炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统的制作方法

1.本发明属于炼油设备防腐技术领域，特别地，涉及一种炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统。


背景技术：

2.在石化、煤气化、钢铁等化工生产过程中通常会存在腐蚀问题，由于腐蚀会对设备造成损伤，加上腐蚀风险发生过程缺失监控，会影响炼油装置的安全、稳定和长周期运行。炼油装置分馏塔顶一般容易受到流体介质ph值、流体介质中氯离子、铁离子、硫化物和氨氮等因素发生腐蚀，尤其是上述腐蚀参数（流体介质ph值、流体介质中氯离子、铁离子、硫化物和氨氮的含量）超出预警值时，就会加剧对炼油装置分馏塔顶的腐蚀。
3.当前，对于上述腐蚀参数（流体介质ph值、流体介质中氯离子、铁离子、硫化物和氨氮的含量）的监测，一般是定时离线采样后在实验室进行测量，不仅存在检测频率低、化验分析耗间长的问题，还会存在严重的滞后性，无法实现对炼油装置分馏塔顶腐蚀风险的实时监测，导致难以对炼油装置分馏塔顶的腐蚀风险进行及时防控，存在严重的安全隐患。


技术实现要素：

4.基于现有技术中存在的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险难以及时防控的问题，本发明实施例的目的在于提供一种可长期实时在线监测炼油装置分馏塔顶的腐蚀参数，能及时发现腐蚀介质的异常情况并发出预警，以指导炼油装置及时调整防腐措施的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统，包括：在线测量系统，用于对分馏塔顶的流体介质的ph值及该流体介质中腐蚀介质含量进行在线监测；数据采集系统，与所述在线测量系统电性相连，所述数据采集系统包括用于实时采集所述在线测量系统在线监测获取的实时监测数据的数据采集单元，以及用于将所述数据采集单元采集的实时监测数据通过无线/有线的方式进行实时传输的数据传输单元；以及数据处理系统，与所述数据传输单元通信连接，用于实时接收所述数据传输单元传输的实时监测数据，并对接收到的所述实时监测数据进行实时处理分析，所述数据处理系统可根据对所述实时监测数据的处理分析结果显示实时监测信息，以在所述分馏塔顶的流体介质的ph值和/或流体介质中腐蚀介质含量出现异常时发出预警信息；其中，所述在线测量系统包括用于实时测量所述流体介质ph值的在线ph计、用于实时测量所述流体介质中氯离子含量的在线氯离子测量仪、用于实时测量所述流体介质中铁离子含量的在线铁离子测量仪、用于实时测量所述流体介质中硫化物含量的在线硫化物测量仪，以及用于实时测量所述流体介质中氨氮含量的在线氨氮测量仪。
6.进一步地，所述在线ph计为可抗硫化物中毒的ph传感器。
7.进一步地，所述炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统还包括用于对所述分馏塔顶的待测流体介质进行预处理的预处理装置，所述预处理装置包括用于控制并调节所述待测流体介质的温度的温度控制装置。
8.进一步地，所述预处理装置还包括用于控制并调节所述待测流体介质的流体压力的压力调节装置。
9.进一步地，所述预处理装置还包括用于过滤所述待测流体介质中颗粒物的过滤装置。
10.进一步地，所述炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统还包括防爆系统，所述在线测量系统和所述预处理装置均设于所述防爆系统内。
11.进一步地，所述防爆系统为正压充气防爆小屋，所述在线测量系统和所述预处理装置均设于所述正压充气防爆小屋内。
12.进一步地，所述在线测量系统临近所述分馏塔顶之冷凝罐水包的位置设置。
13.进一步地，所述数据处理系统包括用于设于远程控制中心的云平台和与所述云平台通信连接的移动终端，所述移动终端可接收所述云平台处理后的实时监测信息及发出的预警信息。
14.进一步地，所述数据处理系统还包括与所述云平台通信连接的计算机，所述计算机用于安装在检测现场设置的监测点。
