渣油加氢装置高压进料泵流量降低原因分析

刘志民，薛忠华，胡 洋

(中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，山东淄博255434)

渣油加氢装置高压进料泵流量降低原因分析

刘志民，薛忠华，胡 洋

(中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，山东淄博255434)

某炼油厂渣油加氢装置两台高压进料泵电机出现超电流和流量降低的现象，泵的流量最低至60 t/h。分析了原料密度、黏度对泵性能的影响，认为原料酸值高(折算原料中环烷酸的酸值高达0.66 mgKOH/g)是造成高压进料泵内件腐蚀的主要原因。从泵出口的部分介质通过腐蚀间隙增大的叶轮口环等部件回流到泵的入口，导致泵内循环量增加，泵出口总流量下降进而导致电机超电流。通过控制原料的总酸值不超过0.3 mgKOH/g和原料储存按照一定比例掺兑加工等措施，有效地缓解了此类现象的发生。

渣油加氢装置 高压进料泵 环烷酸腐蚀

某公司炼油厂1.5 Mt/a渣油加氢装置由两列组成，每列的正常进料量为95 t/h。2011年10月22日装置停工检修，11月20日进料开工正常，装置运行至12月12日，发现两列的两台高压进料泵电机都出现超电流现象，泵的流量逐渐下滑，最低至60 t/h，装置被迫降量维持生产。装置共有 3台高压进料泵，泵 1310和1310A分别为A列和B列进料泵，泵1310B为两列的公用进料泵，作为备用泵，其最大流量为90 t/h。

1 泵流量不足原因分析

1.1 原料密度的影响

当原料密度增大时，泵的消耗功率增大。对装置停工前2011年10月15日至装置开工后的12月31日原料的密度进行了对比分析，见图1。从图1中可以看出原料的密度比装置停工前不仅没有增加，反而有所降低。因此，原料密度对泵超电流的影响可以排除。

图1 原料密度的变化情况Fig．1 Change of feedstock density

1.2 原料黏度对泵的影响

对装置停工前2011年10月15至装置开工后的12月31日之间原料的黏度分析数据进行了对比，见图2和图3。从图2和图3黏度数据看，装置检修开工后原料的80℃和100℃黏度数据都比装置停工前要低。因此，原料黏度对泵运行的影响也可以排除。

1.3 泵本身原因的影响

为了验证泵1310和1310A流量低的原因是泵本身有问题，决定开启泵1310B运行，如果泵1310B能够达到原有的最大流量，就可以说明泵1310和1310A本身存在问题。泵1310B属于A和B两列原料泵公用的备用泵，最大流量只能到90 t/h。将泵1310切换到泵1310B运行，泵1310B运行后，能够达到90 t/h的流量，说明泵1310/1310A经过近一个月的运行，泵内件已经出现了问题，因此导致泵流量不足。

图2 80℃原料黏度变化情况Fig．2 Change of feedstock viscosity at 80℃

图3 100℃原料黏度变化情况Fig．3 Change of feedstock viscosity at 100℃

2 泵1310解体检查情况

通过对泵1310的解体检查，发现电机电流超标、泵流量不足的主要原因是叶轮腐蚀等造成泵的内循环增加。

2.1 泵内循环增大

所谓的内循环，就是泵的叶轮出口的流体经过叶轮口环间隙或导叶间隙返回到叶轮入口。由于口环间隙、导叶间隙增大，导致上一级叶轮和下一级叶轮之间内循环增大。内循环增大，在同样的泵送流量情况下，造成电机电流的增大。叶轮导叶腐蚀情况见图4和图5。

