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加氢空冷系统硫氢化铵结晶规律的数值模拟

高校化学工程学报 2013年第2期27卷 354-359页

作者：偶国富王宽心谢浩平金浩哲曹晶浙江理工大学多相流沉积-冲蚀实验室浙江杭州310018

通过对加氢空冷系统NH4HS结晶沉积机理的分析,结合物性仿真计算得到典型工况下NH4HS结晶反应的起始温度。采用HTRI软件获得空冷器管束不同位置的温度分布情况,确定开始发生NH4HS结晶反应的具体位置。通过数值模拟获得流动场、温度场和... 详细信息

通过对加氢空冷系统NH4HS结晶沉积机理的分析,结合物性仿真计算得到典型工况下NH4HS结晶反应的起始温度。采用HTRI软件获得空冷器管束不同位置的温度分布情况,确定开始发生NH4HS结晶反应的具体位置。通过数值模拟获得流动场、温度场和浓度场作用下的NH4HS结晶沉积规律。研究结果表明:典型工况下加氢空冷系统中发生NH4HS结晶反应的起始位置在第5/6排管束距入口5.9 m处;结晶反应速率最大值位于气相中且靠近气液界面,生成的铵盐颗粒在气相空间靠近上壁面处扩散速率最快,且易沉积于管束顶端;仿真得到最大铵盐沉积量的区域为距出口3.32 m处,与现场检测数据相吻合。研究结果可为后续铵盐沉积腐蚀的定量分析提供依据。

关键词：硫氢化铵沉积机理对流传热数值分析

沉郁顿挫慷慨苍凉——读辛弃疾《水龙吟·登建康赏心亭》

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文史知识 1992年第9期 90-93页

作者：王宽心

楚天千里清秋,水随天去秋无际。遥岑远目,献愁供恨,玉簪螺髻。落日楼头,断鸿声里,江南游子。把吴钩看了,栏杆拍遍,无人会,登临意。休说鲈鱼堪脍,尽西风,季鹰归未?求田问舍,怕应羞见,刘郎才气。可惜流年,忧愁风雨,树犹如此.倩何人唤取,... 详细信息

楚天千里清秋,水随天去秋无际。遥岑远目,献愁供恨,玉簪螺髻。落日楼头,断鸿声里,江南游子。把吴钩看了,栏杆拍遍,无人会,登临意。休说鲈鱼堪脍,尽西风,季鹰归未?求田问舍,怕应羞见,刘郎才气。可惜流年,忧愁风雨,树犹如此.倩何人唤取,红巾翠袖,揾英雄泪。辛弃疾的词被时人称道为'大声鞺鞳,小声铿鍧,横绝六合,扫空万古'。辛弃疾的一生,正值国家残破的南宋时期,一方面他驱除金虏反攻复国的壮志不灭。

关键词：登建康赏心亭沉郁顿挫翠袖吴钩断鸿南宋时期螺髻树犹如此楚天青螺

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石化系统铵盐结晶沉积预测及腐蚀规律研究

石化系统铵盐结晶沉积预测及腐蚀规律研究

作者：王宽心浙江理工大学

学位级别：硕士

近年来，随着世界能源危机的加剧，炼油工业含氯、高氮、高硫、高酸等劣质原油的加工比例不断增加，引发了普遍的流动腐蚀失效事故，严重影响了企业的安全生产和经济效益。铵盐结晶沉积及腐蚀作为劣质油加工过程中的典型失效形式，与工... 详细信息

