CN104862003A - 原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，属于炼油设备防腐技术领域。该管理系统包括加药系统、监测系统和控制系统，所述的加药系统设有药剂罐、加药泵、气动调节阀及注剂喷嘴；所述的监测系统设有探针、pH计、铁离子在线分析仪及在线油份分析仪；所述的控制系统由微机、PLC或DCS、变频器及配电柜组通过信号线连接。本发明提供的常减压蒸馏装置可以降低设备腐蚀风险，大大减少原油中的杂质对下游装置的腐蚀、结垢、催化剂中毒以及产品品质的影响；加药系统、在线监测系统及控制系统配合使用，保证装置长周期运行，有效降低炼厂运行成本，安全环保。
Description
技术领域
本发明属于炼油设备防腐技术领域，特别涉及一种原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统。
背景技术
常减压装置一般包括原油罐、电脱盐设备、常压塔和防腐装置等。其中常压塔处理大量来自初馏塔的原油，并消耗大量的能量，因此，保证常压塔高效、稳定运行，成为常减压装置节能降耗、提高原油拔出率的关键。电脱盐设备与下游二次加工密切相关是使常减压装置高效平稳运行的重要前提。防腐装置是保证常减压装置长周期运行的核心。原油常减压装置的腐蚀控制目前最佳手段是进行工艺防腐，工艺防腐的效果往往受到原料、现场操作、腐蚀介质、防腐化学药剂性能、监测手段等多方面的影响。但是现有的设备只能通过控制pH值来控制塔顶腐蚀，且无法对垢下腐蚀进行预测，装置一旦停工将影响二次加工装置的原料安全，以及炼油厂的污水排放。而现有的常减压装置中还没有能快速侦测到物料及参数的变化的系统，由于对原油的分析耗时长，滞后性较大，若不能及时准确的对工艺作出相应调整，往往容易造成采出的产品不合格或者影响原油的拔出率，严重则导致全厂停工。
因此保证常减压装置长周期运行，减少原油中杂质对下游装置的腐蚀影响产品，安全环保一直以来是众多企业亟待解决的首要问题。
发明内容
为解决现有常减压装置防腐工艺检测滞后，腐蚀工艺不易控，运行成本高、周期短等问题，本发明提供了一种原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，该系统可以保证常减压蒸馏装置长周期运行，使装置腐蚀可控，降低成本，安全环保。
本发明的技术方案是这样实现的：一种原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，常减压蒸馏装置包括原油罐、常压塔、减压塔、电脱盐罐、换热器、空冷器、回流罐及与上述各设备之间连接的管路，该管理系统包括加药系统、监测系统和控制系统；所述的加药系统设有药剂罐、加药泵、气动调节阀及注剂喷嘴，药剂罐、加药泵及气动调节阀串联连接设在各加药管路上，所述的注剂喷嘴设置在加药管路的输出端，通过信号阀与控制系统连接；
所述的监测系统设有探针、pH计、铁离子在线分析仪及在线油份分析仪，探针分别设置在常压塔的塔顶、换热器管路、空冷器管路及冷凝器的入口处，所述的pH计及铁离子在线分析仪设置在回流罐切水管路上，所述的在线油份分析仪设置在一级电脱盐罐污水排放管路上；所述的控制系统安装在机房，由微机、PLC或DCS、变频器及配电柜组通过信号线连接。
所述的控制系统的软件包括ASIT原油混炼稳定性分析、结垢趋势分析和IEM离子模拟软件。
进一步的，所述的注剂喷嘴是将管线斜割，形成与该管线轴线方向呈45°的倾斜面，并在所得的倾斜面的尖端开设U形坡口，所述的U形坡口长1～3cm，宽1～3mm，所述的注剂喷嘴插入物料管1/3–1/2处。
进一步的，所述的药剂罐包括破乳剂罐Ⅰ、破乳剂罐Ⅱ、反向破乳剂罐、缓释剂罐及中和剂罐。
