炼油装置腐蚀介质安全管理软件设计与应用

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(1.天津因科新创科技有限公司，天津 300051；2.南开大学，天津 300071；3.中国石油化工股份有限公司天津石化分公司装备研究院，天津 300271)

炼油装置腐蚀介质安全管理软件设计与应用

陶建涛1，李桢旻2，李涛3，张洁1，张莹1

(1.天津因科新创科技有限公司，天津 300051；2.南开大学，天津 300071；3.中国石油化工股份有限公司天津石化分公司装备研究院，天津 300271)

针对劣质原油造成的设备腐蚀加剧问题，结合炼油企业实际生产需要，开发了腐蚀介质安全管理软件。从炼油装置层面和炼油全工艺层面对腐蚀介质分布、数据变化、异常数据预警等进行系统分析和安全管理；基于Oracle数据库进行了数据结构设计，将硫、氮、氧、氯和环烷酸等腐蚀介质数据全部录入数据库。该系统软件集成了数据存储、管理和查询功能，从腐蚀介质角度为炼油企业设备防腐蚀与检维修工作提供决策依据。

腐蚀介质安全管理数据库

在石油炼制过程中，常掺炼一些劣质原油，导致炼化企业腐蚀问题日益严重[1-2]。原油中的硫、氮、氯、氧和环烷酸等随着加工流程分布到整个生产工艺的装置中，受工况条件、催化剂、相变和流速等条件影响形成不同的腐蚀环境。这些腐蚀介质的含量直接影响炼油装置中设备和管道的腐蚀程度[3-4]。

随着计算机软硬件技术的发展，研发专业腐蚀管理软件已经成为行业热点。目前，对炼化企业定点测厚数据、在线探针数据、在线测厚数据和工艺防腐蚀数据已有较多研究[5]，但硫、氮、氯、氧和环烷酸等数据的专业分析和展示管理软件却较为少见。在收集大量数据的基础上，该文结合现场实际经验，提出了炼油装置腐蚀介质安全管理系统软件的初步概念，并从功能模块入手进行软件系统设计，明确关键性腐蚀介质去向、分布和平衡状态，对异常数据提供预警信息,对炼化企业腐蚀介质安全管理有指导作用。

1 系统架构

根据功能需要，腐蚀介质安全管理系统分为基础数据层、查询分析层和综合分析与预警层等三部分模块，系统的整体架构见图1。

1.1基础数据层

通过人工采集及模板导入，将腐蚀介质的相关数据录入Oracle数据库中，形成基础数据层。基础数据层可以实现数据添加、修改、删除和保存等操作，也可以通过生产装置DCS/MES(集散控制系统/生产过程执行系统)软件提供数据接口，经用户局域网向腐蚀管理决策层提供工艺及设备现场动态信息。

1.2查询分析层

为方便专业管理人员管理查询数据，设定了查询分析层。可以从单一介质及多介质不同维度管理的角度，查询腐蚀介质录入日期、数据变化曲线等，方便进行变化率计算。该模块采取趋势图浏览与表格查询两种方式查询。通过设置查询条件，选择日期范围及硫、氮、氯、氧和环烷酸的信息属性值，点击“查看”，对应的趋势图即可显示出来。2008年趋势图见图2。

1.3综合分析与预警模块

综合分析与预警模块是为生产、设备、工艺管理人员及各级生产主管领导等用户设计的。该模块提供了数图结合展示方式，既可以从宏观上展示全工艺流程各腐蚀介质的分布情况和数据变化情况，又可以从装置层面上展示装置工艺流程中各腐蚀介质的详细分布数据，满足不同装置管理人员、不同层级人员的需求。同时，还具备异常数据预警以及全流程下的硫、氮、氯、氧和环烷酸平衡计算等功能。

图1 系统整体架构示意

图2 查询2008年的趋势图

系统采用装置流程图的方式对各个取样位置进行标注，在现场采用不同记号标记，方便采集人员准确快速地找准位置。通过已设置的指标上下限在图形中数据点所在区域处进行报警提示。其中，超过设定值一定比例的样品检测项目及样品编号显示红色；未超过规定值的样品显示绿色。报警所在点的位置、发生时间和具体数值集中保存留档。通常情况下，从塔出口到下一个装置的入口，介质不会发生太大改变，可以根据管道长度选取2至5个取样点测量，取平均值作为录入结果。

1.4全流程介质分布情况

炼油装置全流程腐蚀介质分布情况面对的用户是炼化企业全厂设备、工艺、安全及腐蚀专业管理者，从工艺整体上分析和展示腐蚀介质的分布数据及原油加工中各个环节腐蚀介质的变化情况。一旦数据存在异常，系统会自动报警。