近年来，随着世界能源危机的加剧，炼油工业含氯、高氮、高硫、高酸等劣质原油的加工比例不断增加，引发了普遍的流动腐蚀失效事故，严重影响了企业的安全生产和经济效益。铵盐结晶沉积及腐蚀作为劣质油加工过程中的典型失效形式，与工艺过程、设备结构材质等密切相关，失效机理复杂，难以预测和防控，已成为制约炼油装置长周期安稳运行的关键因素。本文以石化加氢反应流出物系统为研究对象，通过热力学计算获得铵盐结晶的平衡曲线，分析冷换设备中的铵盐结晶沉积机理，明确铵盐结晶发生的临界条件;通过Aspen仿真软件建立加氢反应流出物的多相平衡模型，分析冷却分离过程中易结晶组分的平衡分布规律;将Aspen工艺过程仿真和铵盐结晶热力学模型相结合，构建铵盐结晶温度及结晶速率的定量计算方法，分析不同原料油组成、不同工况下的铵盐结晶规律，明确铵盐结晶的主要影响因素。针对加氢反应流出物多相流体系，基于Eulerian-Lagrange方法建立铵盐颗粒的流动沉积计算模型，借助Fluent进行空冷器系统的CFD仿真求解，获得各空冷管束中的多相流分布规律及铵盐颗粒的流动沉积规律，实现铵盐沉积的定量预测，明确空冷器系统铵盐沉积失效的危险区域，并通过现场红外热成像检测对预测结果进行验证。设计搭建铵盐腐蚀模拟实验装置，研究五种典型石化材料在不同温湿度下的垢下腐蚀规律，结合SEM和EDS对材料的腐蚀形貌及腐蚀产物成分分析，提出铵盐的垢下腐蚀机理及石化工艺中铵盐腐蚀形态的转换机制;通过开路电位、极化曲线等分析典型材料在饱和NH4Cl溶液中的腐蚀电化学特征和耐腐蚀性能;通过极化曲线和SEM腐蚀形貌分析研究流动条件下，典型材料在饱和NH4Cl溶液中的钝化特性及腐蚀产物膜的保护性能。本文创新之处在于：基于热力学计算和工艺过程仿真构建复杂石化多相流体系的铵盐结晶计算模型，分析铵盐结晶沉积机理及主要影响因素;基于含固多相流相间耦合作用，构建铵盐流动沉积的定量预测方法;基于铵盐腐蚀模拟实验，提出铵盐的垢下腐蚀机理及腐蚀形态转换机制。研究成果可为石化系统铵盐沉积风险评估、关键设备的寿命预测、设计选材优化等提供理论基础。

关键词：石化系统加氢反应流出物铵盐结晶沉积垢下腐蚀

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农药喷洒技术与作物产量

国外农学（麦类作物） 1991年第5期 37-38页

作者： М.Лерх 王宽心

最近几年,瑞士冬小麦产量大大提高.1966-1970年平均36.1q/ha,1981-1985年平均54.1q/ha,1984年的产量最高,达64.2q/ha.高产的原因很多,其中包括连续采用最适宜的作物栽培方法、重视植物保护等.在这种情况下,植物的化学保护所起的作用是... 详细信息

最近几年,瑞士冬小麦产量大大提高.1966-1970年平均36.1q/ha,1981-1985年平均54.1q/ha,1984年的产量最高,达64.2q/ha.高产的原因很多,其中包括连续采用最适宜的作物栽培方法、重视植物保护等.在这种情况下,植物的化学保护所起的作用是重要的,其效果和安全性取决于诸多因素,包括使用现代的、纯粹的生态措施和最严格地遵守使用规则等.

关键词：农药施药作物产量小麦

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10^#碳钢在NH4HS溶液中的冲蚀规律

石油学报（石油加工） 2014年第5期30卷 928-933页

作者：偶国富任海燕王宽心章阿多金浩哲浙江理工大学多相流沉积一冲蚀实验室浙江杭州310018 杭州富如德科技有限公司浙江杭州310018

设计搭建旋转式冲蚀实验装置,采用电化学方法,针对含硫污水腐蚀体系,考察了NH4HS质量分数、介质温度、Cl-质量浓度等对典型加氢空冷器管材10#碳钢冲刷腐蚀规律的影响;结合扫描电镜(SEM)分析腐蚀产物膜形貌,揭示10#碳钢发生腐蚀的内在机... 详细信息

