脱硫脱水对CNG加气站地下储气井腐蚀过程影响研究

摘要

近年来，随着我国经济的快速发展，并随着环境恶化，国家和人民都越来越重视环境和环保的条件下，作为低排放的清洁燃料，天然气是我国增长最快的能源并且这一增长趋势不断加速中。CNG作为一种新型燃料，其拥有清洁、高效、经济效益远远高于汽油和柴油等一系列特点，近年迎来了井喷式的发展。但是随着CNG汽车和CNG加气站的井喷发展，CNG加气站的安全问题并没有得到与之匹配的发展，并发生了很多安全事故。而作为其中最不可控的泄露事故原因之一，储气井内因积液造成的腐蚀导致事故将会随着储气井运行时间的增长越来越多。　　本文针对储气井内特殊构造，难以细致研究积液问题，通过运用 Aspen Plus建立CNG加气站工作流程，并进行流程流程模拟，得到储气井环境下脱硫率即硫化氢含量对于积液中的 pH的大小起到了决定性的作用。因此通过使用电化学工作站对20#碳钢在不同浓度硫化氢溶液在不同温度下的EIS和动电位极化曲线进行分析拟合，得到20#碳钢在不同浓度的硫化氢浓度中均一直处于活化溶解状态，没有钝态现象。且在溶液中，腐蚀速率先降后逐渐加速，而且得出当硫化氢含量越高时，腐蚀速率越快，但是这一过程并非线性上升。而且温度越高腐蚀速率越快。最后以ANSYS对储气井在正常工作状态下和腐蚀发生后状态下的应力分析，发现若是发生储气井内发生腐蚀且腐蚀面积为6cm2深度为1.2mm时，储气井内的应力已经超过了材料所能承受的屈服极限。因此在CNG加气站实际生产过程中，应当更加注意脱硫设备和储气井进气温度。

目录

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2 CNG加气站的发展历程

1.3国内外研究概况

1.4 研究路线

1.5 创新点

1.6 本章小结

第二章 原理和实验规划

2.1储气井结构

2.2 CNG加气站工作原理

2.3 腐蚀机理

2.4 实验设计

2.5 本章小结

第三章 利用Aspen Plus模拟加气站内储气井积液

3.1 研究内容

3.2 选择模拟软件

3.3 建立加气站模型

3.4 模拟计算和结果

3.5 本章小结

第四章 电化学腐蚀测试

4.1 实验内容

4.2实验设备

4.3 实验条件和准备工作

4.4 实验过程

4.5 实验结果和数据分析

4.6 本章小结

第五章 储气井应力分析

5.1 有限元分析

5.2 ANSYS

5.3 储气井结构模型建立

5.4 单元选择和网格划分

5.5 正常工作状态下的计算结果

5.6 储气井腐蚀后的计算结果

5.7 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果