专利名称：用来减少原油蒸馏装置中的腐蚀的方法
技术领域：
本发明一般涉及用来减少原油蒸馏装置中的腐蚀的方法。更具体来说，本发明涉及某些方法，用来对原油蒸馏装置的工艺流中的系统参数进行最优化，以减少原油蒸馏装置中的腐蚀。本发明具体涉及对露点水和收集器底部的水进行取样，测量系统参数，对所述测量结果进行响应，从而减少原油蒸馏装置中的腐蚀和/或腐蚀副产物沉积。
背景技术：
在原油精炼厂中，通常将原油从储存罐泵送到原油蒸馏装置进行处理。所述原油蒸馏装置通过在脱盐器中进行水洗来清洁原油，然后在常压蒸馏塔中将油分流成不同的馏分。将这些馏分泵送到位于原油蒸馏装置下游的各种加工装置(例如焦化塔，催化裂化器， 加氢处理装置等)。尽管腐蚀和腐蚀副产物沉积(后者在本文中有时候称作积垢)在原油蒸馏装置的许多区域发生，但是最严重的腐蚀和积垢通常在常压蒸馏塔的塔顶冷凝系统内发生。近年来，原油蒸馏精炼装置加工变得越来越高难度，出于一些原因，人们预期其会变得更困难和复杂。例如，原油价格的显著提高导致精炼商积极寻求能够以低廉的价格购得的“有利的”或者“有竞争力”的原油。较低的价格与原油的性质相关，例如酸含量高或固体含量高，这样的原油的优选程度低于轻质低硫(sweet)基准的原油。由于手头原油存货(inventory)最小化以及增加的原油种类，精炼商比过去更频繁地改变原油板岩(crude slate) 0原油板岩的改变通常会使得原油蒸馏装置稳定状态的条件发生长达数小时的不稳定。通常大约80%的腐蚀和积垢发生在这些转变或中断过程中，所述转变或中断过程通常持续大约20%的时间。如果积垢和腐蚀问题足够严重，则精炼商会中断原油或原油混合物的加工，由此造成问题。但是，精炼商会以折扣价卖出这些有竞争力的原油，以使其更有利可图。因此，所述有问题的原油的中断不是一个非常普遍的选择。为了减少腐蚀，原油蒸馏装置可以每周维修两次或三次，在一些情况下可以每天维修。每日维修最好为动态原油蒸馏装置系统提供一个快照。原油种类和/或粗油储存罐每周改变几次，有时候每天改变几次。每个罐子的内容物不同于其他罐子的内容物，因此每次改变都会造成原油蒸馏装置的进料质量改变，在很多情况下会扰乱稳态状态，在系统内导致破坏。预热、脱盐和蒸馏操作随着新的原油而变化，输送不符合标准的产品和/或排放污水源。许多的调节通常需要进行几个小时(在一些情况下是几天)，从而使得原油蒸馏装置回到稳态操作。现有的最常规的用来控制所述破坏以及使得原油蒸馏操作最优化的工业做法是提供足够的人力和人工。例如，根据原油蒸馏装置的尺寸和复杂程度，每个原油蒸馏装置具有三至十人的操作小组。该小组可以整天收集各种样品用于湿化学实验室测试，测量并调节温度和流速，由此使得装置保持在标准内运作。这些操作通常适于保持装置适当地工作， 针对分馏质量馏出点和终点方面，很少会关注特别的化学腐蚀控制程序。如果破坏很严重，则可以对化学工艺以及/或者原油蒸馏装置的含量、流速或温度进行改变，从而将动态系统尽可能保持在最优化的条件。用来弥补周期性或有时候长时间的缺乏人员关注的尝试包括在常压蒸馏塔塔顶收集器底部水中安装在线PH计；但是，由于pH传感器会以很快的速度积垢，只有很小百分比的这些PH计能够长时间正常工作。pH计之类的在线设备需要周期性的维护和校准。另外，在线PH仅仅跟踪pH值，当pH值超出控制限度之外的时候，向操作者发出警报。通常没有良好校准的和/或积垢的PH计会频繁地发出警报。此种频繁程度会最大程度地降低警报系统的效果。由于在线pH检测和其他监控在工业上没有获得成功，精炼商们尚未采用更独特和有效的在线设备用于工艺化学程序。因此人们一直需要更发达而有效的在线和/或自动方法，用来监控原油蒸馏装置中的参数以及减少原油蒸馏装置中的腐蚀。
发明内容