设计搭建旋转式冲蚀实验装置,采用电化学方法,针对含硫污水腐蚀体系,考察了NH4HS质量分数、介质温度、Cl-质量浓度等对典型加氢空冷器管材10#碳钢冲刷腐蚀规律的影响;结合扫描电镜(SEM)分析腐蚀产物膜形貌,揭示10#碳钢发生腐蚀的内在机制。结果表明,在质量分数5.0%NH4HS溶液中,10#碳钢表面形成致密的腐蚀产物膜;随着NH4HS质量分数的增加,腐蚀产物膜厚度增加,但出现的龟裂和疏松现象,降低了对金属基体的保护作用;随着介质温度的升高,腐蚀产物膜致密度下降,易发生脱落;腐蚀产物膜受Cl-侵蚀会成蜂窝状,流速大于3.5m/s时,10#碳钢的腐蚀速率随Cl-质量浓度的增加而迅速升高。

关键词： 10^#碳钢 NH4HS溶液冲蚀电化学测试腐蚀形貌

加氢空冷器腐蚀产物漂移特性的数值模拟与分析

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石油学报（石油加工） 2016年第4期32卷 754-761页

作者：金浩哲陈小平偶国富王宽心朱敏刘旭许根富浙江理工大学流动腐蚀研究所浙江杭州310018 杭州市特种设备检测研究院浙江杭州310003

分析加氢反应流出物空冷器(Reactor effluent air coolers,REAC)系统的工艺关联过程,揭示空冷器内NH4Cl、NH4HS及FeS等腐蚀产物的形成机理,建立腐蚀产物漂移沉积的数理模型;采用Mixture多相流模型和DPM(Discrete phase model)模型,模拟... 详细信息

分析加氢反应流出物空冷器(Reactor effluent air coolers,REAC)系统的工艺关联过程,揭示空冷器内NH4Cl、NH4HS及FeS等腐蚀产物的形成机理,建立腐蚀产物漂移沉积的数理模型;采用Mixture多相流模型和DPM(Discrete phase model)模型,模拟流动环境下加氢REAC系统中腐蚀产物的漂移沉积特性。结果表明,加氢REAC系统入口法兰处的结构突变,加剧了壁面边界层的紊动状态,气、液相间产生剪切作用对颗粒相起加速拖曳作用;液相分率、颗粒停留时间分布及沉积速率应作为加氢空冷器内腐蚀产物漂移沉积预测的关键参数,液相分率低、颗粒停留时间长和颗粒漂移沉积速率高的区域是出现腐蚀产物堵塞管束的高风险区域。数值预测的结果与红外热成像测得的表面温度场和管箱开盖的解剖结果基本吻合。

关键词：加氢空冷器腐蚀产物形成机理颗粒漂移数值模拟失效分析

基于Aspen Plus的加氢反应流出物铵盐结晶速率计算模型与分析

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石油学报（石油加工） 2015年第6期31卷 1444-1449页

作者：金浩哲王宽心偶国富任海燕王凯浙江理工大学流动腐蚀研究所浙江杭州310018 杭州富如德科技有限公司浙江杭州310018

通过分析加氢反应流出物系统的铵盐结晶过程，建立铵盐结晶速率的计算模型，将其与AspenPlus结合进行二次开发，利用AspenPlus强大的物性数据库定量计算了反应流出物多相流体系铵盐结晶速率，并分析不同原料组成及工况下的NH4C1与NHtHS... 详细信息