该系统采用3D技术，可为用户提供装置现场环境空间视觉真实感受，反映全场布局，获得所需信息(见图3)。其中，炼油装置的全景图包括常减压蒸馏装置、延迟焦化装置、流化催化裂化装置、汽油加氢精制装置、柴油加氢精制装置、加氢裂化装置、连续重整装置、异构化装置和煤油加氢精制装置等。在整套装置的入口以及每套装置的出口处取样，经多次重复检测取平均值录入系统。

图3 全流程层面介质分布情况

同一界面上，用户可对单一腐蚀介质监测值进行独立查看，也可任意组合腐蚀介质监测值同时查看。通过对比分析，可预知生产装置设备及管道腐蚀状态，及时掌握腐蚀变化趋势和规律，采取适当措施消除事故隐患。

2 其他功能设计

2.1报告管理

(1)报告生成。 腐蚀介质安全管理系统具有报告生成功能。通过单击选中所需数据，右击“生成”则可自动生成相应报告。

(2)报告上传。 用户可以利用腐蚀介质安全管理系统的上传功能，将具体分析报告等各类报告上传到管理系统中供其他用户查询。

(3)报告下载。 用户可以下载系统生成的各类报告，方便用户进行编辑。

2.2专家远程诊断

专家远程诊断功能是为方便本领域专家进行远程诊断而设计的功能模块。该模块具备远程浏览和查询功能，可调取相关腐蚀的其他数据(壁厚数据、探针数据和腐蚀形貌等)，结合腐蚀介质数据和分布，方便本领域专家浏览及查询，以便给出诊断结果和维修建议。

3 结束语

基于Oracle数据库平台构建了硫、氮、氯、氧和环烷酸等腐蚀介质的腐蚀介质安全管理系统。该系统具备数据录入、文件上传和专家远程诊断等功能,为用户提供多层次、多角度数据查询方式。用户界面采用标准WINDOWS中文界面，内容丰富，表现直观，结构清晰。系统采用B/S(浏览器/服务器)架构，用户局域网上的每台计算机均可作为该系统本地检测浏览站。该系统主要用户为炼油厂及各装置的设备、工艺、安全和腐蚀专业的管理人员和技术人员,为用户进行腐蚀数据管理及相关应用研究提供了方便易用的工具，并为设备管理部门开展设备防腐蚀与检维修工作提供决策依据。

[1] 赵敏，康强利，周三平，等.腐蚀数据库管理及评价系统的设计与开发[J].石油化工腐蚀与防护，2006,23(6)：7-9.

[2] 徐剑,刘雷，裴东双,等.腐蚀安全管理系统在蒸馏装置的应用[J].石油化工腐蚀与防护,2013,30(4):54-56.

[3] 魏尧忠,姬玲.氯对炼油催化重整装置的腐蚀分析及对策研究[J].中国石油和化工标准与质量,2013(20):258.

[4] 姚敬博.催化重整装置氯腐蚀及防护[J].石油化工腐蚀与防护,2008,25(1):56-58.

[5] 任立华，徐新良,于凤昌，等.腐蚀监控系统在一套蒸馏装置的应用[J].石油化工腐蚀与防护,2010,27(3):56-59.

(编辑 王维宗)

DesignandApplicationofCorrosiveMediumSafetyManagementSoftwareforOilRefineries

TaoJiantao1,LiZhenmin2,LiTao3,ZhangJie1,ZhangYing1
(1.TianjinIncoTechnologyCo.,Ltd.,Tianjin300051,China;2.NankaiUniversity,Tianjin300071,China;3.SINOPECTianjinPetrochemicalEquipmentResearchInstitute,Tianjin300271,China)

As equipment corrosion caused by inferior crude oil became serious, corrosive medium safety management software was developed according to the actual production requirements of oil refineries. Corrosive medium distribution, data change and abnormal data alert were systematically analyzed and securely managed from the aspects of devices and process operation. Data structure was designed based on Oracle database, and corrosive medium data such as sulfur, nitrogen, oxygen, chlorine and naphthenic acid were all recorded. This software integrates the functions of data storage, management and query, and provides decision-making basis to deal with anti-corrosion, inspection and device maintenance from the point of corrosive medium.

corrosive medium, security management, database

2017-01-20；修改稿收到日期：2017-04-28。

陶建涛(1976—)，硕士，现从事石油化工管道防腐与检测工作。E-mail：tjt@incocorr.com