因此本发明提供了一些方法，用来在反馈、前馈或预测性回路中产生可靠的原油蒸馏装置数据，对工艺流处理进行实时调节，由此减少腐蚀和腐蚀副产物沉积(下文中有时候称作积垢)。在一个优选的方面，本发明对工艺化学喷射泵提供连续的或间断的反馈、 前馈或预测性信息，从而进行实时调节。本发明结合了编程逻辑，将分析器的信号转化为泵调节逻辑，在一个优选的实施方式中，以独特的基础对多个化学物质注入中的一个或每一个进行控制。例子包括基于PH值，氯化物含量或酸含量的中和剂注入；基于pH值、氯化物或酸含量的苛性剂注入；以及基于铁浓度或腐蚀速率的成膜抑制剂注入。还考虑了本发明能够对来自现有的电阻腐蚀探针、线性偏振探针和/或其他用来测量金属损失技术测得的读数进行管理。这些读数将会由编程逻辑控制器(PLC)进行编程，由此可能使其它的化学物质输入发生增益(override)或对其进行调节和改变泵速率。 另外，因为原油蒸馏装置常压蒸馏塔塔顶热交换器系统会经受频繁而高成本的与腐蚀有关的问题，本发明将注意力集中在原油蒸馏装置的该部分。但是，本发明可用于精炼行业的许多其他装置。在一个方面，本发明包括一种方法，用来对原油蒸馏装置的工艺流中的系统参数进行最优化，以减少原油蒸馏装置中的腐蚀。在原油蒸馏装置中的一个或多个位置对与系统参数相关的性质进行测量和/或预测，将其转化为能够传输给控制器的输入电信号。可以依次对控制器进行以下操作接收所述传输的输入电信号，将接收的电信号转化为输入数值，对输入数值进行分析，产生输出数值，将输出数值转化为输出电信号，以及传输所述输出电信号。确定输入数值的最优化减少腐蚀范围，如果输入数值在该最优范围之外，则传输的输出电信号使得流入工艺流的组合物流发生变化。所述组合物能够以一定的方式调节与系统参数相关的性质，使得输入数值到达最优范围之内。在一个实施方式中，流入工艺流的一种或多种不同的组合物能够集合地以及/或者独立地调节与系统参数有关的性质。所述方法任选地对多种不同的系统参数进行重复，每种不同的系统参数具有独特的相关的性质。在另一个方面，本发明包括一种系统，用来对原油蒸馏装置的工艺流中的系统参数进行最优化，以减少原油蒸馏装置中的腐蚀。所述系统包括传感装置，该传感装置可以进行操作，感测和/或预测与系统参数相关的性质，将所述性质转化为能够被传输的输入电信号。传输器将输入电信号传输给控制器。可以对控制器进行以下操作接收所述传输的输入电信号，将接收的输入电信号转化为输入数值，对输入数值进行分析，确定输入数值是否在最优范围之内，产生输出数值，将输出数值转化为输出电信号，以及传输所述输出电信号。接收器接收所述输出电信号，所述接收器能够进行操作，如果所述输出数值不在最优范围之内，则使得流入工艺流的组合物的速率发生变化，所述组合物能够调节与系统参数相关的性质。在一个实施方式中，可以使得一个或多个数据获取装置具有所述控制器的功能。本发明的一个优点是对一种或多种关键的工艺腐蚀控制化学物质进行连续的控制，这相对于现有手动高变化频率的最优化做法是一个改进。本发明的另一个优点是提供了这样一种方法，该方法通过减少腐蚀和积垢获得最优化的频率，最大程度减少了不满足标准的产品的量，减少了不合格油品加工。本发明的另一个优点是提供一种自动化的方法，高效地最大程度地减少由于不同种类的原油板岩之间的改变(包括成问题的原油)造成的中断以及由此导致的腐蚀和积垢，并且最大程度减少了在所述改变过程中发生的腐蚀、破坏和停机。本发明的另一个优点是提供连续的数据来测量破坏的程度，由此更精确地分辨造成破坏的根本原因，包括确定在破坏过程中由于腐蚀的尖峰而在系统中形成的腐蚀副产物的浓度。本发明的另一个优点是提供一种方法，该方法通过使得系统的操作参数快速稳定化，在原油板岩改变的时候使得系统的效率最优化。本发明的另一个优点是提供能够导致一定水平的腐蚀控制的数据，由此可以避免对原油精炼系统进行昂贵的冶金升级而可以对酸性原油进行加工。本文中描述的其他特点和优点可以从以下发明详述、实施例和附图中明显得出。附图简要说明
图1是本发明一个实施方式的示意图，显示了各种原油蒸馏装置部件以及用来测量系统参数的示例性的位置。图2显示一个优选实施方式的流程图，其中基于测得的pH值对引入系统的中和剂进行控制。图3显示本发明的一个实施方式，其中使用氯离子浓度信号驱动控制引入系统的苛性剂。图4显示本发明的一个实施方式，其中使用铁离子浓度信号驱动控制引入系统的成膜抑制剂。图5显示通过位于系统的任意位置的一个或多个腐蚀探针或者其他腐蚀监控装置获得的腐蚀速率，对向系统中引入的中和剂、苛性剂和成膜抑制剂的增益进行控制。图6显示由原油蒸馏装置的实际数据获得的高于控制上限的大量氯离子浓度的峰，显示了当本发明的方法与校正作用相联系的时候，可以用来使得氯离子浓度稳定化。图7显示在实际的原油蒸馏装置中，随时间推移跟踪pH值和氯离子浓度值，证明了本发明的方法可以用来使得这些值稳定化。发明详述