通过分析加氢反应流出物系统的铵盐结晶过程，建立铵盐结晶速率的计算模型，将其与AspenPlus结合进行二次开发，利用AspenPlus强大的物性数据库定量计算了反应流出物多相流体系铵盐结晶速率，并分析不同原料组成及工况下的NH4C1与NHtHS结晶速率的变化规律。结果表明，在加氢反应流出物温度较高时，铵盐结晶速率一般为0；进入冷换设备后，随反应流出物温度的降低，开始出现铵盐结晶；开始结晶时的铵盐结晶速率最大，后随着温度的降低，铵盐的结晶速率迅速降低。加氢反应流出物系统铵盐起始结晶温度随着原料油氮、氯或硫质量分数的增加而增加。加氢反应流出物系统NH4C1的起始结晶温度随系统操作压力的升高而增加，而最大结晶速率随着系统压力的升高逐渐下降，最大结晶速率一般出现在160～210℃的范围内；NH。HS的最大结晶速率一般出现在30～60℃，最大结晶速率比NH4C1高约4～5个数量级。典型案例应用表明，所建立的计算模型准确可靠。

关键词： Aspen plus 反应流出物多相反应铵盐结晶

加氢处理系统NH_4Cl结晶沉积预测及优化防控

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石油学报（石油加工） 2014年第4期30卷 662-667页

作者：金浩哲偶国富王宽心张文彪程福星浙江理工大学流动腐蚀研究所浙江杭州310018 杭州富如德科技有限公司浙江杭州310018

通过热力学计算获得NH4Cl结晶反应的平衡曲线,分析冷换设备中NH4Cl结晶沉积机理;针对某石油化工厂典型加氢反应流出物冷却分离工艺,运用Aspen仿真软件建立多相平衡体系,计算获得气相中Kp即pHCl×pNH3随温度的变化曲线;结合二者建立加氢... 详细信息

通过热力学计算获得NH4Cl结晶反应的平衡曲线,分析冷换设备中NH4Cl结晶沉积机理;针对某石油化工厂典型加氢反应流出物冷却分离工艺,运用Aspen仿真软件建立多相平衡体系,计算获得气相中Kp即pHCl×pNH3随温度的变化曲线;结合二者建立加氢反应流出物冷却分离系统NH4Cl结晶预测模型,计算获得含不同N、Cl质量分数进料的NH4Cl结晶温度,并提出基于NH4Cl结晶沉积预测的冷却分离系统注水优化方案。结果表明,冷换设备中NH4Cl结晶沉积存在自加速过程,典型工况下NH4Cl结晶温度在155~205℃范围,主要发生在热高压分离高压换热器和空冷器内;根据进料N、Cl的质量分数预测NH4Cl结晶温度,并及时移动注水位置和调节注水量,可有效防止NH4Cl结晶沉积及垢下腐蚀。

关键词：加氢系统 NH4Cl结晶沉积热力学计算 Aspen模拟

10~#碳钢在HCl-H_2O环境中的露点腐蚀行为

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中国腐蚀与防护学报 2018年第1期38卷 33-38页

作者：偶国富赵露露王凯王宽心金浩哲浙江理工大学流动腐蚀研究所杭州310018

针对常压塔顶系统的HCl-H_2O露点腐蚀环境,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和失重法等分析手段,研究了腐蚀性介质(HCl液滴)p H值、冲击速度及冲击角度等因素对HCl-H_2O环境中10~#碳钢露点腐蚀行为的影响。结果表明:在HCl-H_2O... 详细信息

针对常压塔顶系统的HCl-H_2O露点腐蚀环境,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和失重法等分析手段,研究了腐蚀性介质(HCl液滴)p H值、冲击速度及冲击角度等因素对HCl-H_2O环境中10~#碳钢露点腐蚀行为的影响。结果表明:在HCl-H_2O环境中,10~#碳钢的露点腐蚀速率随HCl液滴冲击速度的增大而增大,随HCl液滴p H值和冲击角度的增大而减小,且露点腐蚀速率在冲击角度为45°时存在一个转折点;HCl-H_2O环境中10~#碳钢的腐蚀类型为点腐蚀,其表面布满大小不一、形状不规则的点蚀坑,溶液中存在的Cl-会使点蚀坑加深;10~#碳钢表面所形成腐蚀产物膜的主要成分为α-FeOOH和Fe_2O_3。

关键词： 10^#碳钢 HCl-H2O 环境露点腐蚀 SEM 影响因素