15.本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果之一：本发明实施例中的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统，通过实时在线监测分馏塔塔顶的流体介质ph值及该流体介质中氯离子、铁离子、硫化物和氨氮含量，可快速、实时、长期测炼油装置分馏塔塔顶的流体介质ph值及流体介质中各腐蚀因子的含量，实现对分馏塔塔顶腐蚀风险的在线监测，从而便于对炼油装置分馏塔塔顶的腐蚀风险进行及时评价，进而可指导炼油装置及时调整防腐措施，降低炼油装置分馏塔塔顶的腐蚀风险，保障炼油装置的安全、稳定和长周期运行。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例提供的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统的示意图；图2为本发明实施例提供的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统安装于现场的示意图。
18.其中，图中各附图标记：1
‑
在线测量系统；11
‑
在线ph计；12
‑
在线氯离子测量仪；13
‑
在线铁离子测量仪；14
‑
在线硫化物测量仪；15
‑
在线氨氮测量仪；2
‑
数据采集系统；21
‑
数据采集单元；22
‑
数据采集单元；
3
‑
数据处理系统；31
‑
云平台；32
‑
移动终端；33
‑
计算机；4
‑
预处理装置；41
‑
温度控制装置；42
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压力调节装置；43
‑
过滤装置；5
‑
防爆系统；6
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分馏塔；7
‑
冷凝罐；8
‑
换热器。
具体实施方式
19.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.在整个说明书中参考“一个实施例”或“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征，结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，“在一个实施例中”、“在一些实施例中”或“在其中一些实施例中
”ꢀ
的短语出现在整个说明书的各个地方，并非所有的指代都是相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征，结构或特性。
24.请一并参阅图1至图2，现对本发明实施例提供的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统进行说明。本发明实施例提供的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统包括在线测量系统1、数据采集系统2和数据处理系统3，在线测量系统1可对分馏塔6塔顶的流体介质的ph值及该流体介质中腐蚀介质含量同时进行在线监测，数据采集系统2与在线测量系统1电性相连，数据采集系统2包括用于实时采集在线测量系统1在线监测获取的实时监测数据的数据采集单元21，以及用于将数据采集单元21采集的实时监测数据通过无线/有线的方式进行实时传输的数据采集单元22。数据处理系统3通过无线/有线的方式与数据采集单元22通信连接，则数据处理系统3可实时接收数据采集单元22传输的实时监测数据，并对接收到的实时监测数据进行实时处理分析。数据处理系统3在对接收到的实时监测数据进行实时处理分析后，可根据对实时监测数据的处理分析结果显示实时监测信息，以在分馏塔6塔顶的流体介质的ph值和/或流体介质中腐蚀介质含量出现异常时发出预警信息。具体地，在线测量系统1包括用于实时测量流体介质ph值的在线ph计11、用于实时测量流体介质中氯离子含量的在线氯离子测量仪12、用于实时测量流体介质中铁离子含量的在线铁离子测量仪13、用于实时测量流体介质中硫化物含量的在线硫化物测量仪14，以及用于实时测量流体介质
中氨氮含量的在线氨氮测量仪15，实现ph值、氯离子、铁离子、硫化物和氨氮含量的实时在线测量。在线ph计11、在线氯离子测量仪12、在线铁离子测量仪13、在线硫化物测量仪14和在线氨氮测量仪15的测量的数据，分别通过数据采集系统2的数据采集单元21收集后，再通过数据采集单元22以无线或者有线的方式传输到数据处理系统3，数据处理系统3实现对监测数据的显示、统计分析和监控预警等，实现对分馏塔6塔顶腐蚀风险的在线监测。因此，本发明实施例提供的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统，可长期实时监测炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值及流体介质中各腐蚀因子的含量，可对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时评价，进而可指导炼油装置及时调整防腐措施，降低腐蚀风险。
