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常减压装置腐蚀机理研究与可靠性分析

阮晓刚  
【摘要】:在整个炼油化工装置中,蒸馏是原油加工的第一道工序,常减压蒸馏装置是为以后的二次加工提供原料,并将原油分馏成汽油、煤油、柴油、蜡油、渣油等组分的关键装置。常减压装置的安全平稳运行直接关系着整个炼油厂的生产效益。长期以来,炼化装置安全性及可靠性问题一直是困扰炼化装置长周期安全运行的技术难题。随着我国原油开采进入中后期,高质量原油资源的存量日益减小,大量低质量原油,特别是高酸值稠油和高含硫进口原油的加工量日渐增加。由于原油中含有较高酸值、硫和盐分,常常由于腐蚀等原因导致常减压装置发生设备失效,造成非计划停工和设备更换,不但造成巨大的经济损失,严重时还易导致火灾、爆炸等重大恶性事故发生。因此,为了增加企业的竞争能力,提高企业效益,延长炼油厂常减压装置的使用寿命,降低维修费用,减少非计划停工,开展常减压装置的安全可靠性研究是目前炼化行业急需解决的重要课题。 本文针对目前国内稠油加工常减压装置的生产运行现状和存在的突出问题,结合国内外研究工作和生产实际开展了稠油加工装置故障树分析、腐蚀机理、防腐措施、腐蚀实验、安全可靠性分析和寿命预测等方面的研究工作,为提高我国石油炼化装置的安全可靠性提供了理论基础和新的方法。本论文的主要研究工作有: (1) 通过广泛查阅、检索国内外常减压装置腐蚀与防护、设备可靠性和寿命预测等相关资料,深入调研、分析了我国常减压装置的使用情况,找出了常减压装置存在的主要问题,为开展常减压装置腐蚀与防护及可靠性研究奠定了基础。 (2) 结合生产实际,建立了常减压装置的失效故障树,并进行了定性分析,利用VB开发的程序求出了故障树的最小割级和结构重要度,找到了影响稠油加工常减压装置安全性和设备可靠性的主要因素。 (3) 完成了不同材料在不同温度和流速下耐环烷酸腐蚀的性能实验和应用评价研究,并用人工神经网络理论建立了腐蚀速率预测模型,实现了温度、材料、流速、环烷酸含量和腐蚀速度之间的函数关系。 (4) 根据常减压装置的工作环境和工艺流程,分析了常减压装置的腐蚀类型,并开展了高温硫腐蚀机理、环烷酸腐蚀机理、硫和环烷酸的综合腐蚀机理以及常压低温轻油部位HCl-H_2S-O_2-H_2O的腐蚀机理研究。 (5) 通过开展硫和环烷酸综合腐蚀的热力学和动力学研究,揭示了在硫和环烷酸综合作用下常减压装置的腐蚀机理。 (6) 通过开展稠油加工腐蚀防护研究,找到了能满足我国稠油加工装置防腐要求的材料选用原则;对用于稠油加工的防腐涂料和高温缓蚀剂进行了研究,找到了适用于常减压装置的防腐涂料和高温缓蚀,并提出了保证常减压装置安全可靠运行的防腐蚀管理规则和检测方法。 (7) 应用应力强度干涉理论建立了常减压装置管线剩余强度可靠性模型,利用Ⅰ


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