渣油加氢空冷器铵盐结晶沉积特性预测方法

摘要

针对渣油加氢空冷器频繁出现的铵盐结晶沉积堵管问题,分析了空冷器铵盐沉积堵塞的机理,对加氢空冷器的铵盐结晶温度进行了预测;构建了空冷器翅片管束与风机空气侧的对流传热模型,结合Mixture多相流模型对翅片管内介质的流动及传热特性进行了研究,对空冷管束结晶沉积的高风险位置进行了预测,提出了流速、温度、腐蚀性介质气相摩尔分数及铵盐结晶速率等表征因素。结果表明:空冷器整体流场的平均温度及平均流速分布呈现大致相同的趋势,空冷器第一管排的正对法兰两侧处存在低流速区域及低温区域;随着相对入口管箱距离的增加,翅片管内多相流的平均温度不断降低,高温区域不断下移至管道底部部位;随着管内气相物质不断冷凝成为液相,管内多相流的平均流速不断降低,高/低流速区分层愈发显著;同时,随着温度的持续降低,管内NH_(3)在气相中的摩尔分率不断降低,而HCl的气相摩尔分率不断升高,铵盐结晶速率也随着温度的降低不断增大,并在靠近出口管箱附近达到最大值。通过对空冷翅片管的失效解剖分析,验证了铵盐沉积特性预测方法的准确性,可为石化企业加氢空冷器铵盐结晶风险与沉积位置的预测提供理论支持。