[發明專利]一種煉油裝置高溫部位腐蝕剩余壽命預測方法

無效

• 申請號: 201110180295.1
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102855368A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 李家民;張耀亨;程光旭;漢繼程;郭金彪;劉良;陳陣;邵鵬程;朱以明;馮丹;武瑋;張松俊;李珺
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種加工高硫高酸原油煉油裝置高溫部位(酸值范圍0～4.0wt％，硫含量0～6.0mgKOH/g，溫度范圍180～420℃)腐蝕剩余壽命預測方法。

背景技術

煉油工業是以石油為原料生產汽油、煤油、柴油等石油產品的能源行業，是國民經濟最重要的支柱產業之一。隨著世界各國對石油的需求量劇增，石油的深度開采，使得劣質、重質原油的產量逐年增加，這些劣質、重質原油呈現出高酸、高硫的變化趨勢，而在煉制過程中，這些原油中的酸和硫會腐蝕煉油裝置，影響裝置的安全運行，影響產品的收率和質量，增加企業檢維修成本，造成巨大的經濟損失，甚至還有可能造成極其嚴重的環境污染、災難性的人身及設備安全事故。特別是高溫部位的腐蝕已經成為威脅煉油裝置安全平穩運行的主要隱患之一。

現有研究發現，高硫高酸原油中的環烷酸和硫是造成煉油裝置高溫設備腐蝕失效的最主要原因，而影響高溫環烷酸和硫腐蝕的因素又很多，包括材料種類、油品酸值、硫含量、溫度條件、流速條件等，這些因素之間復雜的協同作用，導致設備發生腐蝕，目前沒有定量的物理模型可以對其進行準確的描述。因此如何有效的預測受環烷酸和硫腐蝕影響的煉油設備的剩余壽命，保障煉油裝置的安全運行是擺在我們面前亟待解決的一個問題。

針對煉油裝置高溫部位腐蝕剩余壽命的預測問題，目前采用的方法主要有定期定點測厚；現場腐蝕掛片；基于灰色預測理論或者神經網絡方法。對于定期定點測厚來說，檢測位置和檢測周期的確定比較困難，往往依據工程經驗制定檢測規范，缺乏理論依據。現場腐蝕掛片周期過長，安裝和拆卸極不方便。基于灰色預測理論方法所需樣本數量少，計算簡單，但由于在實際情況中腐蝕速率具有較大波動特性，其時間序列不夠光滑，采用灰色預測模型獲得的預測精度偏低。而基于神經網絡的方法容易陷入局部最優解，訓練效率低，網絡結構與模型參數難以確保最優，且由于以經驗風險最小化為訓練準則，存在著過學習和低泛化的問題，難以保證預測精度，限制了其在實際過程中的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于加工高硫高酸原油煉油裝置高溫部位腐蝕剩余壽命預測方法，解決現有技術中難以精確預測腐蝕剩余壽命的問題。

本發明所述的加工高硫高酸原油煉油裝置高溫部位腐蝕剩余壽命預測方法，步驟如下：

1)通過模擬試驗獲得煉油裝置高溫部位金屬材料在不同的油品酸值、硫含量、溫度和流速條件下的腐蝕速率；

2)依據實驗數據，運用最小二乘支持向量機方法(LS-SVM)，建立油品酸值、硫含量、溫度、流速等影響因素與腐蝕速率之間對應關系的數學模型；

3)測量煉油裝置高溫部位工藝介質的酸值、硫含量、溫度和流速，根據建立的數學模型，進行腐蝕速率的預測；

4)測量煉油裝置高溫部位的平均剩余壁厚，根據設備設計條件獲得最小要求壁厚，利用得到的平均剩余壁厚、最小要求壁厚和預測出的腐蝕速率，計算出腐蝕剩余壽命。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和效果：綜合考慮多種因素的協同腐蝕作用，運用基于結構最小化原則的最小二乘支持向量機方法，建立了腐蝕影響因素與腐蝕速率之間相互關系的數學模型，并編制成計算機程序，能夠快速、準確的預測出加工高硫高酸原油裝置高溫部位的腐蝕剩余壽命，為煉油裝置的安全運行提供技術支持。

附圖說明

圖1是本發明方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明的技術方案做進一步的描述。

1)通過模擬試驗獲得煉油裝置高溫部位金屬材料在不同的油品酸值、硫含量、溫度和流速條件下的腐蝕速率。

試驗裝置采用高溫反應釜，采用白油為基油，以環烷酸模擬原油酸值，以十二硫醇模擬原油中硫含量。酸值范圍0～4.0wt％，硫含量0～6.0mgKOH/g，溫度范圍180～420℃，流速范圍0～30m/s。試驗的金屬材料包括碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鎳基合金、銅、鋁、鈦或其他金屬材料。

試驗的金屬材料依據SY/T?5273-91《油田采出水用緩蝕劑性能平價方法》中的規定的試片規格進行加工，試片使用前進行丙酮和乙醇除油、干燥處理后稱重。試驗完畢后，從高溫反應釜中取出試片，用丙酮洗去試片上的油漬和腐蝕產物，再用乙醇洗去試片上的丙酮，稍微用冷風干燥，置于干燥器24小時后稱重，并按下式計算平均腐蝕速率V_corr：