加氢反应器瞬态温度场数值模拟

加氢反应器开停车或变工况时引起的过大交变热应力会危及设备的安全运行。为了研究加氢反应器在此种情况下的热应力场,利用ANSYS有限元软件对加氢反应器上半部进行了瞬态温度场分析,首先对空间域进行离散,采用泛函建立有限元的一般格式,得到一阶常微分方程组;然后对时间域进行离散,采用差分格式求解,得出各载荷步、时间子步的温度分布等值线图,实现了温度分布与热流方向的动态显示。利用瞬态温度场分析结果进行了热应力计算,得出瞬态热应力随时间的变化状况。结果表明,加氢反应器上半部接管法兰区温度梯度最大,壳体内部的热流方向基本是从筒体、封头到法兰,温度分布极不均匀;最大热应力发生在瞬态温度场的某一时段,而不是瞬态温度变化的最终状态。     

基于ANSYS/PVAS的加氢反应器催化剂卸料口应力分析

运用ANSYS/PVAS软件,用分析设计的方法对加氢反应器的催化剂卸料口进行了应力分析。通过分析,对加氢反应器在苛刻工况下的应力分布有了较好的把握,结合JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》对应力进行了应力强度评定。     

加氢反应器裙座支撑区有限元分析及优化设计

采用有限元法对加氢反应器裙座支撑区进行有限元分析及优化设计,并对其危险截面作应力评定和强度校核.同时对保温区保温材料填满率、裙座壁厚和简体壁厚进行了优化设计.结果表明:保温区保温材料填满率对裙座支撑区温度梯度存在最优解,裙座壁厚对加氢反应器支撑区最大当量应力值影响较大.     

基于ANSYS对柴油加氢反应器分析设计

本文运用ANSYS有限单元法软件对柴油加氢反应器的油气出口及卸料口结构进行模型建立及网格划分,并对应力强度最大区域即危险截面截取路径进行应力强度分析。为安全起见,对模型进行试验载荷和工况载荷设计分析,依据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》,分析结果表明应力强度满足设计要求。     

应力线性化方法在阀体优化设计中的应用

基于ANSYS Workbench软件对闸板阀阀体进行强度分析,采用von Mises强度理论方法,选取危险截面路径进行应力线性化分析,提取出阀体薄膜应力、弯曲应力和峰值应力,根据对应的失效准则进行评定,根据评定结果对阀体应力和变形较大的部位进行优化设计,以达到在限定条件下的最优方案。分析结果表明:阀体最大应力出现在阀体中腔与流道相贯线处,采用应力线性化分析方法,对阀体局部位置进行优化设计,从安全性和经济性角度,为阀体的结构优化和壁厚设计提供理论依据。     

内压厚壁圆筒体最大允许内外壁温差的研究(下)

通过应力分类和评定 ,研究了稳定温度场中承受内压与径向温度梯度的厚壁圆筒体的最大允许内外壁温差。研究表明 ,在GB15 0规定的设计压力下 ,对于大多数在高温下工作有保温层的厚壁圆筒能够满足强度要求 ,当超过相应的最大允许内外壁温差时 ,需要对内压引起的应力和温差引起热应力的组合应力进行强度校核计算。同时 ,针对应力分类评定存在的缺陷进行了讨论     

油水热交换器的应力强度评定与失效分析

本文采用有限元分析、显微组织观察及能谱分析的方法对油水热交换器换热管的开裂现象进行失效分析。基于有限元分析发现:在温度场作用下换热管与管板连接位置产生了较高的热应力,但应力强度评定结果满足标准要求。通过断口SEM分析发现,失效起裂点位于管道的外壁,并存在腐蚀产物,结合能谱分析发现腐蚀产物中存在氯离子。奥氏体不锈钢在较高的温度下对氯离子敏感,从而产生了应力腐蚀开裂现象,同时在热应力的作用下,促使其发生裂纹扩展失效。     

多乙二醇塔再沸器膨胀节应力强度评定

针对乙二醇装置中的多乙二醇塔再沸器膨胀节产生的裂纹失效,进行了三维有限元应力分析和应力强度评定,认为再沸器膨胀节产生裂纹失效的原因是强度安全余量不足.再沸器膨胀节的危险截面在波谷、波峰圆弧中点附近,危险点在波谷圆弧中点附近内、外表面和波峰圆弧中点附近内表面处.     

长期运行加氢裂化反应器应力分析

加氢裂化反应器是加氢装置的核心设备,长期在高温高压临氢状态下运行,且不断受到开停车时产生的热冲击,它的稳定运行对加氢装置的安全至关重要.以某石化公司加氢裂化反应器为研究对象,采用ANSYS有限元分析方法,建立有限元模型,对在正常与事故工况下运行的加氢裂化反应器应力状况进行分析,结果表明加氢裂化反应器的总体应力水平较低,母材2.25 Cr1Mo钢应力分布介于91～179 MPa,堆焊层应力分布介于135～ 157MPa,堆焊层出现屈服,应力最大值出现在凸台处,约200 MPa.加氢裂化反应器在飞温时也不会使材料发生明显的蠕变损伤,但是开停车或事故工况时的温度变化可能会导致反应器凸台支撑部位不锈钢堆焊层产生裂纹.     

