苯乙烯装置P3003汽提塔釜液泵故障分析及对策

2020-03-04马德文

化工管理 2020年1期

马德文

(中海油东方石化有限责任公司，海南东方 572600)

0 引言

本司苯乙烯装置利用乙苯装置生产的乙苯作为原料，在催化剂的作用下，发生脱氢反应生成苯乙烯。P3003汽提塔釜液泵为T3001汽提塔塔底的工艺凝液输送泵，该凝液部分输送至蒸汽发生器产蒸汽，蒸汽再输送至苯乙烯加热炉加热后，与乙苯混合后进入反应器。因此，P3003汽提塔釜液泵是苯乙烯装置流程中的重要设备，该泵运行的稳定性对装置的平稳运行具有较大影响。

1 P3003汽提塔釜液泵故障现象

自2015年苯乙烯装置开工一段时间后，P3003汽提塔釜液泵运行一直不能长周期平稳运行，最初的表现为入口过滤网经常性堵塞，需要频繁清理过滤网，维修量大；后来过滤网堵塞现象有所缓解，但是该泵电机却频繁出现超电流现象。

P3003汽提塔釜液泵在首次开工一段时间后，由于聚合物堵塞泵入口过滤网，导致入口量不足抽空，频繁清理泵入口过滤器，严重时机泵运行30分钟左右就需要清理过滤器，P3003AB两台泵在不停的切换和清理过滤器中，无法正常运行，最终导致装置局部停工，对T3001塔塔釜及泵入口管线进行了聚合物清理，情况有所好转，但仍需定期清理过滤器。大约在2015年10月份，P3003汽提塔釜液泵开始出现电机超电流现象，对机泵进行了几次拆检，均未发现问题，超电流现象依旧，在最后一次拆检时，对叶轮上的铁锈(薄薄的一层，前几次检修未注意)进行了清理，检修后运行该泵，电机电流恢复正常。之后，当该泵电机电流接近额定值时就需要拆检清理叶轮。每台泵运行时长较短，有时运行15～20天左右清理叶轮一次，有时运行5～7天就需清理叶轮一次。清理下来的铁锈见图1。

图1为P3003汽提塔釜液泵叶轮清理下来的铁锈。

图1 铁锈样本

2 原因探讨

首先我们对样本委托专门机构进行化验分析，确定样本的成分组成。见图2～图5。

图2 化验分析委托

图3 外观和溶解性

结果分析：样品为黑色粉末状固体，不能被溶剂所溶解，初步分析为无机物。

图4 盐酸溶解性和导磁性

结果分析：样品能被磁吸棒完全吸附，部分溶解于10%的盐酸，溶液为浅绿色。样品为无机物。

图5 EDS元素分析

结果分析：样品为无机物，且重要成分为氧化铁(铁锈)，没有检测到有机元素碳。

从以上报告可以看出工艺凝液中含有氧化铁是主要原因。需要分析氧化铁的主要来源。

在苯乙烯的工艺流程中，由脱氢反应器R3001、R3002(催化剂在反应器中)的脱氢产物经过多个换热器换热后再进入急冷器，被冷却后的脱氢产物，再经E3005、E3006冷却，E3005、E3006排出的凝液进入油水分离器D3005，D3005所分离出的水相工艺凝液进入汽提塔T3001上部，T3001汽提塔塔釜的工艺凝液经汽提塔釜液泵P3003A/B增压后，进入工艺凝液处理器加以处理。由此可知工艺凝液中含有氧化铁物质。与相关专业共同分析，最终确认氧化铁来源于反应催化剂。

苯乙烯催化剂是以氧化铁为主要活性组分、氧化钾为主要助催化剂的铁系催化剂，组成中还有Mg、Mo、Ce及Ca等近十种助剂，同时加入粘接剂以及扩孔剂等，见表1。

表1 苯乙烯催化剂基本组成

从上述分析可以看出，氧化铁主要是由催化剂中氧化铁的流失，随着工艺凝液进入P3003，在叶轮表面吸附一层铁锈，增加阻力，导致泵轴功率增大，电机超电流。

3 应对措施

由于催化剂中氧化铁的流失属于正常现象，无法避免，因此，我们只能从设备角度采取措施，解决问题。我们采取了以下措施：

(1)首先升级叶轮材质为316，防止对氧化铁的吸附。但实际效果并不明显。原因分析：不锈钢的种类繁多，常温下按组织结构可分为几类：1.奥氏体型：如304、321、316、310 等；2.马氏体或铁素体型：如430、420、410等。奥氏体型是无磁或弱磁性，马氏体或铁素体是有磁性的。在冶炼或热处理过程中，奥氏体不锈钢中会出现少量马氏体或铁素体组织。另外，316不锈钢经过冷加工，组织结构也会向马氏体转化，马氏体转化越多，钢的磁性也越大。

(2)将管道锥形过滤器改造为提篮式磁性过滤器，在过滤器中将氧化铁吸附，避免机泵频繁检修。

(3) 增加机泵电机功率，升高电机额定电流上限，延长机泵运行时间。