的泄漏失效进行了数值分析烯人口起顺着乙烯流动方向往前分别为1、2、3、研究。⋯⋯15O。在反应器运行过程中曾出现多处夹套脱盐水泄1反应器概况及基本参数漏现象。2004—10以来夹套水泄漏越发频繁，而且某装置高压聚乙烯反应器设计压力290．0MPa，夹套入水处出现了1个漏点。2007—06再次出现多工作压力约260．0MPa，设计温度343℃，工作温度处夹套水泄漏后，停车