铂重整反应器的损伤机理及其安全评定

对一台铂重整加氢反应器的损伤机理进行分析了，并认为是弹塑性破裂所致。根据该反应器高温运行状态应变测试实际数据，理论计算验证以及ＣＶＤＡ－１９８４《压力容器缺陷评定规范》，用断裂力学的ＣＯＤ方法对其进行了安全评定。评定结果指出，该反应器带裂纹仍可继续使用４年。经４年运行证明，评结果正确。     

热壁加氢反应器简体环向热应力有限元分析

通过有限元软件ANSYS，分别计算了启动和稳态操作情况下，加氢反应器简体的温度分布和应力分布。结果表明，加氢反应器简体堆焊层会随着温度上升产生应力集中，同时堆焊层对简体基层应力分布也会产生一定影响。     

石脑油中氧含量高对预加氢系统的影响及应对措施

连续重整装置自开工以来,预加氢系统压力降高、精制油硫含量不合格的问题一直困扰着装置的长周期运行。对催化剂的性能、原料石脑油的性质及输送方式等进行了分析研究,认为罐车公路运输的石脑油中氧含量高是导致预加氢系统结焦、压力降升高、精制油硫含量不合格的根本原因。为了保证预加氢反应器的正常运行,采用了热力除氧工艺。热力除氧系统投用后,原料石脑油中氧的质量浓度由2．0-7．0mg／L降低到0．1mg／L,有效抑制了预加氢系统压力降的增长速度。     

加氢反应器报价系统的开发

对目前加氢反应器的报价过程进行了分析 ,发现其主要影响因素是反应器的接管法兰和内构件的重量。通过对大量数据的归纳分析 ,找到了一套接管法兰和内构件重量的计算方法。利用该方法结合壳体、封头、裙座的重量计算编制了加氢反应器的报价程序系统。该系统能够满足工程应用的需要 ,可提高反应器的报价效率和精度 ,缩短报价周期。     

加氢反应器的质量控制

介绍加氢反应器制造过程中的质量控制,并结合实际生产编制出合理的堆焊焊接工艺、热处理及组装工艺,使设备的制造完全满足设计要求,较好地保证了产品质量。     

分支井连接井段井眼力学特性的有限元分析

针对分支井分支处连接段井壁力学特性，首次研究了分支连接处的应力分布规律，应用有限元法模拟了造斜半径和造斜方位对连接段井壁应力分布分支处的造斜半径、分支井开窗方向和地层最大(小)水平主应力方向之间的夹角对分支连接处应力和岩石破坏的影响，建立了分支井连接井段的几何模型和有限元分析模型。重点研究了两个井眼之间的破坏深度和宽度与方位夹角和造斜半径之间的规律，得出在只考虑钻分支连接段-稳定段时分支最优钻进的方位是沿着最大水平主应力方向。这些研究结果已在钻井设计中得到应用。     

裂解汽油加氢装置节能技术改造

通过拆除二段反应器进料预热器、氢气第一及第二预热器、硫化氢汽提塔再沸器,新增二段反应器进料加热器、二段反应器进出料换热器、热高分罐、脱戊烷塔进料预热器,改造二段加热炉,优化第二裂解汽油加氢装置的换热流程,合理利用二段反应器的反应热,同时通过对预分馏系统进行改造,提高装置的处理能力,改造后装置能耗较改造前降低了36%。     

长封固段固井套管热应力分析

对于长封固段固井所用套管,由于井眼温度场的作用,使得固井温度平衡后产生一定的热应力。根据固井过程中及固井结束后井眼温度场变化,利用热弹性力学理论,推导了描述固井前后套管柱热应力的公式,并以此为基础建立了考虑热应力作用的套管柱安全系数计算新方法。研究发现：在热应力作用下套管柱抗拉、抗外挤安全系数有所降低,更易使套管产生破坏;使用常规套管安全系数计算方法设计长封固段套管柱有可能导致套管柱产生强度破坏。 [     

非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成

创新的加氢技术包括非晶态合金催化剂和结合其磁性与加氢性能开发的磁稳定床反应工艺。将晶态催化剂的结构非晶化，使广泛应用的Raney Ni加氢性能产生质的飞跃。通过加入原子半径大的稀土提高晶化势能垒和碱抽提铝。突破了非晶态合金作为实用催化材料热稳定性差、比表面积小的限制。开发了工业生产非晶态合金催化剂的关键技术和设备，引入杂原子，调整对各种官能团的加氢活性、耐酸性和磁性，形成了SRNA系列催化剂。结合均匀磁场和非晶态合金的磁性，形成磁稳定床反应工艺。设计了调节磁场的磁隔栅；建立了可指导工业化的磁场和反应器数学模型。将该工艺用于己内酰胺加氢精制，催化剂耗量降低70％，反应器体积分别是相同处理量釜式和固定床的1／8和1／3，强化了催化反应过程。非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺在国际上首次工业应用，使我国的加氢技术产生跨越式进步，并产生了巨大的经济和社会效益。