25.可以理解地，当炼油装置分馏塔6塔顶流体介质的腐蚀参数超出预警值时炼厂塔顶的腐蚀风险增大，数据处理系统3的各监测参数的预警值控制范围为：ph控制范围为：5.5~7.5(注有机胺时)，7.0~9.0(注氨水时)，6.5~8.0(注有机胺+氨水)，cl~含量控制范围≤30mg/l，铁离子控制范围≤3mg/l,硫化物、氨氮控制范围可根据装置实际情况设定。在线氯离子测量仪12测量方法为离子选择电极法或离子色谱法，测量量程包括0~10mg/l、0~500mg/l、0~10000mg/l或其他扩展的量程，精度为≤
ꢀ±
5%。在线铁离子测量仪13可同时测量总铁和fe
2+
含量，其测量方法为邻菲罗啉分光光度法测量量程包括0~0.02mg/l、0~8mg/l、0~30mg/l或其他扩展的量程，精度为≤
±
3%。在线硫化物测量仪14其测量方法为亚甲蓝分光光度法或硫离子指示电极滴定法测量量程包括0~2mg/l、0~500mg/l、0~10000mg/l或其他扩展的量程，精度为≤
ꢀ±
3%。在线氨氮测量仪15测量方法为水杨酸分光光度法、钠氏试剂分光光度法或气敏电极法，测量量程包括0~50mg/l、0~1000mg/l、0~25000mg/l或其他扩展的量程，精度为≤
ꢀ±
3%。
26.可以理解地，数据采集系统2的数据采集单元22可兼容各种设备通讯协议，带有5路（可扩展）rs232/484通讯，且在线测量系统1的各仪器的通讯接口为rs232或rs485，则数据采集系统2可同时采集多个在线测量系统1的在线监测仪器的数据和设备信息，并通过无线或有线的方式传输到数据处理系统3。
27.在其中一些实施例中，在线ph计11为测量精度较高的可抗硫化物中毒的ph传感器。其中，ph传感器的测量量程为0~14，精度为0.01。当监测位置流体介质（水样）中含有硫化物时，由于硫化物会与普通的ph传感器中的ag+反应产生ag2s沉淀，生成的ag2s沉淀会致使ph传感器失效，从而无法达到对炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值进行长期有效监测的目的，难以对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时防控，存在严重的安全隐患。该实施例中，通过采用精度高、量程大且可抗硫化物中毒的ph传感器，抗硫化物中毒的ph传感器采用加压+离子捕捉阱的技术，可有效防止电极中毒，延长使用寿命，因此选用抗硫化物中毒的ph传感器，可对炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值进行长期有效的监测，以指导炼油装置及时调整防腐措施，对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时防控。
28.请结合参阅图2，在其中一些实施例中，炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统还包括用于对分馏塔6塔顶的待测流体介质进行预处理的预处理装置4，预处理装置4包括用于控制并调节待测流体介质的温度的温度控制装置41。该实施例中，分馏塔6塔顶的待测流体介质（水样）经预处理装置4的温度控制装置41进行预处理，将待测流体介质（水样）调节至常温，以供在线测量系统1进行测量，避免温度波动或温度过高过低影响线测量系统测量的准确性，从而可保证在线测量系统1实现ph值、氯离子、铁离子、硫化物和氨氮含量的实时准
确的在线测量，可对炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值进行长期有效的监测，以指导炼油装置及时调整防腐措施，对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时防控。
