[发明专利]一种加氢反应流出物冷却过程的实时监管系统

说明书

技术领域

本发明属于检测系统技术领域，特别涉及一种加氢反应流出物冷却过程的实时监管系统。

背景技术

加氢裂化是劣质油清洁化、重质油轻质化的石化过程的核心技术，其运行工况苛刻、工艺复杂，工艺过程包括反应、分馏、传热、传质、沉积、流动、堵塞和冲蚀等多种关联过程。

自1959年Chevron公司开发加氢裂化技术以来，反应流出物空冷器(简称REAC)系统的失效一直是制约加氢裂化装置安全、稳定、长周期运行的问题。针对REAC系统频繁出现的失效问题，三十多年来，NACE T-8委员会、UOP公司、API协会先后进行了大量的调研，分析了影响REAC系统的因素，提出将流速、腐蚀因子Kp＝(H₂S)mol％×(NH₃)mol％和含硫污水的NH₄HS作为控制REAC腐蚀的主要参数，通常认为将Kp控制在0.2～0.3，NH₄HS浓度不大于8％，相应流速范围控制在4.6～6.1m/s，可有效防止REAC系统的腐蚀。但上述技术方案的提出存在一些问题，由于现有Kp值、NH₄HS浓度、流速范围是通过对腐蚀现象的统计分析而得出的，缺少对复杂失效过程的关联分析，可操作性不强。因此，国内外REAC系统腐蚀导致加氢装置失控的事故仍然频繁出现。随着中国加入WTO，中东重质、含硫原油的加工量逐渐增加，许多加氢裂化装置相继进行了高硫扩能改造，随之引发的加氢REAC系统失效的问题日益突出，不仅影响了企业的生产计划，而且频繁的非计划停工造成了严重的经济损失。

2004年，在API932-B的影响下，国内外许多石化企业将REAC管束材料升级为Incoloy825(其价格为碳钢材料的10倍以上)，以通过升级材料的耐磨腐蚀性来提高REAC系统的运行周期，虽然通过材料升级能够提高REAC系统的耐腐蚀性，对提高REAC系统的安全运行起到一定的作用，但如果生产过程有关失效控制参数得不到合理控制，还是有可能形成堵塞或冲蚀而引发REAC系统的失效，国内外关于Incoloy825的REAC系统失效报道也屡见不鲜。因此，单纯进行材料升级难以从根本上解决REAC系统的失效问题。由于REAC系统变工况运行过程中系统的临界操作条件，包括Kp值、NH₄HS浓度、流速等，现场操作人员根本不知道。因此，许多石化企业的加氢裂化空冷器系统装置处于“等着泄漏状态”。

为扭转加氢REAC系统存在的泄漏、爆管失效引发的频繁非计划停工的被动局面，亟需设计一套适用于具体的反应流出物空冷器实时诊断监管系统，为现场操作人员提供可靠的操作依据，有效避免REAC系统的失效，切实提高REAC系统的运行可靠性。

发明内容

本发明公开了一种加氢反应流出物冷却过程的实时监管系统，其通过实时监测反应流出物空冷器的各项参数，实时显示具体REAC系统变工况运行中的失效控制参数，包括Kp值、NH₄HS浓度、流速、关键杂质含量等参数，为现场工作人员提供可靠的操作依据，可有效避免REAC系统失效引发的非计划停工事故，确保REAC系统的长周期、安全、稳定运行。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种加氢反应流出物冷却过程的实时监管系统，包括以下功能模块：数据提取模块、数据预处理模块、数据人工输入模块、模型建模模块、临界特性指标计算模块、诊断模块及实时显示模块，其中，

数据提取模块：设于加氢反应流出物系统的传感器将信号作滤波、缓冲、调理、放大预处理，然后输入数据采集和DCS控制系统，通过数据线从DCS控制系统提取数据，并存储于本地数据库；

数据人工输入模块：输入加氢反应流出物系统中原料、产品的化验分析数据；

模型建模模块：对在线实时运行参数和化验分析数据进行分析，结合加氢反应流出物系统的结构特性、设计参数，建立综合失效模型；

临界特性指标计算模块：模拟冲蚀实验确定反应流出物系统的临界特性指标；

诊断模块：与数据提取模块、模型建模模块、临界特性指标计算模块相连。

所述的加氢反应流出物冷却过程的实时监管系统，实时显示模块提供人机交互的接口界面，通过在本地服务器中运行专业客户端软件，对加氢反应流出物系统运行参数数据进行数据分析，即时显示失效控制参数和时域波形，并将数据保存在本地数据库，当失效控制参数超限时自动报警，并给出故障原因和解决方案。