本文選題：空冷管束 + 銨鹽堵塞�。� 參考：《浙江理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：隨著石油能源危機進一步加劇,為滿足國內(nèi)能源需求的正常供給,我國進口了大量“高硫、高氮、含氯”劣質(zhì)原油,致使劣質(zhì)原油煉制加工比例不斷攀升,導致國內(nèi)多家石化企業(yè)的煉油設(shè)備普遍發(fā)生腐蝕失效問題,尤其是加氫空冷器頻繁出現(xiàn)管束堵塞、彎曲變形、穿孔泄漏等事故,對煉油工藝安全生產(chǎn)造成嚴重威脅。因此,本文以加氫反應流出物注水系統(tǒng)工藝與注水螺旋噴嘴為研究對象,提出有效的注水工藝優(yōu)化與防控措施,保障空冷器系統(tǒng)安穩(wěn)運行。本文以YZ加氫反應流出物(REAC)注水系統(tǒng)工藝過程與注水螺旋噴嘴為研究對象,結(jié)合空冷管束失效情況,對典型工況下REAC系統(tǒng)進行工藝過程分析,分析堵塞雜質(zhì)及原因,明確管束彎曲變形的主要危害源。通過Aspen Plus對注水工藝過程建模仿真,計算不同注水量下REAC系統(tǒng)中NH4HS濃度、pH值、液態(tài)水含量等關(guān)鍵參數(shù),獲得銨鹽濃度隨注水量變化規(guī)律,從而優(yōu)化注水工藝參數(shù)。通過螺旋噴嘴噴射實驗裝置,對螺旋噴嘴A與噴嘴B的出口流量、射程、霧化角等特性參數(shù)進行了研究,得到不同壓力工況下螺旋噴嘴噴射性能,并對實驗數(shù)據(jù)進行函數(shù)擬合,獲得噴嘴出口流量、射程、霧化角隨壓力變化規(guī)律。建立注水螺旋噴嘴內(nèi)、外流場計算模型,運用Fluent軟件對注水點螺旋噴嘴作用段流場進行數(shù)值模擬,并將噴嘴內(nèi)部流場結(jié)果,作為模擬螺旋噴嘴外部霧化場的邊界條件。保持內(nèi)外場模擬具有關(guān)聯(lián)性。內(nèi)流場模擬分析了注水噴嘴速度場、壓力場和霧化角,外流場模擬分析了噴射霧化顆粒速度和粒徑變化規(guī)律。結(jié)果表明,在實際REAC注水工藝過程中,螺旋噴嘴A的注水性能比螺旋噴嘴B的要好,壓力對螺旋噴嘴射程與出口流量的影響作用較大,對霧化角的影響作用較小。本文的創(chuàng)新之處在于:1)基于REAC工藝腐蝕回路,對空冷管束堵塞失效原因進行分析,并提出通過優(yōu)化注水工藝防控空冷管束堵塞失效風險。2)對注水結(jié)構(gòu)中注水螺旋噴嘴進行實驗與數(shù)值模擬研究,獲得不同工況下螺旋噴嘴主要注水性能參數(shù)變化規(guī)律,可為優(yōu)化注水結(jié)構(gòu)與注水效果提供依據(jù),對有效防控空冷管束銨鹽結(jié)晶堵塞失效具有重要工程應用價值。
[Abstract]:With the further intensification of the petroleum energy crisis, in order to meet the normal supply of domestic energy demand, China has imported a large number of "high sulfur, high nitrogen, chlorine" crude oil of inferior quality, resulting in the proportion of inferior crude oil refining and processing continuously rising. The corrosion failure of oil refining equipment in many domestic petrochemical enterprises has been caused generally, especially the frequent occurrence of tube bundles clogging, bending deformation, perforation leakage and other accidents in hydrogenation air coolers, which pose a serious threat to the safety of oil refining process. Therefore, in this paper, the hydrotreating reaction effluent injection system process and the injection screw nozzle as the research object, the effective water injection process optimization and control measures are put forward to ensure the air cooler system to operate safely and stably. In this paper, the process of YZ Hydrogenation reaction effluent (REAC) water injection system and the injection screw nozzle are studied. Combined with the failure of air-cooled pipe bundle, the process of REAC system under typical working conditions is analyzed, and the impurity and its causes are analyzed. Identify the main hazard sources of tube bundle bending deformation. Through modeling and simulation of water injection process by Aspen Plus, the key parameters of NH 4HS concentration and liquid water content in REAC system under different water injection rates are calculated, and the variation law of ammonium salt concentration with water injection rate is obtained to optimize the water injection process parameters. In this paper, the flow rate, range, atomization angle and other characteristic parameters of spiral nozzle A and nozzle B are studied by means of spiral nozzle injection experimental device. The spray performance of spiral nozzle under different pressure conditions is obtained, and the experimental data are fitted by function. The flow rate, range and atomization angle of nozzle outlet change with pressure. The numerical simulation of the flow field of the spiral nozzle at injection point was carried out by using fluent software, and the results of the internal flow field of the nozzle were taken as the boundary conditions to simulate the external atomization field of the spiral nozzle. Keeping the internal and external field simulation is relevant. The velocity field, pressure field and atomization angle of the injection nozzle are simulated and analyzed in the internal flow field, and the variation law of the velocity and particle size of the spray atomizing particle is analyzed by the flow field simulation. The results show that the water injection performance of screw nozzle A is better than that of screw nozzle B in the process of real REAC injection. The influence of pressure on the range and outlet flow of spiral nozzle is greater than that on atomization angle. The innovation of this paper lies in: (1) based on the corrosion loop of REAC process, the causes of the clogging failure of air-cooled pipe bundles are analyzed. The experiment and numerical simulation of the screw nozzle in water injection structure are carried out by optimizing the water injection technology to prevent and control the failure risk of air cooling pipe bundle plugging. The variation law of the main performance parameters of the screw nozzle under different working conditions is obtained. It can provide the basis for optimizing water injection structure and water injection effect, and has important engineering application value for preventing and controlling the crystallization plugging failure of ammonium salt in air-cooled pipe bundle effectively.
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE96

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本文編號：2053437