29.请结合参阅图2，在其中一些实施例中，预处理装置4还包括用于控制并调节待测流体介质的流体压力的压力调节装置42。该实施例中，分馏塔6塔顶的待测流体介质（水样）经预处理装置4的压力调节装置42进行预处理，将待测流体介质（水样）调节至常压，以供在线测量系统1进行测量，避免压力波动或压力过高过低影响线测量系统测量的准确性，从而可保证在线测量系统1实现ph值、氯离子、铁离子、硫化物和氨氮含量的实时准确的在线测量，可对炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值进行长期有效的监测，以指导炼油装置及时调整防腐措施，对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时防控。
30.请结合参阅图2，在其中一些实施例中，预处理装置4还包括用于过滤待测流体介质中颗粒物的过滤装置43。该实施例中，分馏塔6塔顶的待测流体介质（水样）经预处理装置4的过滤装置43进行预处理，过滤除去颗粒物后的待测流体介质（水样）进入在线测量系统1进行数据测量，避免颗粒物影响线测量系统测量的准确性或者防止颗粒物对在线测量系统1造成损坏，从而可保证在线测量系统1实现ph值、氯离子、铁离子、硫化物和氨氮含量的实时准确的在线测量，可对炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值进行长期有效的监测，以指导炼油装置及时调整防腐措施，对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时防控。在其中一些实施例中，过滤装置43的滤膜的孔径可设置为0.4μm、0.8μm、80μm等，以根据实际过滤需求选取不同孔径尺寸滤膜的过滤装置43，以对待测流体介质（水样）中的颗粒物达到良好的过滤去除效果。
31.请结合参阅图2，在其中一些实施例中，炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统还包括防爆系统5，在线测量系统1和预处理装置4均设于防爆系统5内。该实施例中，将在线测量系统1和预处理装置4均设于防爆系统5内，以保证线测量系统和预处理装置4工作的安全、稳定和长期有效性，从而可保证在线测量系统1实现ph值、氯离子、铁离子、硫化物和氨氮含量的实时准确的在线测量，可对炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值进行长期有效的监测，以指导炼油装置及时调整防腐措施，对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时防控。
32.请结合参阅图2，在其中一些实施例中，防爆系统5为正压充气防爆小屋，在线测量系统1和预处理装置4均设于正压充气防爆小屋内。该实施例中，防爆系统5采用正压充气防爆小屋，并将在线测量系统1和预处理装置4均设于正压充气防爆小屋内，由于正压充气防爆小屋的防爆等级达到exibⅱbt4gb，防爆效果较好，以充分保证线测量系统和预处理装置4工作的安全、稳定和长期有效性。
33.请结合参阅图2，在其中一些实施例中，在线测量系统1临近分馏塔6塔顶之冷凝罐7水包的位置设置，在线测量系统1设于正压充气防爆小屋内。该实施例中，将在线测量系统1安装在炼油装置分馏塔6塔顶冷凝罐7水包的位置，以便于在线测量系统1对分馏塔6塔顶的流体介质的ph值及该流体介质中腐蚀介质含量同时进行在线监测，并且将在线测量系统1设于正压充气防爆小屋内，由于正压充气防爆小屋的防爆等级达到exibⅱbt4gb，防爆效果较好，以充分保证线测量系统工作的安全、稳定和长期有效性。由于防爆系统5内带有预处理装置4，预处理装置4包括温度控制装置41、压力调节装置42和过滤装置43，所以预处理装置4具有调节温度压力和过滤功能，可将水样温度压力调节至常温常压，并将颗粒物过滤
除去，满足在在线测量系统1的线监测仪器的测量要求，提高在线测量系统1的量的精度。
34.请结合参阅图1和图2，在其中一些实施例中，数据处理系统3包括用于设于远程控制中心的云平台31和与云平台31通信连接的移动终端32，移动终端32可接收云平台31处理后的实时监测信息及发出的预警信息。该实施例中，数据处理系统3包括云平台31和与云平台31通信连接的移动终端32，云平台31通过无线/有线的方式与数据采集单元22通信连接，则云平台31可实时接收数据采集单元22传输的实时监测数据，并对接收到的实时监测数据进行实时处理分析。设于远程控制中心的云平台31，在对接收到的实时监测数据进行实时处理分析后，可根据对实时监测数据的处理分析结果显示实时监测信息，以在分馏塔6塔顶的流体介质的ph值和/或流体介质中腐蚀介质含量出现异常时发出预警信息。移动终端32可接收远程控制中心云平台31处理后的实时监测信息及发出的预警信息，可长期实时监测炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值及流体介质中各腐蚀因子的含量，可对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时评价，进而可指导炼油装置及时调整防腐措施，降低腐蚀风险。可以理解地，移动终端32可以是具有app端的手机或者具有多种应用功能的智能手机以及平板电脑等。