作为原油蒸馏装置的一个主要部分，腐蚀控制在保持系统完整性方面具有重要的意义。本发明提供了这样一种方式，通过对原油蒸馏装置的工艺流中的一种或多种系统参数进行最优化，使得原油蒸馏装置的腐蚀控制部件最优化。该最优化包括测量与工艺流中的参数相关的性质。本发明的腐蚀控制程序设计用来减少精炼工艺设备的腐蚀，以及由于腐蚀副产物沉积造成的积垢。常规的腐蚀控制程序包括使用一些组分，例如中和性胺，成膜抑制剂，苛性溶液等。通常是通过取样，并在实验室或者装置上的一些流量计对样品进行分析，由此获得测量结果，根据这些测量结果，将一些腐蚀控制化学物质注入系统中。本发明提供了一种对注入系统的化学物质进行调节的自动化方法。在一个优选的实施方式中，本发明的方法包括一个控制器，所述控制器可以进行操作，接收和处理信息，为各个部件(例如化学物质注入泵)提供指令。术语“控制器”表示人工操作者或者包括以下部件的电子装置，例如处理器，记忆装置，数字存储介质，阴极射线管，液晶显示器，等离子体显示器，触摸屏，或者其它的监视器，以及/或者其它的部件。所述控制器优选进行操作，与以下对象一体化一种或多种特定应用的集成电路，程序， 计算机可执行指令或算法，一种或多种硬布线装置，无线装置，以及/或者一种或多种机械装置。另外，所述控制器可以操作，与本发明的反馈、前馈或预测性回路一体化。一部分或全部的控制器系统功能可以位于中心位置，例如网络服务器，用于在局域网络、广域网络、 无线网络进行通信，用于进行因特网连接、微波连接、红外连接等。另外，可以包括其它的部件，例如信号调节器或者系统监视器，以帮助信号传输和信号处理算法。较佳的是，所述控制器包括分级逻辑，用来区分任何测量或预测的与系统参数相关的性质的优先次序。例如，控制器可以进行编程，使得系统PH值的优先等级高于氯离子浓度，反之亦可。应当理解，所述分级逻辑的目的是对系统参数进行改进的控制，避免环形控制回路。在一个实施方式中，所述方法包括自动化控制器。在另一个实施方式中，所述控制器是手动或者半手动的。例如，当原油精炼工艺包括一个或多个从系统中的各种传感器接收到的数据集的时候，所述控制器可以自动决定对哪个数据点/数据集进行进一步处理， 或者可以由操作者部分或完全地进行该决定的工作。例如，来自原油蒸馏装置的数据集可以包括变量或系统参数，例如氧化-还原电势，PH值，某种化学物质或离子的含量(例如经验确定，自动确定，通过荧光法、电化学法、比色法直接测得，计算获得)，温度，压力，工艺流流速，溶解或悬浮的固体等。这些系统参数通常用任何种类的合适数据获取设备测得，例如 PH值传感器、离子分析仪、温度传感器、热电偶、压力传感器、腐蚀探针和/或任何其他合适的装置或方法。数据获取设备优选与控制器进行通信，根据另一个实施方式，可以通过控制器赋予其高级功能(包括本文所述控制算法的任何部分)。使用任何合适的装置，例如有线或无线网络、线缆、数字用户线、因特网等，将测得的参数或信号数据传输到化学泵、警报装置或其他系统部件。可以使用任何合适的接口标准，例如以太网接口，无线接口(例如IEEE 802. lla/b/g/x,802. 16，蓝牙，光学，红外，射频等)，通用串行总线，电话网络等，以及这些接口 /连接的组合。在本文中，术语“网络”包括所有这些数据传输方法。所述的任意装置(例如设备归档系统，数据分析站，数据获取装置，工艺站等)可以使用上述或其他合适的接口或连接互相连接。
7