应用上述的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，具体步骤为：在线油份分析仪测定一级电脱盐罐污水排放管路中的原油数据，将该数据传输给控制系统，由控制系统中的ASIT原油混炼稳定性分析软件及结垢趋势分析软件给出调整信号，调整破乳剂的填加量；探针、pH计和铁离子在线分析仪分别将各检测点的数据信息反馈至控制系统，由IEM离子模型软件对数据库中对应的参数进行调整，将调整指令通过信号阀发至缓蚀剂和中和剂罐，调整缓蚀剂和中和剂的填加量。
各药剂罐的注入量为：原油破乳剂注入0-20ppm，电脱盐破乳剂2-10ppm，反向破乳剂0-3ppm，油溶性缓蚀剂3-5ppm，水溶缓蚀剂2-10ppm。
进一步的，该控制系统发出调整信号后，保持电脱盐外排污水的水中油含量≤150mg/l，探针腐蚀率≤0.2mpy，回流罐排污水的pH值在5.5～7.5范围内、铁离子浓度≤1.0mg/l。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
(1)加药系统设置合理药剂罐，高效的破乳剂、缓蚀剂及中和剂可以控制常减压装置的腐蚀，注剂喷嘴的独特设计可最大程度地保障药剂雾化以确保药剂和物流的接触混合，从而最大程度地对管线设备进行缓蚀保护；
(2)在线监测系统可以快速侦测到物料及参数的变化与波动，使装置的腐蚀处于安全可控的范围内，并得到有效的监管；
(3)控制系统及时准确的作出相应的调整，可以达到高效率脱盐、脱水、脱杂质及排水清澈不带油，保证电脱盐高效平稳；
(4)加药系统、在线监测系统及控制系统配合使用，保证装置长周期运行，降低设备腐蚀风险，大大减少原油中的杂质对下游装置的腐蚀、结垢、催化剂中毒以及产品品质的影响，有效降低炼厂人力成本、运行成本，安全环保。
附图说明
图1为本发明原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统的示意图；
图2为本发明注剂喷嘴的左视图；
图3为本发明注剂喷嘴的主视图；
图4为本发明注剂喷嘴在物流管中示意图；
其中，1、原油罐，2、一级电脱盐罐，3、常压塔，4、换热器，5、空冷器，6、回流罐，7、减压塔，8、控制系统，9、加药泵，10、气动调节阀，11、破乳剂罐Ⅰ，12、破乳剂罐Ⅱ，13、反向破乳剂罐，14、缓释剂罐，15、中和剂罐，16、在线油份分析仪，17、探针，18、pH计，19、铁离子在线分析仪，20、注剂喷嘴，21、冷凝器，22、信号阀。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细描述，但不用于限制本发明的保护范围。
原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，其中常减压蒸馏装置包括原油罐1、常压塔3、减压塔7、电脱盐罐、换热器4、空冷器5、回流罐6及与上述各设备之间连接的管路，该管理系统包括加药系统、监测系统和控制系统8；所述的加药系统设有药剂罐，加药泵9，气动调节阀10及注剂喷嘴20，药剂罐，加药泵9及气动调节阀10串联连接设在各加药管路上，药剂罐包括破乳剂罐Ⅰ11、破乳剂罐Ⅱ12、反向破乳剂罐13、缓释剂罐14和中和剂罐15，通过信号阀22与控制系统8连接，所述的注剂喷嘴20设置在加药管路的输出端；该注剂喷嘴20是将管线斜割，形成与该管线轴线方向呈45°的倾斜面，并在所得的倾斜面的尖端开设U形坡口，所述的U形坡口长1～3cm，宽1～3mm，所述的注剂喷嘴20插入物料管1/3–1/2处。