35.请结合参阅图1和图2，在其中一些实施例中，数据处理系统3还包括与云平台31通信连接且具有pc端的计算机33，具有pc端的计算机33用于安装在检测现场设置的监测点。该实施例中，在检测现场设置的监测点安装计算机33，具有pc端的计算机33与远程控制中心的云平台31通信连接，则检测现场的监控人员可通过计算机33实时接收远程控制中心云平台31处理后的实时监测信息及发出的预警信息，可长期实时监测炼油装置分馏塔6塔顶的流体介质ph值及流体介质中各腐蚀因子的含量，可对炼油装置分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行及时评价，进而可指导炼油装置及时调整防腐措施，降低腐蚀风险。当然，移动终端32也可以通过计算机33实时接收远程控制中心云平台31处理后的实时监测信息及发出的预警信息。
36.实施例1结合图1和图2，某常减压装置的常压分馏塔6安装了本发明一种炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统，包括在线测量系统1、数据采集系统2、数据处理系统3以及防爆系统5。在线测量系统1中的在线ph计11选用抗硫化物中毒传感器；在线氯离子测量仪12选用氯离子选择电极法，量程为0~500mg/l；在线铁离子测量仪13选用邻菲罗啉分光光度法，量程为0~8mg/l；在线硫化物测量仪14选用硫离子指示电极滴定法，量程为0~500mg/l；在线氨氮测量仪15选用气敏电极法，量程为0~1000mg/l。在线测量系统1与预处理装置4相连接置于防爆小屋内，安装在常压分馏塔6塔顶冷凝罐7水包位置。水样经预处理装置4调节温度压力至常温常压，并过滤除去颗粒物后进入在线测量系统1进行数据测量。在线测量系统1与数据采集器通过5路rs485连接，将测量到的ph值、氯离子含量、铁离子含量、硫化物含量和氨氮含量通过数据采集系统2收集后采用无线的方式传输到数据处理系统3，数据处理系统3实现对监测数据的显示、统计分析和监控预警等，实现对常压分馏塔6塔顶腐蚀风险的在线监测。
37.本发明实施例提供的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统，在对某炼油装置常压分馏塔6塔顶的腐蚀风险进行监测过程中，常压分馏塔6塔顶的冷凝水在正常情况下的监测数据显示ph值为6.8~7.2，氯离子含量为20.5~26.7mg/l，铁离子含量为0.10~0.36mg/l，硫
化物含量30.8~42.4mg/l，氨氮含量为34.5~56.6mg/l，常压分馏塔6运行正常，腐蚀风险低。当某段时间本发明实施例提供的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统监测到腐蚀介质含量超标，例如ph值最低为5.17，氯离子含量最高为150.72mg/l，铁离子含量持续超标，最高达到4.58mg/l，均超出数据处理系统3设置的预警值，数据处理系统3连续发出报警，腐蚀风险等级高。针对常压分馏塔6塔顶监测过程中发现的腐蚀风险，及时采取了相应的措施，首先从源头控制腐蚀介质含量，通过调整原油混炼方案使原油的氯含量控制于3mg/kg以下；其次将塔顶注水从原来的回用水改为除盐水，同时加大了注水量，控制塔顶冷凝水控制ph值为6.5~8.5，氯离子含量在30mg/l以下。通过上述措施调整后，炼油装置分馏塔塔顶冷凝水铁离子含量下降为0.34mg/l，使常压分馏塔6塔顶的腐蚀得到了有效控制。因此，通过本发明实施例提供的炼油装置分馏塔顶腐蚀风险监测系统，可对分馏塔6塔顶的腐蚀风险在线监测，能及时发现腐蚀介质的异常情况并发出预警，实现对腐蚀风险的监测并指导及时调整防腐措施，控制腐蚀风险，保障设备的安全长周期运行。
38.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。