在一个实施方式中，从系统接收系统参数信息并归档。在另一个实施方式中，根据时间表或时刻表对系统参数信息进行处理。在另一个实施方式中，系统参数信息以实时/ 基本实时的方式立即进行处理。这种实时接收可以包括例如计算机网络上的“流数据”。下面来看附图，图1显示本发明的一个优选实施方式的示意图。应当理解原油蒸馏装置的具体结构对本发明并不关键，图1显示了一种可能的结构。图1显示原油蒸馏装置的常规的常压蒸馏塔系统100，其包括塔顶热交换器容器102，收集器104，蒸馏塔106，以及循环回流热交换器108a和108b。在此实施方式中，在图1所示的位置获得露点水样品， 在所示的位置获得收集器底部水样品。对这些样品进行测量和分析，测得以下系统参数pH 值，氯离子浓度和铁离子浓度。图1显示露点水样品的pH值为5. 8，氯离子浓度为93ppm，收集器底部水样品的pH 值为6. 7，氯离子浓度为lOppm。在这两个取样位置获得的测量结果差需要相应的算法来调节化学物质的注入。原油蒸馏装置中优选的测量PH值和氯离子浓度的位置是露点水样品， 通常来自蒸馏塔的塔顶热交换器。由露点水测量PH值的另一个优点在于，pH探针遇到较低的污染物含量以及较少的固体颗粒和油滴，由此导致较低频率的积垢。术语“露点”表示水蒸气开始冷凝为水的点，或者液相的水从水蒸气和液态烃分离、随着水蒸气冷却，开始形成液态水的温度。尽管可以使用收集器底部水测量PH值和氯离子含量，但是由于在水露点下游已经冷凝的全体积蒸汽以及弱酸和碱，会造成数据的稀释或掩蔽，经常导致精确度变差。在一个优选的实施方式中，分析露点水的pH值和氯离子浓度。优选使用露点水分析PH值和氯离子浓度而不是使用塔顶收集器水，这是因为露点水通常更清洁，能够提供更快的响应，而且这些系统参数的测量更精确。测量通常透露出来自这两个位置的水样品具有显著的差异。在许多的装置中，露点水的氯离子浓度可以是几百ppm，而从塔顶收集器水获得的类似的样品可能是10-50ppm。例如，露点水的pH值可以是5. 8，氯离子浓度是93ppm ； 而相同装置的收集器底部水的PH值和氯离子浓度可以分别是6. 7和10。类似的，可以由露点水测量铁离子浓度(或其他金属，例如铜、钼、镍、锌)。测定铁或其他金属离子浓度的优选位置是收集器底部水，因为这些离子表示已经发生了腐蚀，从该取样点上游的系统内部部件除去了金属。应当理解，可以使用任何合适的方法获得露点水样品。例如，在以下专利文献中描述了用来获得露点水样品的装置题为“塔顶腐蚀模拟器(Overhead Corrosion Simulator) ”的美国专利第4，335，072号，以及题为“腐蚀模拟器以及用来模拟工艺流的腐烛活性的方法(Corrosion Simulator and Method for Simulating Corrosion Activity of a Process Mream) ”的第5，425，267号，这些文献全文参考结合入本文中。在另外的实施方式中，可以对不同的流体或系统参数或者系统中的其他组成进行测量和/或分析。代表性的进行测量的参数或组成包括PH值；氯离子；其它的强酸和弱酸，例如硫酸，亚硫酸，硫代硫酸，二氧化碳，硫化氢；有机酸；氨；各种胺；以及液体或固体沉积物。考虑了测量这些参数的各种方法，本发明不仅限于特定的方法。代表性的方法包括但不限于以下专利文献所述的那些题为“在线酸监控器以及油精炼中的塔顶水的中和剂进料控制(On-Line Acid Monitor and Neutralizer Feed Control of the Overhead Water in Oil Refineries) ”的美国专利第5，326，482号；题为“监控流体流中的氯离子含量的在线方法(On-Line Method for Monitoring Chloride Levels in a Fluid Stream)，，的美国专利第5，324，665号；题为“在线酸监控器以及油精炼中塔顶水的中和剂进料控制 (On-Line Acid Monitor and Neutralizer Feed Control of the Overhead Water in Oil Refineries)，，的美国专利第5302，253号，，这些文献都全文参考结合入本文中。对测得的系统参数做出响应，图1显示了示例性的引入中和剂、成膜抑制剂(在本文中有时候称作“抑膜剂”)和苛性剂的位置。这些位置标记为“基于酸或PH值使用中和剂，，，“基于铁使用抑膜剂，，，以及“基于氯离子使用苛性剂”。