渣油加氫裝置高壓進料泵流量降低原因分析

劉志民，薛忠華，胡 洋

(中國石油化工股份有限公司齊魯分公司，山東淄博255434)

渣油加氫裝置高壓進料泵流量降低原因分析

劉志民，薛忠華，胡 洋

(中國石油化工股份有限公司齊魯分公司，山東淄博255434)

某煉油廠渣油加氫裝置兩臺高壓進料泵電機出現超電流和流量降低的現象，泵的流量最低至60 t/h。分析了原料密度、黏度對泵性能的影響，認為原料酸值高(折算原料中環烷酸的酸值高達0.66 mgKOH/g)是造成高壓進料泵內件腐蝕的主要原因。從泵出口的部分介質通過腐蝕間隙增大的葉輪口環等部件回流到泵的入口，導致泵內循環量增加，泵出口總流量下降進而導致電機超電流。通過控制原料的總酸值不超過0.3 mgKOH/g和原料儲存按照一定比例摻兌加工等措施，有效地緩解了此類現象的發生。

渣油加氫裝置 高壓進料泵 環烷酸腐蝕

某公司煉油廠1.5 Mt/a渣油加氫裝置由兩列組成，每列的正常進料量為95 t/h。2011年10月22日裝置停工檢修，11月20日進料開工正常，裝置運行至12月12日，發現兩列的兩臺高壓進料泵電機都出現超電流現象，泵的流量逐漸下滑，最低至60 t/h，裝置被迫降量維持生產。裝置共有 3臺高壓進料泵，泵 1310和1310A分別為A列和B列進料泵，泵1310B為兩列的公用進料泵，作為備用泵，其最大流量為90 t/h。

1 泵流量不足原因分析

1.1 原料密度的影響

當原料密度增大時，泵的消耗功率增大。對裝置停工前2011年10月15日至裝置開工后的12月31日原料的密度進行了對比分析，見圖1。從圖1中可以看出原料的密度比裝置停工前不僅沒有增加，反而有所降低。因此，原料密度對泵超電流的影響可以排除。

圖1 原料密度的變化情況Fig．1 Change of feedstock density

1.2 原料黏度對泵的影響

對裝置停工前2011年10月15至裝置開工后的12月31日之間原料的黏度分析數據進行了對比，見圖2和圖3。從圖2和圖3黏度數據看，裝置檢修開工后原料的80℃和100℃黏度數據都比裝置停工前要低。因此，原料黏度對泵運行的影響也可以排除。

1.3 泵本身原因的影響

為了驗證泵1310和1310A流量低的原因是泵本身有問題，決定開啟泵1310B運行，如果泵1310B能夠達到原有的最大流量，就可以說明泵1310和1310A本身存在問題。泵1310B屬于A和B兩列原料泵公用的備用泵，最大流量只能到90 t/h。將泵1310切換到泵1310B運行，泵1310B運行后，能夠達到90 t/h的流量，說明泵1310/1310A經過近一個月的運行，泵內件已經出現了問題，因此導致泵流量不足。

圖2 80℃原料黏度變化情況Fig．2 Change of feedstock viscosity at 80℃

圖3 100℃原料黏度變化情況Fig．3 Change of feedstock viscosity at 100℃

2 泵1310解體檢查情況

通過對泵1310的解體檢查，發現電機電流超標、泵流量不足的主要原因是葉輪腐蝕等造成泵的內循環增加。

2.1 泵內循環增大

所謂的內循環，就是泵的葉輪出口的流體經過葉輪口環間隙或導葉間隙返回到葉輪入口。由于口環間隙、導葉間隙增大，導致上一級葉輪和下一級葉輪之間內循環增大。內循環增大，在同樣的泵送流量情況下，造成電機電流的增大。葉輪導葉腐蝕情況見圖4和圖5。

