[发明专利]基于水相态分析计算的石化设备腐蚀判定方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工装置的腐蚀判定与装置在线腐蚀监控领域，尤其是涉及一种基于水相态分析计算的石化设备腐蚀判定方法。

背景技术

石油化工设备大部分运行在高温高压的环境条件下，有毒有害、易燃易爆、腐蚀带来的危害及由腐蚀引起的设备爆炸或设备部件失效等造成经济损失及人身伤害尤为突出，另外随着油气田的深度开采，采出水中含硫、含盐量、酸度及矿化度不断升高，这导致石化装置的腐蚀越来越严重，腐蚀是石化装置平稳安全运行的重要损害因素，腐蚀可造成装置失效、设备运行故障，甚至引发火灾、爆炸等事故，腐蚀严重影响设备安全运行、设备使用寿命等。因此，腐蚀的判定、预测与监控工作显得尤为重要。

石化装置的设备种类繁多，如炉类、塔类、反应设备类、贮罐类、换热设备类等，其中塔类、反应设备类、贮罐类及换热设备类等都涉及介质，而介质的存在即代表随时可能伴随发生的腐蚀，进而引起部件/设备的失效，需要定期检修或更换部件，因而根据设备的级别设定了检验周期，检修需要人进入反应塔、压力罐等容器内，不仅空间限制且容器内往往残留大量对人体有害的气体或其它介质，且有些区段检测不到，这给装置的全面监控与腐蚀评估带来较大的困难和误差。

目前，国内外研究工作者对石油化工装置的腐蚀类型及基本腐蚀机理掌握相对比较全面，许多石油化工单位也根据具体装置的运行工艺参数与介质情况进行在线数据采集，建立腐蚀数据库，结合现场实际工作人员的经验与腐蚀数据统计分析方法进行设备的腐蚀状况评估，也有少量根据腐蚀数据建立腐蚀模型，如BP神经元网络在炼油厂低温腐蚀预测模型上的应用、BP神经网络预测石化塔顶系统腐蚀的应用研究、基于灰色系统理论的常压蒸馏装置腐蚀预测以及基于极限学习机的石化设备腐蚀预测方法，上述方法虽然各自从特定设备出发在不同程度上预测判定设备的腐蚀趋势状况，均具有较大的局限性，误差范围较大，无法全面统筹分析。

现有已发表的论文“一种基于水分析计算的电化学腐蚀判定方法”，该结果仅对装置设备进行节点划分、水相分析、电化学反应可能性以及反应进行可能程度判定，而且其判定仅对于某一种或类介质进行分析判定；而对于整套运行装置来说任何一个工艺区间段都处于动态运行条件，各种介质均处于不同的动态变化过程中，介质的动态运行状态与静态条件下的腐蚀行为规律与过程不尽相同甚至截然不同，该发明专利申请是在全面考虑设备运行工艺条件、介质种类、介质动态流型流态、介质交互作用的基础上进行装置的腐蚀判定。

发明内容

本发明提供一种基于水相态分析计算的石化设备腐蚀判定方法，不需人工现场作业、分析全面系统、分析精度高、易于掌握等优点。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于水相态分析计算的石化设备腐蚀判定方法，所述判定方法包括如下步骤：

1）装置介质中水分压的计算；

2）运行工艺设定的温度/压力下水的饱和蒸汽压计算；

3）装置工艺节点确定；

4）不同工艺节点间各自总的水含量分析；

5）水的不同相态分析与含量计算；

6）节点间介质流态分析与判断；

7）节点间腐蚀介质种类与含量分析；

8）不同介质腐蚀类型及介质交互作用判定分析；

9）介质与流态结合进行腐蚀类型与腐蚀程度分析与判定。

进一步的：

装置介质中水分压的计算方法为：在设定工艺要求温度条件下依据设备不同工艺流程区段的操作压力来计算其水分压，P_水=（p+1atm）V_水/V，其中P_水为水分压，V是气体介质的总体积，V_水是介质中水蒸汽的体积，p为操作压力。

依据步骤1中计算得到的水分压，结合水的相态图与水的饱和蒸汽压和温度对应表来确定某一温度或压力下水汽相的饱和蒸气压或温度。

所述装置工艺节点确定方法是：以装置中工艺参数变化为基础，以工艺流程次序和以处理工艺为基础设定的设备操作压力、操作温度为基准划分节点，同一流程中、温度和压力相同的为同一节点，基于此依次划分整个工艺流程为若干个工艺节点。

不同工艺节点间各自总的水含量分析方法是：依据步骤1中计算得到的所述水分压及设备运行工艺温度确定各个节点处饱和水的含量，进而比较各个节点总的水含量。