应当理解，这些化学物质可以在系统中任意合适的位置加入，但是优选在图1所示的位置加入。在此实施方式中，中和剂和成膜抑制剂在塔顶热交换器容器102的上游加入，将苛性剂加入常压蒸馏塔系统100的原油进料中。根据一个优选的实施方式，对所述化学物质引入系统的过程进行连续调节。在其它的实施方式中，对化学物质的引入进行间断的调节，或者对于各种独立的系统，根据时间表进行调节。可以使用任何合适种类的化学进料泵向系统引入中和剂、苛性剂和成膜抑制剂。 最常见的，容积式注射泵以电动或气动的方式使用。有时候使用连续流注射泵确保特定的化学物质被充分而精确地注入快速移动的工艺流中。尽管可以使用任何合适的泵或者输送系统，但是在以下文献中描述了示例性的泵和泵送方法题为“使用恒定流容积式泵送设备注入处理化学物质的方法(Method for Injecting Treatment Chemicals Using a Constant Flow Positive Displacement Pumping Apparatus)，，的美国专利第 5，066，199 号，以及题为“使用恒定流容积式泵送设备注入处理化学物质的改进方法(Improved Method for Injecting Treatment Chemicals Using a Constant Flow Positive Displacement Pumping Apparatus) ”的美国专利第5，195，879号，这些专利都全文参考结合入本文中。代表性的中和剂包括但不限于3-甲氧基丙基胺(MOPA) (CAS#5332_73_0)，单乙醇胺(MEA) (CAS#141-43-5), N, N-二甲基氨基乙醇(DMEA) (CAS#108-01_0)，以及甲氧基异丙基胺(MIOPA) (CAS#37143-54-7)。苛性剂可以是氢氧化钠的稀溶液，通常其浓度为5-10% (7. 5-14°波美)，以便在注入例如原油或脱盐洗涤水中之后，便于操作和促进分配。可以根据环境条件，例如在寒冷气候的冷冻点调节浓度。用于本发明的原油蒸馏装置腐蚀控制程序的抑膜剂或成膜抑制剂通常是酰胺和咪唑啉的油溶性混合物。这些配混物提供良好的腐蚀控制，同时对系统中的烃携载水的能力的影响尽可能减小。图2显示一个优选实施方式的流程图，其中基于测得的pH值对引入系统的中和剂进行控制，见标记的方法200。方框202表示测量装置或分析仪，其提供与露点(或收集器) 水的PH值相关的信息。如方框204所示，分析仪(例如控制器或操作器)确定pH值是否在最优范围之内(在此实施例中为5. 8-6.0)。如果pH值在预定的最优范围之内，则逻辑遵循“是”路线，继续进行测量和分析。如果PH值不在此范围之内，则方法包括测定pH值是否低于5. 8 (如方框206所示)或者高于6. 0 (如方框208所示)。如果pH值低于5. 8，则该方法包括如方框210所示，将中和剂泵送增大例如5%或10%。如果pH值高于6. 0，则该方法包括如方框212所示，将中和剂泵送减小例如5%或10%。应当理解，应当为每种独立的系统确定合适的pH控制或者最优范围。一种系统的最优范围可以相对于另一种系统发生显著的变化。本发明包括任何可能的最优PH值范围。在不同的实施方式中，中和剂泵的变化以一定的频率限制。较佳的是，调节限制设定在最多每15分钟1次，在相同方向的连续调节不应超过8次。例如，在总共8次调节或者发生50%或100%的变化之后，可以使泵暂停一段时间(例如2小时或4小时)，可以触发报警器。如果遇到此种情况，优选触发报警器，对操作者发出警报。还可以采用其它的限制，例如最大泵输出。应当理解本发明的范围包括在任意方向进行任意数量的调节，而没有限制。所采用的限制由操作者决定。图3显示本发明的一个实施方式的方法300，其中使用氯离子浓度信号驱动控制引入系统的苛性剂。方框302表示测量装置或分析仪，其提供与露点水的氯离子浓度相关的信息。如方框304所示，分析仪(例如控制器或操作者)确定氯离子浓度是否在最优范围之内(在此实施例中为50-100ppm)。如果氯离子浓度在预定的最优范围之内，则逻辑遵循“是”路线，继续进行测量和分析。