[发明专利]反应流出物空冷器流动腐蚀泄漏检测及风险评估控制方法

说明书

本发明公开了一种反应流出物空冷器流动腐蚀泄漏检测及风险评估控制方法。采用加氢空冷管束装置，将上下两排管束结构平行安装在入口和出口管箱之间，管束分别和入口管箱和出口管箱相连通，每个管束结构中安装有四个压力传感器，工作时从入口管箱注入多相流介质最后从出口管箱流出。记录未泄漏状态时压力传感器的压力标定值；工作时针对同一个管束结构的四个压力传感器，取平均值为压力几何平均值，根据两个值计算获得压力偏差值，通过偏差值判断是否存在泄漏风险，以及风险等级，若泄漏则堵住管束分别和入口管箱和出口管箱之间连接通道。本发明能够有效检测管束横截面压力情况，进行泄漏程度和风险等级评定，有效降低流动腐蚀泄漏风险，防止安全事故的发生。

技术领域

本发明涉及管道或管束类设备腐蚀泄漏的在线监测与防控，具体地说是涉及一种反应流出物空冷器流动腐蚀泄漏检测及风险评估控制方法。

背景技术

能源是社会、经济发展的基础，炼油工业是能源领域的重要支撑。炼油工业的健康、有序发展，是国家安定和社会平稳的重要基石。随着原油资源的逐渐枯竭，我国对外国进口原油的依存度逐年增加，预计到2020年将达到70％，且以高硫、高氮、高酸、含氯的劣质原油为主。在原油劣质化、装置大型化和运行工况苛刻化的发展过程中，我国炼油工业中许多的换热设备，例如加氢反应流出物空冷器、加氢反应流出物换热器等普遍出现了严重的流动腐蚀现象，换热管束穿孔泄漏引发的装置非计划停工事故屡见不鲜。由于换热设备管束的工艺过程复杂，涉及到流动、传热、相变、腐蚀等一系列问题，且处在高压(约13MPa)、临氢工况，服役环境极为苛刻，管束的泄漏穿孔具有明显的局部性、突发性和风险性，频繁的非计划停工及着火死亡等安全事故，不仅严重影响企业的生产计划、成本与效益，而且还严重威胁着节能、环保与安全，已成为制约行业可持续发展的重要障碍。

炼油工业中的加氢反应流出物冷换设备，特别是空冷管束，其内径为19mm，壁厚仅为3mm，且长期处于流动、传热、冷却、相变的复杂流动环境，是国际公认的流动腐蚀高风险设备。自上世纪60年代加氢工艺投用以来，空冷管束的流动腐蚀失效一直未得到有效解决。国际行业组织NACE、API等通过数十年的失效跟踪调研，形成了国际标准API 932-A/B，主要采用材质升级、原料限定、工艺调整等传统思路进行腐蚀防控，比较适用于欧美等发达国家的常规油种、稳定工况下的设备运行安全。但是随着我国原油资源开采进入中后期，生产过程需添加腐蚀性注剂来维持产量；同时进口大量劣质原油，原油劣质化、多变化形成的腐蚀机理复杂性及防控难度已远超API标准，因强腐蚀环境下的流动腐蚀临界特性、安全运行区域、失效位置及风险程度不清楚，既缺少定量的预测方法，又缺少科学实用的流动腐蚀泄漏检测和防控技术。一旦出现加氢空冷器管束的泄漏问题，常规的手段只能是采用停工的方式进行消缺堵漏，严重的则会造成火灾、爆炸等事故，引起严重的社会负面影响。

在加氢空冷器的结构方面，目前常用的结构形式主要有2-2-2、1-1-1-1-1、3-3等结构，其中2-2-2表示2管排3管程结构、1-1-1-1-1表示单管排5管程结构、3-3表示3管排两管程结构。鉴于各管程之间的间隙极小，若中间管程出现管束的泄漏穿孔，无法通过直观有效的手段对泄漏的管束进行识别，常规的手段只能是先对装置进行停工，再通过水压试验确定泄漏的管束位号，从而进行管束的堵管堵漏，设备停工造成的物料损失、设备检维修费用高达200～300万元。因此，亟需一种科学实用的反应流出物空冷器流动腐蚀泄漏检测及风险评估控制方法，实现装置的高效、稳定、长周期运行。

发明内容

为实现炼油工业换热管束类设备的腐蚀泄漏在线检测防控，提高设备的连续运行周期，本发明提供一种反应流出物空冷器流动腐蚀泄漏检测及风险评估控制方法。

本发明包括两个方面，其一是实现流动腐蚀泄漏的在线检测技术方法，其二是实现流动腐蚀的风险等级评定以及不停工前提下的流动腐蚀泄漏防控方法，从而降低加氢反应流出物空冷器因流动腐蚀泄漏引发的非计划停工频次，满足加氢装置的安、稳、长、满、优可靠运行。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括以下步骤：