《REAC流动腐蚀失效分析及复合衬管空冷器研制》

技术简介：

加氢反应流出物空冷器系统(REAC)是石油炼制过程中重要的冷却设备,REAC具有高温、高压、临氢的性质,属于高风险设备,国内外炼化厂因空冷器的泄露爆炸导致的停工停产屡见不鲜,因此,对于空冷器的失效分析和结构改造研究是必要的。针对空冷器的泄露爆炸,API932B和中石化防腐导则推荐的做法是材质升级。然而对于空冷器的失效分析以及结构改造却很少有人提及。因此,本论文以MM石化渣油加氢空冷器为研究对象,针对空冷器的失效分析以及结构改造做了以下三个方向的研究:(1)空冷器的失效解剖分析;(2)空冷器的结构改造;(3)空冷器局部结构优化。对于失效空冷器,采用Aspen软件建立空冷器的工艺仿真模型进行工艺分析,采用Fluent软件建立空冷器的流体仿真模型进行流体仿真分析,初步确定空冷器的失效原因;然后采用内窥镜、XRD、测厚仪等进行解剖法分析,验证工艺分析和流体分析的准确性。根据空冷器的失效原因提出空冷器的结构改造方案,并对改造方案进行流动腐蚀校核。采用双金属复合管替换原碳钢管提高空冷器的运行安全,计算了双金属复合管的传热系数,对双金属复合管的焊接进行实验,并通过光学显微镜、电化学工作站测试双金属复合管焊接的可靠性。得到的结果如下:(1)开展加氢空冷器的失效分析,通过收集整理空冷器运行的工艺参数、设备参数建立空冷器的工艺仿真模型、流体仿真模型,通过工艺仿真,流体仿真判断失效机理,通过内窥镜检查、管束内堵塞物的XRD、SEM分析、失效管束解剖验证模拟仿真的准确性,形成了空冷器的失效分析方法。(2)基于流动腐蚀理论体系开展空冷器的结构改造研究,通过改变空冷器管程、管排数高空冷器管束内平均流速,校核了空冷器新结构的传热性能、工艺性能,确保空冷器新结构满足工艺要求。(3)开展双金属复合管工艺传热系数研究,对双金属复合管的焊接性能进行试验,采用钨极气体氩弧焊进行焊接,对不同焊接热输入的焊缝进行金相测试,电化学腐蚀测试,实验结果表明焊接热输入越大,焊缝耐腐蚀性越好;最后制造了一台小型双金属复合管空冷器,并进行了水压试验,验证了双金属复合管用于空冷器制造的可行性。

研发人员：钱广卫