如果氯离子浓度不在此范围之内，则方法包括确定氯离子浓度是否低于50ppm(如方框306所示)或者高于IOOppm(如方框308所示)。如果氯离子浓度低于50ppm，该方法包括如方框310所示将苛性剂泵送减小例如20%。如果氯离子浓度高于lOOppm，该方法包括如方框312所示将苛性剂泵送增大例如20%。应当理解，应当为每种独立的系统确定合适的或最优的氯离子浓度范围。一种系统的最优范围可以相对于另一种系统发生显著的变化。本发明包括任何可能的最优的氯离子浓度范围。在不同的实施方式中，苛性剂泵的变化以一定的频率限制。较佳的是，调节限制设定在最多每30分钟1次，在相同方向的连续调节不应超过4次。例如，在总共4次调节或者发生50%或100%的变化之后，可以使泵暂停一段时间(例如2小时或4小时)，可以触发报警器。如果遇到此种情况，优选触发报警器，对操作者发出警报。还可以采用其它的限制，例如系统的最大泵输出或者最大钠分布。应当理解本发明的范围包括在任意方向进行任意数量的调节，而没有限制。所采用的限制由操作者决定。图4显示本发明一个实施方式的方法400，其中使用铁离子浓度信号驱动控制引入系统的成膜抑制剂。在一些系统中可以使用其它的冶金学，例如蒙乃尔合金，钛，黄铜等。 在这些情况下，可以不对铁离子浓度信号进行测试和分析，而是使用合适的金属离子(例如铜，镍，锌等)浓度信号。方框402表示测量装置或分析仪，其提供与收集器底部水的铁离子浓度相关的信息。如方框404所示，分析仪(例如控制器或操作者)确定铁离子浓度是否在最优范围之内(在此实施例中为0.05-1. Oppm)。如果铁离子浓度在预定的最优范围之内，则逻辑遵循“是”路线，继续进行测量和分析。如果铁离子浓度不在此范围之内，则方法包括确定铁离子浓度是否低于0. 05ppm(如方框406所示)或者高于1. Oppm(如方框 408所示)。如果铁离子浓度低于0. 05ppm,该方法包括如方框410所示将成膜抑制剂(即抑膜剂)泵送减小例如5%。如果铁离子浓度高于1. Oppm，该方法包括如方框412所示将抑膜剂泵送增大例如5%。金属离子通常以两种或更多种氧化态存在。例如，铁以Fe2+和!^3+以及可溶态(离子态和细小微粒)，不溶态(即可过滤态)等存在。对金属离子的分析和控制包括对系统中这些排列的任意组合(或全部)进行测量或预测。在不同的实施方式中，成膜抑制剂泵的变化以一定的频率限制。较佳的是，调节限制设定在最多每30分钟1次，在相同方向的连续调节不应超过4次。例如，在总共4次调节或者发生50%或100%的变化之后，可以使泵暂停一段时间(例如2小时或4小时)，可以触发报警器。如果遇到此种情况，优选触发报警器，对操作者发出警报。还可以采用其它的限制，例如最大泵输出。应当理解本发明的范围包括在任意方向进行任意数量的调节，而没有限制。所采用的限制由操作者决定。图5显示本发明一个实施方式的方法500，通过位于系统的任意位置的一个或多个腐蚀探针或者其他腐蚀速率传感装置获得的腐蚀速率，对向系统中引入的中和剂、苛性剂和成膜抑制剂的增益进行控制。大部分原油蒸馏装置使用位于塔顶热交换器的入口和/ 或出口的电阻型腐蚀探针。尽管考虑使用任何种类的腐蚀传感装置，但是优选上述的种类。方框502表示提供与系统中的腐蚀速率相关的信息的一个或多个腐蚀探针。如方框504所示，分析仪(例如控制器或操作者)确定腐蚀速率是否大于预定的速率(在此实施例中为25mpy)。通常由本领域技术人员对每种情况确定可行的腐蚀速率，该腐蚀速率取决于很多的系统因素。如果腐蚀速率小于预定的可接受的速率，则逻辑遵循“否”路线，继续进行测量和分析。如果腐蚀速率高于预定的可接受的速率，则该方法包括如方框506所示使所有其他的编程发生增益并触发警报。在另一种实施方式中，并非发生增益，而是可以采用其它的编程进行改良，具体由操作者或控制器决定。在此实施方式中，所述增益包括如方框508所示，将中和剂、苛性剂和抑膜剂泵速率增大例如20%。在其它的实施方式中，个别地改变泵的速率，具体由操作者或者控制器决定。尽管腐蚀探针(例如电阻腐蚀探针，线性偏振探针和/或任何其它的适合用来测定金属损失的方法)可以置于系统中任何方便的位置，但是优选它们设置在系统中历史上可靠的位置。