一种炼化装置易腐蚀部位的评价方法
【专利摘要】本发明涉及一种炼化装置易腐蚀部位的评价方法；通过对设备，条管道进行RBI风险分析，确定主要失效模式和相应的检验计划；采用HAZOP对新建或者已有的过程装置及工程本质进行正式的、系统的严格审查来评估单个装置的危险可能性和可能对整套装置造成的影响；采用LEC分析方法对具有潜在危险性作业环境中的危险源进行半定量的安全评价；将上述步骤进行分析和关联，确定易腐蚀部位及腐蚀流程，进行腐蚀评价分析，开展预防性监测；对尚未暴露出明显腐蚀问题的部位，通过HAZOP、LEC、RBI分析方法的综合运用进行腐蚀评价分析，开展预防性监测；本方法科学性强，易于使用，评价准确率高，可有效开展预防性监测。
【专利说明】一种炼化装置易腐蚀部位的评价方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种炼化装置腐蚀评价方法。特别适用于各炼化企业，尤其是炼化关键装置(包括蒸馏、焦化、催化、焦化、加氢裂化及裂解、苯乙烯、丁苯橡胶、芳烃、丁烯-1装置等)的腐蚀部位评价。
技术背景:
[0002]石化企业由于其原料属于易燃、易爆，整个加工系统庞大，工艺复杂，所以生产过程必然可能产生火灾或爆炸，对生命、国家财产、环境、安全生产及企业效益将产生非常大的影响。由于物料中含有较强的腐蚀性介质(酸、硫等)，这些腐蚀性介质在各个流程、环节、各个温度段都有分布，腐蚀性介质是钢材损伤(石化企业装置主体材质)的关键因素之一，在任何环节发生的严重腐蚀将极易导致恶性事故的发生。
[0003]腐蚀监测技术是一项古老而新颖能够及时发现装置腐蚀问题的技术，国内从上世纪60年代开始进行，基本上伴随国内石油工业的发展。其中的油品及冷凝水(污水)腐蚀性介质、及腐蚀产物监测、腐蚀调查的历史最为悠久，上世纪80年代国内开始进行在线探针的腐蚀速率监测，随后开展测厚监测，特别是高温测厚，加上上世纪末开始的旁路监测技术，近几年出现的在线测厚(射线、源)、氢通量、超声导波等等监测技术，形成了十分丰富的监测技术，目前各类监测技术或者监测手段还在日新月异的发展之中。
[0004]石化企业中工艺介质环境非常复杂，必须选择正确的监测部位或系统，才能获知有效的腐蚀信息。目前虽然国内多数石化企业都采用了包括在线监测探针在内的新型的腐蚀监测技术或其它一些监测技术,但由于腐蚀本身的特殊性、复杂性,对于监测部位的评价及选取，尚未有可靠、科学的评价方法。
[0005]为提高腐蚀监测效率，有效开展预防性腐蚀监测工作，本专利根据炼化装置的具体特点，综合采用HAZOP (危险与可操作性)、RBI (基于风险的检测技术)、LEC (对具有潜在危险性作业环境中的危险源进行半定量的安全评价方法)进行分析和关联，对尚未有明确腐蚀现象的部位进行评价及预防性监测，实现快速、有效的发现装置腐蚀问题或腐蚀发展趋势，以便采取恰当腐蚀防控措施，消除或减轻腐蚀对炼油装置造成的爆炸、着火、停工等腐蚀事故的发生。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种炼化装置易腐蚀部位的评价方法，提高腐蚀评价水平，实现炼化装置低温及高温部位腐蚀控制，及时消除腐蚀安全隐患，确保装置安全平稳运行起到可靠的保障作用。
[0007]RBI是基于风险的检验，即以设备破坏而导致的介质泄漏为分析对象，以设备检验为主要手段的风险评估和管理过程。RBI技术全面考虑了评价对象的经济性、安全性以及潜在的失效风险，根据不同设备的失效机理确定相应的检验计划。RBI是一种系统和动态的检验方法，目前常用于设备检验时间、检验方案等检验策略的确定方面，能够保证对风险相对较高设备有较多的重视，同时对低风险的设备进行适当的评估，允许业主将精力集中于高风险的设备上；针对不同的损伤机理和可能性等级均给出应用有效的检验技术和检验深度，做到事半功倍，在调整检验策略的同时提高设备的安全性和可靠性。
[0008]HAZOP(Hazard and Operability Analysis)技术最早是在20世纪60年代中期由英国帝国化学公司(ICI)首先开发应用的，于1974年建立的，主要目标是对炼化装置的工艺过程进行危险与可操作性分析。最初定义为=HAZOP分析是由各专业人员组成的分析组对工艺过程的危险和操作性进行分析，即对新建或者已有的过程装置及工程本质进行正式的、系统的严格审查来评估单个装置的危险可能性和可能对整套装置造成的影响。HAZOP分析的目的在于识别已有的高危险性装置的潜在危险，除去导致重大安全的问题。
[0009]作业条件危险性评价法(以下简称为LEC法)是一种简便易行的衡量人们在某种具有潜在危险的环境中作业的危险性的半定量评价方法。它是由美国安全专家格雷厄姆和金尼提出的。该方法以与系统风险率有关的三种因素指标值之积来评价系统人员伤亡风险的大小，并将所得作业条件危险性数值与规定的作业条件危险性等级相比较，评价风险程度并确定风险是否在可容许范围的全过程，作业危险性的三个因素为:
[0010](I)发生事故或危险事件的可能性，用符号L来表示；
[0011]( 2 )人出现在危险环境下的时间，用符号E来表示
[0012](3)发生事故后可能产生的结果，用符号C来表示
[0013]这样，对某一作业的危险性就可用下式表示:
[0014]作业危险性=LXEXC
[0015]本方法中对上述三种方法进行了新的扩展和利用，通过对炼化装置进行RBI (基于风险的检测技术)、HAZOP (危险与可操作性)、LEC (对具有潜在危险性作业环境中的危险源进行半定量的安全评价方法)分析，对结果进行分析和关联，确定易腐蚀部位及腐蚀流程，对尚未有明确腐蚀现象的部位进行评价及预防性监测分析。
[0016]本发明的优点:
[0017]本专利主要采用HAZOP (危险与可操作性)、RBI (基于风险的检测技术)、LEC (对具有潜在危险性作业环境中的危险源进行半定量的安全评价方法)进行分析和关联，对尚未有明确腐蚀现象的部位进行评价及预防性监测，相对于目前腐蚀部位的确定方法通常采用经验或者被动监测，本方法具有科学性强，易于使用，评价准确率高等特点，可有效开展预防性监测，提高腐蚀监测的准确率。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1急冷单元腐蚀流程图【具体实施方式】
[0019]以新建的100万吨/年裂解装置为例:
[0020]I)通过对259台设备，5025条管道进行RBI风险分析，确定主要失效模式有:内部腐蚀减薄、应力腐蚀开裂和外部腐蚀，其中内部腐蚀减薄包括高温硫化物腐蚀、高温H2S/H2腐蚀、湿硫化氢/ 二氧化碳气体的腐蚀和高温氧化，应力腐蚀开裂包括湿H2S环境中的硫化物应力腐蚀开裂、碳酸盐应力腐蚀开裂和碱应力腐蚀开裂。高温硫化物腐蚀主要发生在裂解工段裂解炉出口至10-C-2701油洗塔的裂解气管道；高温H2S/H2腐蚀主要发生在裂解工段裂解炉出口至10-C-2701油洗塔的裂解气管道；湿硫化氢/ 二氧化碳腐蚀主要发生在裂解工段的10-C-2801水洗塔塔顶附近管线；高温氧化腐蚀发生在裂解工段裂解炉出口至10-C-2701油洗塔的裂解气管道以及超高压蒸汽管线；乙烯装置硫化物应力腐蚀开裂主要分布在10-V-2531液相区、10-C-2801液相区、10-V-2831液相区、10-V-2832液相区、10-V-3131 液相区、10-V-3132 液相区、10-V-3133 液相区、10-V-3137 液相区、10-V-3532 液相区、10-M-3534液相区和10-C-3501液相区；乙烯装置碳酸盐应力腐蚀开裂主要分布在10-C-3501碱洗塔液相区；乙烯装置中碱应力腐蚀开裂主要分布在10-C-3501碱洗塔液相区。风险分析结果表明:大约10%的设备和管道占据了乙烯装置95%的风险，平均风险从高到低依次是换热器、塔器、容器、管道，而累积风险从高到低依次是换热器、管道、容器和塔器。乙烯装置中内部腐蚀减薄可能性比较高的设备集中在裂解工段，内部腐蚀减薄可能性比较高的管道集中在裂解工段。主要的腐蚀机理为均匀腐蚀减薄。
[0021]2)通过HAZOP方法对装置的工艺流程及流程中腐蚀性介质进行具体分析，把裂解装置分成以下腐蚀单元节点(单元)进行分析。具体见表1。
[0022]表1裂解装置腐蚀单元(节点)表
[0023]
【权利要求】
1.一种炼化装置易腐蚀部位的评价方法，其特征在于: (1)通过对设备，管道采用RBI分析方法进行风险分析，确定主要失效模式和相应的检验计划； (2)采用HAZOP分析方法对新建或者已有的过程装置及工程本质进行正式的、系统的严格审查来评估单个装置的危险可能性和可能对整套装置造成的影响； (3)采用LEC分析方法对具有潜在危险性作业环境中的危险源进行半定量的安全评价； (4)将步骤(1)、(2)、(3)进行分析和关联，确定易腐蚀部位及腐蚀流程，进行腐蚀评价分析，并开展预防性监测； (5)对尚未暴露出明显腐蚀问题的部位，通过HAZOP、LEC、RBI分析方法的综合运用进行腐蚀评价分析，并开展预防性监测。
2.根据权利要求1所述的炼化装置易腐蚀部位的评价方法，其特征在于:确定主要失效模式包括:内部腐蚀减薄、应力腐蚀开裂和外部腐蚀。
3.根据权利要求2所述的炼化装置易腐蚀部位的评价方法，其特征在于:其中内部腐蚀减薄包括高温硫化 物腐蚀、高温h2s/h2腐蚀、湿硫化氢/ 二氧化碳气体的腐蚀和高温氧化。
4.根据权利要求1所述的炼化装置易腐蚀部位的评价方法，其特征在于:应力腐蚀开裂包括湿H2S环境中的硫化物应力腐蚀开裂、碳酸盐应力腐蚀开裂和碱应力腐蚀开裂。
【文档编号】G06F19/00GK103902796SQ201210579322
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】康强利, 赵敏, 马红杰, 孔朝辉, 黄新泉, 崔轲龙, 王帝, 王相儒, 王星明 申请人:中国石油天然气股份有限公司