炼油装置加工原料设防的评估方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103575640 A (43)申请公布日 2014.02.12 CN 103575640 A (21)申请号 201310488525.X (22)申请日 2013.10.17 G01N 17/00(2006.01) (71)申请人 中国石油化工股份有限公司 地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街 22 号 申请人 中国石油化工股份有限公司青岛安 全工程研究院 (72)发明人 兰正贵 刘小辉 谢守明 黄贤滨 李贵军 叶成龙 (74)专利代理机构 上海申新律师事务所 31272 代理人 张惠明 (54) 发明名称 炼油装置加工原料设防的评估方法 (57) 摘要

2、本发明涉及一种炼油装置加工原料设防的评 估方法， 主要解决现有技术中对加工原料中硫和 环烷酸设防指标设置不明的问题。本发明通过采 用一种炼油装置加工原料设防的评估方法， 包括 以下步骤 ：（1） 根据原油评价数据和装置各部位 实际硫分布和酸分布数据， 得出装置各部位硫和 酸与装置原料硫和酸的关系 ；（2） 对操作温度大 于 220的部位进行理论腐蚀速率计算， 计算实 际腐蚀速率， 并进行对比， 给出装置腐蚀薄弱部位 清单。 （3） 推算原料中允许的最大硫含量和酸值， 得出装置所允许的腐蚀性介质含量设防值， 评价装置目前设防值设置的合理性的技术方案较 好地解决了上述问题， 可用于炼油装置加工原料

3、 设防能力的评估中。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103575640 A CN 103575640 A 1/1 页 2 1. 一种炼油装置加工原料设防的评估方法， 包括以下步骤 ： （1） 根据原油评价数据和装置各部位实际硫分布和酸分布数据， 得出装置各部位硫和 酸与装置原料硫和酸的关系 ； （2） 根据装置运行情况、 腐蚀监检测情况以及停工腐蚀检查情况以及测得的硫含量、 酸 值及温度数据， 对操作温度大于 220的部位进行理论腐蚀速率计算， 同时根

4、据装置现场检 测数据计算实际腐蚀速率， 并与理论腐蚀速率进行对比， 给出装置腐蚀薄弱部位清单 ； （3） 核算腐蚀薄弱部位所能承受的腐蚀介质的最大含量， 推算原料中允许的最大硫含 量和酸值， 得出装置所允许的腐蚀性介质含量设防值， 评价装置目前设防值设置的合 理性。 权 利 要 求 书 CN 103575640 A 2 1/3 页 3 炼油装置加工原料设防的评估方法 技术领域 0001 本发明涉及一种炼油装置加工原料设防的评估方法。 技术背景 0002 随着石油需求的不断增长， 世界原油资源正趋于劣质化， 重质原油产量逐年增加， 含硫 （高硫） 原油在原油产量中的比例不断提高， 酸值也不断增加

5、。为了满足国民经济发展 的需要， 我国进口了大量的劣质原油， 随着炼油装置加工原油劣质化程度加重， 原油种类繁 多， 原油调合设施不完善， 原油质量监控不及时， 给装置带来了较为严重的腐蚀问题。 0003 刘小辉等在 炼油装置防腐蚀设防值研究 （石油化工腐蚀与防护， 2012， 29（1） ： 27 29） 详细提供了炼油装置防腐蚀设防值的必要性和重要性， 并提供了案例分析。 0004 目前， 炼油装置对腐蚀杂质设防存在的问题 ： 一是常减压装置加工原油超设防值 的情况较多， 二是常减压装置设防值的制定没有统一的规范标准， 二次加工装置没有制定 控制标准。加工劣质原油容易对装置产生冲击， 尤其

6、对常减压蒸馏装置和主要二次加工装 置将会造成严重腐蚀， 确定装置设防值可以帮助企业合理排产， 合理采购原油。 发明内容 0005 本发明所要解决的技术问题是现有技术中对加工原料中硫和环烷酸设防指标设 置不明的问题， 提供一种新的炼油装置加工原料设防能力的评估方法。该方法用于炼油装 置加工原料设防的评估中， 具有加工原料中硫和环烷酸设防指标设置合理的优点。 0006 为解决上述问题， 本发明采用的技术方案如下 ： 一种炼油装置加工原料设防能力 的评估方法， 包括以下步骤 ：（1） 根据原油评价数据和装置各部位实际硫分布和酸分布数 据， 得出装置各部位硫和酸与装置原料硫和酸的关系 ；（2） 根据装