圖4 導葉尖端腐蝕Fig．4 Vane tip corrosion

圖5 殼體內弧段均勻腐蝕痕跡Fig．5 The curve corrosion trace on the pump case

2.2 葉輪腐蝕

葉輪因為腐蝕、沖刷等原因造成的損壞，往往導致葉輪的外形尺寸偏離設計標準，造成泵的輸送能力的變化，體現為流量不足、揚程偏低等現象。葉輪腐蝕情況見圖6。

圖6 葉輪流道內腐蝕情況Fig．6 The corrosion in the impeller passage

3 腐蝕原因分析

3.1 腐蝕形態

觀察腐蝕形態，發現腐蝕部位光滑無垢，低流速部位僅留下尖銳的孔洞，高流速部位則順著流向出現溝槽，符合環烷酸腐蝕的外貌形態。

3.2 腐蝕影響因素

一般認為原油酸值大于等于0.5 mgKOH/g或側線油酸值大于等于1.5 mgKOH/g就會引起設備明顯的腐蝕;對于溫度因素，認為腐蝕主要集中在270～280℃的部位上，而在350～400℃的部位又會出現較嚴重的腐蝕［1］;對于流速因素，一般認為高流速及一些渦流區的腐蝕遠比其它部位更為嚴重。酸值在1.5～1.8 mgKOH/g，流速在0～15 m/s，腐蝕速率在0.13～1.75 mm/a;酸值在0.3 mgKOH/g以上，流速在30 m/s以上，腐蝕速率在2.5～2 5 mm/a。針對泵1310/1310A的工況，介質溫度為280℃左右、泵葉輪直徑為290 mm，泵轉速為4 913 r/min，計算泵出口流體的線速度為76 m/s，遠高于30 m/s的流速條件。雖然以上溫度和流速兩個因素都滿足環烷酸腐蝕的條件，但這兩個因素對于泵1310/1310A來說在裝置檢修前后是沒有變化的，不是引起泵內件環烷酸腐蝕的主要因素。那么，介質中酸值的變化應該是導致泵內件環烷酸腐蝕的主要因素。

3.3 裝置檢修后原料變化情況分析

重油加氫裝置正常運行時的原料主要是第三常減壓蒸餾裝置減四線油(88%)、第四常減壓蒸餾裝置減四線油(12%)。第三常減壓蒸餾裝置煉制原油為高硫低酸原油，其減四線油中的環烷酸含量可以忽略不計，第四常減壓蒸餾裝置煉制的是勝利油田的高硫高酸原油，其減四線油中環烷酸的酸值在2.0 mgKOH/g左右，折算原料中環烷酸的酸值為0.24 mgKOH/g。此次重油加氫裝置開工時，恰逢延遲焦化裝置燒焦、第三常減壓蒸餾裝置生產重交瀝青，為緩解渣油儲存矛盾，重油加氫裝置只能加工罐區儲存的第四常減壓蒸餾裝置減四線比例較高的原料，占原料比例33%，折算原料中環烷酸的酸值為0.66 mgKOH/g，從而造成了原料酸值的升高，進而引起了環烷酸腐蝕。

4 解決措施

(1)每天應對裝置加工的原料中的組成進行統計和分析，嚴格控制重油加氫原料中第四常減壓蒸餾裝置減四線油的比列，要求不超過總進料量的13%。從而控制原料的總酸值不超過0.3 mgKOH/g。

(2)重油加氫再檢修時，將第四常減壓蒸餾裝置減四線油單獨儲存，裝置開工后，按照一定比例摻兌加工，避免短時間內大量高酸值油進入裝置引起腐蝕。

5 結 論

原料中高酸油比例的增加，是造成高壓進料泵內件腐蝕的主要原因。生產操作、調整與設備安全管理是息息相關的，任何工藝參數、原料性質的變化，都會對設備安全運行造成影響。

［1］ 章建華，凌逸群，劉曉輝，等.煉油裝置防腐蝕策略［M］.北京:中國石化出版社，2008:12-13.

(編輯 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。

劉志民，1990年畢業于山東工業大學，高級工程師，現從事煉油設備和設備防腐管理工作。E-mail:qllzhm @163.com。