[发明专利]一种炼油装置高温部位腐蚀剩余寿命预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工高硫高酸原油炼油装置高温部位(酸值范围0～4.0wt％，硫含量0～6.0mgKOH/g，温度范围180～420℃)腐蚀剩余寿命预测方法。

背景技术

炼油工业是以石油为原料生产汽油、煤油、柴油等石油产品的能源行业，是国民经济最重要的支柱产业之一。随着世界各国对石油的需求量剧增，石油的深度开采，使得劣质、重质原油的产量逐年增加，这些劣质、重质原油呈现出高酸、高硫的变化趋势，而在炼制过程中，这些原油中的酸和硫会腐蚀炼油装置，影响装置的安全运行，影响产品的收率和质量，增加企业检维修成本，造成巨大的经济损失，甚至还有可能造成极其严重的环境污染、灾难性的人身及设备安全事故。特别是高温部位的腐蚀已经成为威胁炼油装置安全平稳运行的主要隐患之一。

现有研究发现，高硫高酸原油中的环烷酸和硫是造成炼油装置高温设备腐蚀失效的最主要原因，而影响高温环烷酸和硫腐蚀的因素又很多，包括材料种类、油品酸值、硫含量、温度条件、流速条件等，这些因素之间复杂的协同作用，导致设备发生腐蚀，目前没有定量的物理模型可以对其进行准确的描述。因此如何有效的预测受环烷酸和硫腐蚀影响的炼油设备的剩余寿命，保障炼油装置的安全运行是摆在我们面前亟待解决的一个问题。

针对炼油装置高温部位腐蚀剩余寿命的预测问题，目前采用的方法主要有定期定点测厚；现场腐蚀挂片；基于灰色预测理论或者神经网络方法。对于定期定点测厚来说，检测位置和检测周期的确定比较困难，往往依据工程经验制定检测规范，缺乏理论依据。现场腐蚀挂片周期过长，安装和拆卸极不方便。基于灰色预测理论方法所需样本数量少，计算简单，但由于在实际情况中腐蚀速率具有较大波动特性，其时间序列不够光滑，采用灰色预测模型获得的预测精度偏低。而基于神经网络的方法容易陷入局部最优解，训练效率低，网络结构与模型参数难以确保最优，且由于以经验风险最小化为训练准则，存在着过学习和低泛化的问题，难以保证预测精度，限制了其在实际过程中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于加工高硫高酸原油炼油装置高温部位腐蚀剩余寿命预测方法，解决现有技术中难以精确预测腐蚀剩余寿命的问题。

本发明所述的加工高硫高酸原油炼油装置高温部位腐蚀剩余寿命预测方法，步骤如下：

1)通过模拟试验获得炼油装置高温部位金属材料在不同的油品酸值、硫含量、温度和流速条件下的腐蚀速率；

2)依据实验数据，运用最小二乘支持向量机方法(LS-SVM)，建立油品酸值、硫含量、温度、流速等影响因素与腐蚀速率之间对应关系的数学模型；

3)测量炼油装置高温部位工艺介质的酸值、硫含量、温度和流速，根据建立的数学模型，进行腐蚀速率的预测；

4)测量炼油装置高温部位的平均剩余壁厚，根据设备设计条件获得最小要求壁厚，利用得到的平均剩余壁厚、最小要求壁厚和预测出的腐蚀速率，计算出腐蚀剩余寿命。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：综合考虑多种因素的协同腐蚀作用，运用基于结构最小化原则的最小二乘支持向量机方法，建立了腐蚀影响因素与腐蚀速率之间相互关系的数学模型，并编制成计算机程序，能够快速、准确的预测出加工高硫高酸原油装置高温部位的腐蚀剩余寿命，为炼油装置的安全运行提供技术支持。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

1)通过模拟试验获得炼油装置高温部位金属材料在不同的油品酸值、硫含量、温度和流速条件下的腐蚀速率。

试验装置采用高温反应釜，采用白油为基油，以环烷酸模拟原油酸值，以十二硫醇模拟原油中硫含量。酸值范围0～4.0wt％，硫含量0～6.0mgKOH/g，温度范围180～420℃，流速范围0～30m/s。试验的金属材料包括碳钢、低合金钢、不锈钢、镍基合金、铜、铝、钛或其他金属材料。

试验的金属材料依据SY/T 5273-91《油田采出水用缓蚀剂性能平价方法》中的规定的试片规格进行加工，试片使用前进行丙酮和乙醇除油、干燥处理后称重。试验完毕后，从高温反应釜中取出试片，用丙酮洗去试片上的油渍和腐蚀产物，再用乙醇洗去试片上的丙酮，稍微用冷风干燥，置于干燥器24小时后称重，并按下式计算平均腐蚀速率V_corr：