加氢空冷器腐蚀产物漂移特性的数值模拟与分析

金浩哲， 陈小平， 偶国富， 王宽心， 朱　敏， 刘　旭， 许根富

(1.浙江理工大学 流动腐蚀研究所， 浙江 杭州 310018； 2.杭州市特种设备检测研究院， 浙江 杭州 310003)



加氢空冷器腐蚀产物漂移特性的数值模拟与分析

金浩哲1， 陈小平1， 偶国富1， 王宽心1， 朱敏1， 刘旭1， 许根富2

(1.浙江理工大学 流动腐蚀研究所， 浙江 杭州 310018； 2.杭州市特种设备检测研究院， 浙江 杭州 310003)

摘要：分析加氢反应流出物空冷器(Reactor effluent air coolers，REAC)系统的工艺关联过程，揭示空冷器内NH4Cl、NH4HS及FeS等腐蚀产物的形成机理，建立腐蚀产物漂移沉积的数理模型；采用Mixture多相流模型和DPM(Discrete phase model)模型，模拟流动环境下加氢REAC系统中腐蚀产物的漂移沉积特性。结果表明，加氢REAC系统入口法兰处的结构突变，加剧了壁面边界层的紊动状态，气、液相间产生剪切作用对颗粒相起加速拖曳作用；液相分率、颗粒停留时间分布及沉积速率应作为加氢空冷器内腐蚀产物漂移沉积预测的关键参数，液相分率低、颗粒停留时间长和颗粒漂移沉积速率高的区域是出现腐蚀产物堵塞管束的高风险区域。数值预测的结果与红外热成像测得的表面温度场和管箱开盖的解剖结果基本吻合。

关键词：加氢空冷器； 腐蚀产物形成机理； 颗粒漂移； 数值模拟； 失效分析

以原油炼制为前端的石油化工行业是国民经济的支柱产业[1-2]。其中，加氢裂化是炼油厂重要的二次加工手段，加氢空冷器系统则是加氢装置中的重要设备之一。近年来，由于高硫、高酸、含氯等劣质原油加工比例的增加，空冷器管束堵塞、冲蚀爆管等流动腐蚀失效事故不断加剧，酿成了多起非计划停车事故[3-4]。……