另外，例如如果在12小时的时间内激活2次增益，通常开始进行可靠性检测， 以确保腐蚀探针在适当运作。如果遇到此种情况，优选触发报警器，对操作者发出警报。还可以采用其它的限制，例如最大泵输出。应当理解本发明的范围包括在任意方向进行任意数量的调节，而没有限制。所采用的限制由操作者决定。通过以下实施例可以更好地理解本发明，以下实施例仅仅是说明的目的，不旨在限制本发明的范围。实施例1本发明的一个示例性实施方式由防爆箱内的在线分析仪的簇组成，其从露点水取样装置接收水样。可以对这些分析仪产生的数据进行适当的调节，向各种工艺化学物质注入泵输送控制信号。由本领域技术人员编程的可编程逻辑控制器(PLC)会将原始数据转化为泵控制信号。常规的系统包括以下的一种或多种部件氯离子分析仪；铁分析仪；腐蚀速率监控装置；电导仪；PH计；露点水样品装置；I类，Div II防爆外壳；能够多重输入/输出的PLC ；逻辑编程以将氯离子，pH，和铁数据转化为泵速控制；以及从PLC到泵的无线或硬布线连接。实施例2本发明将会为三种测试参数(氯离子浓度、pH值和铁离子浓度)各自提供控制上的改进。在这三种参数中，如果不进行适当控制的话，氯离子通常会造成最大的破坏。图6 显示本发明如何改进对氯离子浓度的控制(虚线表示最佳浓度)。通过本发明的方法进行更好的控制的类似理念可以应用于PH值，铁离子浓度以及其它的系统参数，最终导致腐蚀速率从之前的水平降低，延长设备的使用寿命。图6显示来自原油蒸馏装置的实际数据的高于控制上限的很多个氯离子浓度峰。 氯离子峰对设备有破坏作用，对数据进行追溯检验发现，在此过程中腐蚀和积垢增加。当原油板岩改变为有竞争力或有益的原油的时候，此种峰更频繁，破坏性更大。氯离子浓度的增大经常伴以工艺设备腐蚀的增加，由此由于腐蚀副产物沉积造成的积垢增加。图6中标为 “实施控制”的图的部分显示了本发明的方法可以用来在可以获得更频繁的数据的时候使得氯离子浓度稳定化，由此尽可能减少(或消除)破坏。实施例3图7显示了实际的原油蒸馏装置的PH值和氯离子浓度值随时间的变化(虚线表示最优浓度)。可以看到PH值的降低通常伴以氯离子浓度向上的峰。所述pH值的降低通常导致增加的腐蚀以及热交换设备的积垢(由腐蚀副产物造成)。图中标为“实施控制”的部分显示了可以用本发明的方法对氯离子浓度和PH值进行稳定化，由此减少系统中的腐蚀和积垢。氯离子数值的平滑变化允许进行更严格的PH值控制以及更稳定和更容易预测的化学应用。应当理解，对本领域技术人员显而易见的是，可以对本文所述的目前优选的实施方式进行各种改变和改良。可以在不偏离本发明精神和范围的前提下，并且在不减少本发明预期优点的情况下，进行这些改变和改良。因此所附的权利要求书包括了这些变化和改
良ο
权利要求
1.一种对原油蒸馏装置的工艺流中的系统参数进行最优化，从而减少原油蒸馏装置中的腐蚀和/或腐蚀副产物沉积的方法，所述方法包括(a)在原油蒸馏装置的一个或多个位置测量和/或预测与系统参数相关的性质；(b)确定与测得的和/或预测的性质相关的最优范围，所述最优范围任选地由使用者限定；(c)如果测得的和/或预测的性质在与所述性质相关的最优范围之外，则使得流入工艺流的组合物发生变化，所述组合物能够以一种方式调节与系统参数相关的性质，由此使得测得的和/或预测的性质回到所述最优范围之内；(d)任选地(i)将测得的性质转化为能够传输到控制器的输入电信号，(ii)将所述输入电信号传输到控制器；以及(e)任选地对多种不同的系统参数重复步骤(a)至(d)，每种不同的系统参数具有独特的相关的性质。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括使用无线接口传输和/或接收信号。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器可以进行以下操作(i)接收所述传输的输入电信号，(ii)将接收的电信号转化为输入数值，(iii)对输入数值进行分析， (iv)产生输出数值，(ν)将输出数值转化为输出电信号，以及(Vi)传输所述输出电信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器可以进行以下操作(i)对输入数值进行分析，以及(ii)确定是否输入数值对应于与测量的性质相关的最优范围。