[01585135]高硫原油加工装置硫化氢泄漏检测优化研究

炼油装置是生产各种燃油和化工产品的生产装置,随着我国各类油气能源炼制的产量和处理加工量大幅上升,油气的加工处理过程中气体泄漏导致火灾爆炸和人员中毒事故时有发生,因此对气体探测器的布置提出了更高的要求。目前针对气体探测器的布置,很多还只是基于标准的方法,没有考虑现实场景的不确定性,亦均未对泄漏场景作风险评估分析。这种做法导致成本较高而效率不尽如人意。所以基于传统的气体探测器设置具有一定的局限性,不能检测装置系统的所有泄漏场景,且报警系统具有一定的不可靠性。在生产过程中需要能够高效探测气体泄漏的探测器,进一步达到最佳检测效果与最少经济投入的双赢局面。因而需要对布置的探测器类型、数量以及空间布局等进行进一步研究。专家鉴定认为,该项目的基础性和应用研究在广度和深度方面均达到国际先进水平,对推动我国石油石化装置中有毒气体探测器布置优化的进步具有重大意义。 本课题在2012年山东省生安全生产科技计划项目“高硫原油加工装置硫化氢泄漏检测优化研究”（LAK2012-6）的资助下,按照项目建议书要求开展研究。项目针对高硫原油加工装置硫化氢气体泄漏的检测优化问题,进行了典型装置泄漏概率定量评估模型的建立、泄漏场景定量构建、泄漏扩散CFD精细模型构建、基于区域风险等级的定性优化、投资收益分析和基于随机规划的定量优化研究,提出了一套基于计算流体力学（CFD）和泄漏场景集的高硫原油加工装置硫化氢泄漏检测优化的理论方法。 由于泄漏位置,大小和持续时间的未知,气体检测器的布置有很大的不确定性空间和大量潜在的泄漏情况需要考虑。此外风险分析过程中所需要的统计数据难以获得,对于泄漏情况的风险的量化很困难,需要可靠的气体扩散模拟来准确评估泄漏的发展。最后,即使所有这些数据都以最高的质量进行整合,那么大样本的数据对后续的分析会带来极大困难。因此此项目难度极大。通过多年的努力,本项目突破了多项重大关键技术,主要包括：1)基于CFD的危险气体泄漏扩散模型;2)基于蒙特卡洛方法的完全事故场景构建;3)考虑可靠性、表决逻辑和条件风险值的决策风险最小化模型;4)考虑可靠性和表决逻辑的决策风险最小化的P-中值模型;5)考虑条件风险值的MRPMP-UV模型;6)基于粒子群算法的模型求解。该系统的核心技术均授予发明专利权。目前申报国家发明专利4项,已授权3项专利,还有一项已经实质授权。发表学术论文7篇,其中SCI1篇,EI4篇,国际会议1篇。培养硕士9名。 危险气体探测器是炼油装置安全的重要保护层,通过开展高硫原油加工装置硫化氢泄漏检测优化研究,对提高气体探测器的检测效率、降低中毒和火灾爆炸风险具有重要意义。该项目研究成果与同类技术相比达到国际先进水平,可高效可靠地检测各种泄漏、准确及时提供气体泄漏报警信息,为科学制定炼油装置区域的应急措施提供可靠的技术支持,起到预防事故、降低风险、节约成本的重要作用,具有较高的推广应用价值。综上所述,危险气体探测的检测优化方法,在炼油装置的全寿命周期中起到预防事故、降低风险、节约成本的关键作用。因此开展高硫原油加工装置气体探测器布置优化方法研究,具有较高的工程实践价值和推广应用前景。