所述的监测系统设有探针17、pH计18、铁离子在线分析仪19及在线油份分析仪16，探针17分别设置在常压塔3的塔顶、换热器4管路、空冷器5管路及冷凝器21的入口处，所述的pH计18及铁离子在线分析仪19设置在回流罐6切水管路上，所述的在线油份分析仪16设置在一级电脱盐罐2污水排放管路上；所述的控制系统8安装在机房，由微机、PLC或DCS、变频器及配电柜组通过信号线连接。所述的控制系统8的软件包括ASIT原油混炼稳定性分析、结垢趋势分析和IEM离子模拟软件。
应用上述的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，具体步骤为：在线油份分析仪16测定一级电脱盐罐2污水排放管路中的原油数据，将该数据传输给控制系统8，由控制系统8中的ASIT原油混炼稳定性分析及结垢趋势分析软件给出调整信号，调整破乳剂的填加量；探针17、pH计18和铁离子在线分析仪19分别将各检测点的数据信息反馈至控制系统8，由IEM离子模型软件对数据库中对应的参数进行调整，将调整指令通过信号阀22发至缓蚀剂罐14和中和剂罐15，调整缓蚀剂和中和剂的填加量。
各药剂罐的注入量为：原油破乳剂注入0-20ppm，电脱盐破乳剂2-10ppm，反向破乳剂0-3ppm，油溶性缓蚀剂3-5ppm，水溶缓蚀剂2-10ppm。
该控制系统8发出调整信号后，保持一级电脱盐罐2外排污水的水中油含量≤150mg/l，探针20腐蚀率≤0.2mpy，回流罐6排污水的pH值在5.5～7.5范围内、铁离子浓度≤1.0mg/l。如表1所示为本发明常减压装置能够达到的性能指标。
表1常减压装置性能指标
| 序号 | 性能保证值 | 性能保证值 |
| 1 | 罐区脱水后的原油水含量 | ≤0.5％ |
| 2 | 电脱盐脱后含盐 | ≤3mgNaCl/l |
| 3 | 脱后含水 | ≤0.2％ |
| 4 | 排水含油 | ≤150ppm |
| 5 | 金属离子脱除率 | ≥70％ |
| 6 | 常、减顶探针腐蚀速率 | ≤0.2mm/y |
| 7 | 常、减顶铁离子 | ≤1mg/l |
| 8 | 常顶循铁离子 | ≤1mg/l |
| 9 | 常顶、减顶PH值 | 5.5～7.5 |
| 10 | 高温部位探针腐蚀速率 | ≤0.2mm/y |
| 11 | 高温部位铁离子 | ≤1mg/l |
本发明通过调节各药剂罐中药剂填入量，可以达到高效防腐的效果，其中破乳剂罐Ⅰ11中加入原油破乳剂，可优化电脱盐效率，加入乳化层分解，有效防止电脱盐电极短路和液位控制问题，减少原油预热段和炼厂其它操作单元出现的结垢，保持排水不含油。
破乳剂罐Ⅱ12中加入电脱盐破乳剂，用来帮助分解常减压电脱盐中存在的油水乳化液有助于原油中固体沉降，本发明中电脱盐的破乳剂含有多达10种有效成份，可以帮助分散原油中存在的石蜡颗粒，有效处理中质到重质原油的油/水乳化液、可增加更多的表面流体膜形成高效水滴的聚合。
反向破乳剂罐13有效地改善油水包油(O/W)乳液的界面张力，使污水内的胶体颗粒失去稳定的排斥力及吸引力，最终失去稳定性而形成絮体，更进一步通过化学桥联，最终完成对污水中的油水分离及有害杂质的分离，达到污水净化目的，以满足后续处理工序对水质的要求。
缓释剂罐14包括油溶性缓蚀剂和水溶性缓蚀剂，其中油溶性缓蚀剂可有效控制低PH值(酸性)腐蚀和高PH值(二硫化物)腐蚀。水溶性缓蚀剂用在常减压装置和其它蒸馏塔的塔顶冷凝系统控制腐蚀。不仅可以保护水湿润的所有区域，还可以节约总的用水成本。
中和剂罐15中加入的中和剂是酸(酸式盐)与碱(碱式盐)相互作用调节介质pH值的物质。高效的中和剂，能够及时有效地控制露点位置的pH值，从而缓解露点位置的低PH腐蚀，其优良的挥发性及中和效果减少氨盐的形成，通过操作的优化，减少氨盐的腐蚀。
本发明提供的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，工艺防腐专业性、针对性强，控制系统针对各侦测点可及时准确作出相应调整，工作流程短，工作灵活，保证装置长周期运行，减少低炼厂运行成本。
