油品种类及其流量对REAC系统流动腐蚀风险的影响

doi:10.12422/j.issn.1006-396X.2025.04.001

摘要/Abstract

摘要：

针对加氢反应流出物空冷器（REAC）系统的腐蚀失效问题，采用逆序倒推法构建典型工艺仿真模型，研究了油品种类及其流量对系统内腐蚀性组分分布、铵盐结晶温度、冲蚀风险等的影响机制。结果表明，油品流量的变化不改变腐蚀性组分的水相分布，不会增加系统冲蚀风险；油品流量对铵盐结晶温度的影响不明显，增大油品流量不会增加系统结盐风险；当蜡油流量增大时，腐蚀因子K显著减小，使系统的腐蚀风险降低；蜡油流量对空冷器出口水相的NH₄HS质量分数影响较大，NH₄HS质量分数在高温区随着石脑油流量的增大而减小，而在低温区随着石脑油流量的增大而增大；当柴油、石脑油流量增大时，出口水相的pH升高，而蜡油流量增大时出口水相的pH降低。建议加工处理原油时适当增大蜡油流量，同时增大柴油流量或注水量，以降低系统的腐蚀失效风险。

关键词: 加氢反应流出物空冷器, 铵盐结晶, 流动腐蚀, Aspen Plus, 数值模拟

Abstract:

To address the corrosion failure issues in hydrogenation reaction effluent air cooler (REAC)systems, a typical process simulation model was constructed using the reverse order deduction method. This study investigated the influence mechanisms of different oil flow rates on the distribution of corrosive components within the system, ammonium salt crystallization temperature, and erosion risks. The results indicate that variations in oil flow rate do not significantly affect the aqueous distribution of corrosive components or increase the system's erosion risk. Additionally, the oil flow rate has minimal impact on the crystallization temperature of ammonium salts, meaning higher flow rates do not elevate the risk of salt formation. However, increasing the flow rate of vacuum gas oil (VGO) markedly reduces the corrosion factor (K), thereby lowering the overall corrosion risk. The VGO flow rate also has a pronounced influence on the aqueous NH?HS concentration at the air cooler outlet, whereas the effect of naphtha flow rate differs from that of diesel and VGO. Notably, raising the flow rates of diesel and naphtha increases the system pH, while increasing VGO flow rate decreases it. To mitigate corrosion risks, it is recommended to moderately increase the VGO content during crude oil processing while simultaneously boosting either the diesel content or injection water volume.

Key words: Hydrogenation reaction effluent air cooler, Ammonium salt crystallization, Flow corrosion, Aspen Plus, Numerical simulation

中图分类号:

TE986

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图/表 11

图1 典型的REAC系统工艺流程图

Fig.1 Typical process flow diagram of REAC system

图2 Aspen Plus工艺建模

Fig.2 Aspen Plus process modeling

表1 油品的特性参数

Table 1 Oil product characteristic parameters

油品	流量/（t·h^―1）	密度/（kg·m^―3）	初馏点/℃	10%馏点/℃	50%馏点/℃	90%馏点/℃	终馏点/℃
石脑油	2.37	790.3	83	113	145	175	193
柴油	11.05	878.6	208	218	224	235	255
蜡油	281.80	914.7	255	360	460	529	551

表2 气相介质物料信息

Table 2 Gaseous medium material information

名称	标准体积流量/（cm³·h^―1）	介质组分体积分数/%
名称	标准体积流量/（cm³·h^―1）	氢气	空气	甲烷	乙烷	乙烯	丙烷	异丁烷	正丁烷	反丁烯	顺丁烯	异戊烷	正戊烷	H₂S	CO₂	水
循环氢	160 315.0	87.71	5.44	6.03	0.39	0	0.19	0.02	0.06	0	0	0.01	0.02	0.03	0	0.10
低分气	2 361.3	80.46	17.32	0.61	0.13	0.02	0.55	0.03	0.10	0.03	0.03	0	0	0	0.02	0.70

图3 柴油流量对HCl、NH3、H2S在油气水三相分布的影响

Fig.3 The influence of diesel flow rate on the three?phase distribution of HCl, NH3, and H2S in oil, gas and water

图4 石脑油流量对HCl、NH3、H2S在油气水三相分布的影响

Fig.4 The influence of naphtha flow rate on the three?phase distribution of HCl, NH3, and H2S in oil, gas and water

图5 蜡油流量对HCl、NH3、H2S在油气水三相分布的影响

Fig.5 The influence of wax oil flow rate on the three?phase distribution of HCl, NH3, and H2S in oil, gas and water

图6 油品种类及其流量对铵盐结晶温度的影响

Fig.6 The influence of oil types and flow rates on the crystallization temperature of ammonium salts

图7 油品种类及其流量对K的影响（a）柴油（b）石脑油（c）蜡油

Fig.7 The influence of oil types and their flow rates on K

图8 油品种类及其流量对NH4HS质量分数的影响（a）柴油（b）石脑油（c）蜡油

Fig.8 The influence of oil types and their flow rates on the mass fraction of NH4HS

图9 油品种类及其流量对空冷器出口水相pH的影响（a）柴油（b）石脑油（c）蜡油

Fig.9 The influence of oil type and flow rate on the pH of water phase at the outlet of air cooler

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