图4 导叶尖端腐蚀Fig．4 Vane tip corrosion

图5 壳体内弧段均匀腐蚀痕迹Fig．5 The curve corrosion trace on the pump case

2.2 叶轮腐蚀

叶轮因为腐蚀、冲刷等原因造成的损坏，往往导致叶轮的外形尺寸偏离设计标准，造成泵的输送能力的变化，体现为流量不足、扬程偏低等现象。叶轮腐蚀情况见图6。

图6 叶轮流道内腐蚀情况Fig．6 The corrosion in the impeller passage

3 腐蚀原因分析

3.1 腐蚀形态

观察腐蚀形态，发现腐蚀部位光滑无垢，低流速部位仅留下尖锐的孔洞，高流速部位则顺着流向出现沟槽，符合环烷酸腐蚀的外貌形态。

3.2 腐蚀影响因素

一般认为原油酸值大于等于0.5 mgKOH/g或侧线油酸值大于等于1.5 mgKOH/g就会引起设备明显的腐蚀;对于温度因素，认为腐蚀主要集中在270～280℃的部位上，而在350～400℃的部位又会出现较严重的腐蚀［1］;对于流速因素，一般认为高流速及一些涡流区的腐蚀远比其它部位更为严重。酸值在1.5～1.8 mgKOH/g，流速在0～15 m/s，腐蚀速率在0.13～1.75 mm/a;酸值在0.3 mgKOH/g以上，流速在30 m/s以上，腐蚀速率在2.5～2 5 mm/a。针对泵1310/1310A的工况，介质温度为280℃左右、泵叶轮直径为290 mm，泵转速为4 913 r/min，计算泵出口流体的线速度为76 m/s，远高于30 m/s的流速条件。虽然以上温度和流速两个因素都满足环烷酸腐蚀的条件，但这两个因素对于泵1310/1310A来说在装置检修前后是没有变化的，不是引起泵内件环烷酸腐蚀的主要因素。那么，介质中酸值的变化应该是导致泵内件环烷酸腐蚀的主要因素。

3.3 装置检修后原料变化情况分析

重油加氢装置正常运行时的原料主要是第三常减压蒸馏装置减四线油(88%)、第四常减压蒸馏装置减四线油(12%)。第三常减压蒸馏装置炼制原油为高硫低酸原油，其减四线油中的环烷酸含量可以忽略不计，第四常减压蒸馏装置炼制的是胜利油田的高硫高酸原油，其减四线油中环烷酸的酸值在2.0 mgKOH/g左右，折算原料中环烷酸的酸值为0.24 mgKOH/g。此次重油加氢装置开工时，恰逢延迟焦化装置烧焦、第三常减压蒸馏装置生产重交沥青，为缓解渣油储存矛盾，重油加氢装置只能加工罐区储存的第四常减压蒸馏装置减四线比例较高的原料，占原料比例33%，折算原料中环烷酸的酸值为0.66 mgKOH/g，从而造成了原料酸值的升高，进而引起了环烷酸腐蚀。

4 解决措施

(1)每天应对装置加工的原料中的组成进行统计和分析，严格控制重油加氢原料中第四常减压蒸馏装置减四线油的比列，要求不超过总进料量的13%。从而控制原料的总酸值不超过0.3 mgKOH/g。

(2)重油加氢再检修时，将第四常减压蒸馏装置减四线油单独储存，装置开工后，按照一定比例掺兑加工，避免短时间内大量高酸值油进入装置引起腐蚀。

5 结 论

原料中高酸油比例的增加，是造成高压进料泵内件腐蚀的主要原因。生产操作、调整与设备安全管理是息息相关的，任何工艺参数、原料性质的变化，都会对设备安全运行造成影响。

［1］ 章建华，凌逸群，刘晓辉，等.炼油装置防腐蚀策略［M］.北京:中国石化出版社，2008:12-13.

(编辑 寇岱清)

Abstract:The motors and two HP feed pumps in the residue oil hydrotreating unit of a refinery experienced electric current overrun and flowrate reduction，and the flowrate of pump went down as low as 60 t/hr．The analysis of impact of feedstock densities and viscosity as well as pumps themselves concluded that the culprit of corrosion of HP feed pumps was the high TAN of feedstock(0．66 mgKOH/g)．Part of medium from outlet of pumps flowed back to the inlet through the enlarged corrosion crevice of blade ring，resulting in the increased internal pump circulation，reduction of pump discharge flowrate and electric current overrun of pump motors．Such problems have been mitigated by control of TAN of feedstock within 0．3 mgKOH/g and blending ratio of feed．

Keywords:residue hydrotreating unit，HP feed pump，naphthenic acid corrosion

Analysis of Flow Reduction of HP Feed Pump of Residue Oil Hydrotreating Unit

Liu Zhimin，Xue Zhonghua，Hu Yang
(SINOPEC Qilu Petrochemical Co．，Ltd．，Zibo，Shandong 255434)

TE974+．1

A

1007－015X(2012)05－0025－03

2012－05－10;修改稿收到日期:2012－07－31。

刘志民，1990年毕业于山东工业大学，高级工程师，现从事炼油设备和设备防腐管理工作。E-mail:qllzhm @163.com。