渣油加氫空冷系統流動腐蝕風險預測及防控策略研究

劉驍飛, 龔程程, 金浩哲, 偶國富

(浙江理工大學 流動腐蝕研究所, 浙江 杭州 310018)

1 前 言

加氫高壓空冷器具有耐高壓、高溫、臨氫等特點，常被用于降低反應介質溫度，起到冷凝效果，在石油煉制過程中起著重要的作用[1]。近年來，隨著原料高硫、高氮、含氯成分的增加，因多相流沖蝕、銨鹽堵塞等原因造成空冷管束破裂、穿孔、泄漏等失效現象頻繁發生[2-4]。渣油加氫裝置中因包含金屬、硫、氮等多種雜質[5]，腐蝕風險更為嚴重，一旦腐蝕泄漏會引發嚴重的安全事故。因此，針對渣油加氫空冷系統開展流動腐蝕風險預測，建立對應的風險防控策略尤其重要。

課題組多年來致力于空冷器系統的銨鹽結晶腐蝕和多相流沖蝕的研究[6-8]，國內外學者對空冷器的腐蝕問題進行較多的研究，美國腐蝕工程師協會(NACE)和美國石油協會(API)等國際組織[9-10]針對空冷器失效問題開展大量的研究，調查發現腐蝕因子Kp、硫氫化銨(NH4HS)濃度以及流速等因素是影響空冷器內部腐蝕的關鍵因素，工業上將腐蝕因子控制在0～0.5，NH4HS 濃度控制在8% 左右，并且針對碳鋼和合金材料的流速分別控制在小于等于6.1 和9.1 m·s-1。JAMES[11]進一步將Kp控制在0.2～0.3。MUNSON 等[12]采用熱力學狀態方程對煉油廠NH4HS、氯化銨(NH4Cl)等存在的多種銨鹽沉積方程進行推導，結果顯示熱力學狀態方程能成功推導出封閉的銨鹽沉積方程，并且預測的結果與API 932B 基本一致，從而提高了銨鹽結晶沉積預測模型的準確性。金浩哲等[13-14]利用最小二乘法改善銨鹽結晶預測模型并用流動、溫度、濃度多場耦合的方法研究了NH4HS 濃度結晶沉積機理。……