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，如果所述输入数值不对应于最优范围，则传输的输出电信号使得流入工艺流的组合物发生变化，所述组合物能够以一种方式调节与系统参数相关的性质，使得输入数值对应于最优输入反应。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括连续或间断地测量和/或预测系统参数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括实时监控系统参数。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括多种不同的组合物，其中，流入工艺流的一种或多种不同的组合物能够集合地和/或独立地调节与系统参数相关的性质。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多种不同的系统参数选自pH值，氯离子浓度；铁离子浓度；非铁金属离子浓度；腐蚀速率；以及它们的组合。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述原油蒸馏装置具有多个部件，包括具有至少一个热交换器的常压塔，其中，由原油蒸馏装置中的露点水样品和/或收集器底部水样品获得PH值和氯离子浓度，所述铁离子浓度或非铁金属离子浓度来自原油蒸馏装置中的收集器底部水样品。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用在线的、任选自动化的取样装置获取所述露点水样品和/或底部水样品。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以连续、自动化、以及在线或分批的方式操作所述方法。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括在网络上操作所述方法。
14.一种数字存储介质，其包括存储在该介质上的计算机可执行指令，可以操作所述指令来执行如权利要求1所述的方法。
15. 一种对原油蒸馏装置的工艺流中的系统参数进行最优化，从而减少原油蒸馏装置中的腐蚀和/或腐蚀副产物沉积的系统，所述系统包括(a)传感装置，该传感装置可以进行操作，感测和/或预测与系统参数相关的性质，将所述性质转化为能够被传输的输入电信号；(b)传输器，其可以进行操作，以传输所述输入电信号；(c)控制器，该控制器可以进行以下操作接收所述传输的输入电信号，将接收的输入电信号转化为输入数值，对输入数值进行分析，确定分析的数值是否在最优范围之内，基于所述分析的值产生输出数值，将输出数值转化为输出电信号，以及传输所述输出电信号；和(d)接收器，其能够进行操作以接收所述输出电信号，如果所述输出数值信号不在最优范围之内，则使得流入工艺流的组合物的速率发生变化，所述组合物能够调节与系统参数相关的性质。
全文摘要
本发明揭示并要求保护一种对原油蒸馏装置中的系统参数进行最优化，从而减少原油蒸馏装置中的腐蚀和腐蚀副产物沉积的方法。所述方法包括测量或预测与系统参数相关的性质，使用自动化的控制器分析这些性质，对化学程序进行调节，由此使得系统参数最优化。通过调节系统参数能够通过降低工艺流中的流体的腐蚀性以及/或者保护系统免受潜在腐蚀性物质的侵袭，由此有效地控制原油蒸馏装置中的腐蚀。在工艺流中的一个或多个位置设置系统参数传感探针，由此可以对原油蒸馏装置中的系统参数进行精确的监控。
文档编号C10G7/10GK102203219SQ200980143804
公开日2011年9月28日 申请日期2009年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者G·L·斯卡特古德, S·弗格森 申请人:纳尔科公司