Claims (7)
1.一种原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，常减压蒸馏装置包括原油罐(1)、常压塔(3)、减压塔(7)、电脱盐罐、换热器(4)、空冷器(5)、回流罐(6)及与上述各设备之间连接的管路，其特征在于，该管理系统包括加药系统、监测系统和控制系统(8)；所述的加药系统设有药剂罐、加药泵(9)、气动调节阀(10)及药剂喷嘴(20)，药剂罐、加药泵(9)及气动调节阀(10)串联连接设在各加药管路上，所述的药剂喷嘴(20)设置在加药管路的输出端，通过信号阀(22)与控制系统(8)连接；
所述的监测系统设有探针(17)、pH计(18)、铁离子在线分析仪(19)及在线油份分析仪(16)，探针(17)分别设置在常压塔(3)的塔顶、换热器(4)管路、空冷器(5)管路及冷凝器(6)的入口处，所述的pH计(18)及铁离子在线分析仪(19)设置在回流罐(6)切水管路上，所述的在线油份分析仪(16)设置在一级电脱盐罐(2)污水排放管路上；所述的控制系统(8)安装在机房，由微机、PLC或DCS、变频器及配电柜组通过信号线连接。
2.根据权利要求1所述的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，其特征在于，所述的控制系统(8)的软件包括ASIT原油混炼稳定性分析、结垢趋势分析和IEM离子模拟软件。
3.根据权利要求1所述的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，其特征在于，所述的药剂喷嘴(20)是将管线斜割，形成与该管线轴线方向呈45°的倾斜面，并在所得的倾斜面的尖端开设U形坡口，所述的U形坡口长1～3cm，宽1～3mm，所述的药剂喷嘴(20)插入物料管1/3–1/2处。
4.根据权利要求1所述的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，其特征在于，所述的药剂罐包括破乳剂罐Ⅰ(11)、破乳剂罐Ⅱ(12)、反向破乳剂罐(13)、缓释剂罐(14)及中和剂罐(15)。
5.应用权利要求1所述的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统，其特征在于，具体步骤为：在线油份分析仪(16)测定一级电脱盐罐(2)污水排放管路中的原油数据，将该数据传输给控制系统(8)，由控制系统(8)中的ASIT原油混炼稳定性分析软件及结垢趋势分析软件给出调整信号，调整破乳剂的填加量；探针(20)、pH计(18)和铁离子在线分析仪(19)分别将各检测点的数据信息反馈至控制系统(8)，由IEM离子模型软件对数据库中对应的参数进行调整，将调整指令通过信号阀(22)发至缓蚀剂罐(14)和中和剂罐(15)，调整缓蚀剂和中和剂的填加量。
6.根据权利要求5所述的所述的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统的应用，其特征在于，各药剂罐的注入量为：原油破乳剂注入0-20ppm，电脱盐破乳剂2-10ppm，反向破乳剂0-3ppm，油溶性缓蚀剂3-5ppm，水溶缓蚀剂2-10ppm。
7.根据权利要求5所述的所述的原油常减压蒸馏装置长周期运行管理系统的应用，其特征在于，控制系统(8)发出调整信号后，保持电脱盐罐外排污水的水中油含量≤150mg/l，探针(17)腐蚀率≤0.2mpy，回流罐(6)排污水的pH值在5.5～7.5范围内、铁离子浓度≤1.0mg/l。
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