7、置运行情况、 腐蚀监检测 情况以及停工腐蚀检查情况以及测得的硫含量、 酸值及温度数据， 对操作温度大于 220 的部位进行理论腐蚀速率计算， 同时根据装置现场检测数据计算实际腐蚀速率， 并与理论 腐蚀速率进行对比， 给出装置腐蚀薄弱部位清单。 （3） 核算腐蚀薄弱部位所能承受的腐蚀 介质的最大含量， 推算原料中允许的最大硫含量和酸值， 得出装置所允许的腐蚀性介质含 量设防值， 评价装置目前设防值设置的合理性。 0007 本发明中， 采用理论计算和装置监测相结合的方法， 分析装置对腐蚀介质的承受 能力， 最大限度发挥装置的加工潜能， 同时保障装置安全运行， 取得了较好的技术效果。 0008 下面

8、通过实施例对本发明作进一步的阐述， 但不仅限于本实施例。 具体实施方式 0009 【实施例 1】 0010 炼油装置设防评估时， 首先根据原油 （原料） 评价数据和装置各部位实际硫分布和 酸分布情况， 得出装置各部位硫和酸与装置原料硫和酸的关系。然后， 根据装置运行情况、 腐蚀监检测情况以及停工腐蚀检查情况， 确定装置各部位所能接受的理论腐蚀速率， 在核 说 明 书 CN 103575640 A 3 2/3 页 4 算该部位所能承受的腐蚀性介质含量， 从而推算得出装置所允许的腐蚀性介质含量设 防值， 然后根据推算所得的装置的设防值， 进行腐蚀适应性评估， 得出腐蚀监检测和材质升 级方案， 如果

9、腐蚀监测和材质升级方案不可接受， 则对评估出的设防值进行修正， 重新进行 腐蚀适应性评估， 评估得出的腐蚀监测和材质升级方案经济合理可行时的设防值即为装置 的设防能力。 0011 在某常减压装置上， 该装置加工原油硫含量 1.17wt%、 酸值 0.35mgKOH/g。根据装 置对腐蚀性杂质分析化验的情况， 分析得出原油中硫和酸在装置减压系统分布情况如下 表。 0012 表 1 原油和减压系统物料硫含量和酸值数据 0013 物料硫含量 (wt%)酸值 (mgKOH/g) 原料油1.170.35 减一中减二线1.450.36 减二中减三线1.720.38 减四线2.220.52 减渣2.780.

10、3 0014 根据装置各部位材质、 操作条件和腐蚀性杂质 （硫和酸） 的含量， 采用高温硫和环 烷酸腐蚀模型进行理论腐蚀速率核算。核算结果显示部分减四线管道 （材质为 1Cr5Mo， 操 作温度为 370） ， 理论腐蚀速率为 0.51mm/a ； 部分减渣管道 （材质为 1Cr5Mo， 操作温度为 370） ， 理论腐蚀速率为 0.51mm/a。 0015 高温测厚 ： 由于工作环境温度高， 操作难度较大， 测厚数据易出现波动， 通过线性 拟合的方法可以得到测厚点的实际减薄情况， 减少异常数据点的影响， 0016 以某测点为例， 其历史测厚数据为 2009 年 3 月 10.9mm、 200

11、9 年 4 月 11.7mm、 2009 年 5 月 11.6mm、 2009 年 6 月 11.2mm、 2009 年 8 月 11.2mm、 2009 年 9 月 11.2mm、 2009 年 10 月 8.5mm， 该测点 2009 年 10 月测厚值与前几个次测厚数据相差近 3mm， 数据误差较大， 可 能是由于测厚人员更换造成的， 去除该数据， 以 3 月份测量值为起点， 以测量间隔的月数 为横坐标， 以测厚数据为纵坐标作图， 对图上的数据点进行线性拟合， 获得拟合曲线斜率 为 -0.0149， 该斜率值就是腐蚀速率值， 转换单位后为 ： 0.014912=0.18mm/a。 001

12、7 实际腐蚀速率核算发现， 减四线最高腐蚀速率为 0.71mm/a， 减渣管道最高腐蚀速 率为 0.99mm/a。 0018 根据理论腐蚀速率和实际腐蚀速率核算的结果， 确定减四线和减底渣油线是装置 腐蚀薄弱部位。 0019 表 2 薄弱部位对硫和酸的耐受能力 0020 说 明 书 CN 103575640 A 4 3/3 页 5 0021 从上表可以看出， 要想使腐蚀薄弱部位满足防腐要求 （腐蚀速率不超过 0.38mm/ a） ， 原油酸值不变的情况下， 硫含量需要降低， 使减四线和减底渣油硫含量不超过 1wt%。要 想保持原油硫含量不降低， 无法通过降低原油酸值来满足防腐要求。 0022 由于当前材质无法满足生产要求， 建议进行材质升级， 将减四线和减渣线腐蚀薄 弱部位升级为 304L。 0023 材质升级后重新核算装置的设防能力， 确定原油酸值可以提升到 0.5mgKOH/g。建 议装置设防指标定为硫含量 1.17、 酸值 0.5mgKOH/g。 说 明 书 CN 103575640 A 5