研究重油催化裂化装置油浆泵过流部位的磨蚀机理及应对措施

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　　摘 要：本文重点研究了重油催化裂化装置油浆泵过流环节的磨损以及腐蚀问题的原理，通过对油浆泵磨损和腐蚀的有效策略进行了深度探讨，有效保证了油装泵的整体质量，对提高原油生产工作起到了重要的保障。
　　关键词：油浆泵；磨损机理；抗磨蚀寿命
　　在原油的炼制工作当中油浆泵是重油催化裂化工作当中非常重要的设备，主要用于催化裂化分馏塔底的油体循环和提高管道油体的回炼效果。通过对油浆的循环控制实现了油浆当中催化固体含量的控制。油浆输送介质当中主要包含了催化剂颗粒以及胶质状态的催化油浆处理，其中还有固体和液体两相物质在反应过程当中，环境温度需要保持在350℃左右。随着原油加工原材料的重质化，原油当中的固体颗粒也在不断增多，在操作过程当中固体颗粒的输送过程直接影响到了油浆泵的正常工作。一方面来讲，固体颗粒的存在造成了油浆泵液体输送效率较低；另外在物流环节产生的磨损和腐蚀问题，直接造成了设备工作的安全性降低。
　　1 油浆泵过流部位磨蚀原因分析
　　1.1 过流部位磨蚀机理
　　在重油催化裂化装置的油浆泵物流环节当中产生颗粒磨损问题，主要指的是管道内部颗粒和管道壁表面产生碰撞接触，对管道内壁形成严重的磨损。对材料表面产生磨损和腐蚀，直接影响到了设备的使用寿命以及使用的可靠性，对此国内外相关研究人员从理论分析的角度上展开了模拟实验针对油浆泵过流部分产生的磨损和腐蚀的机理进行了深度研究。
　　油浆泵过流环节产生磨损和腐蚀，主要原因在于内部颗粒的直接撞击以及流体输送过程当中产生的滑动摩擦。其中相关研究人员在研究过程当中提出，通过具体的磨损和腐蚀状态直接和管道内部有体的腐蚀速率以及颗粒的形状有着直接的关系。通过实验研究结果可以看出，在不同的直径固体颗粒，在叶片上所产生的压力以及体积浓度相对较高，同时浓度会随着颗粒的直径大小的增加而增加。在不同的工作环境下叶轮流道内产生磨损最严重的位置在叶轮的进油口附近，同时颗粒主要分布在涡壳的表壁处，浓度会直接随着颗粒直径的增大而增大。当内部的流体速率过高同时和叶片表面相切的时候，必然会和叶片之间发生剧烈的摩擦和碰撞，进而产生了磨损问题，在蜗壳当中固体颗粒的大小以及碰撞的角度不同，在离心力的强大作用下形成的大直径转向速度，冲击强度也各有不同，在流向出口处会产生比较严重的颗粒磨损和腐蚀问题，相比于其他的工作部位来讲，隔舌部分的流线区域分布比较密集，同时流体的运动状态比较紊亂，因此隔舌部分也是产生磨损和腐蚀的重点区域。
　　1.2 油浆泵抗磨蚀寿命的主要制约因素分析
　　油浆当中所产生的固体颗粒含有氧化铝和催化剂等，这也是叶轮和蜗壳当中产生磨损和腐蚀的重要影响因素，同时在油浆当中的残留胶质物体会夹杂着大量的催化剂颗粒，直接进入到泵体内部，加剧了油体流通部分的腐蚀程度。通过对我国某重油催化裂化联合设备的控制进行分析和研究，对内部油浆固体颗粒以及含有的胶质物质，进行了大量的分析和研究，比如通过油体分离的方式有效提高催化裂化的工作效率，同时采用磨损和腐蚀系数较低的催化剂，有效控制了DCS操作系统当中的流体流动速度。通过控制系统内部的压力差值以及温度的变化，可以有效的固定原油当中的固体含量，但是由于受到实际反应工艺和原材料性质的影响，造成了原油当中固体含量和体积分数保持在0.4左右，同时胶质含量保持在0.8%～1.2%之间。
　　2 提高油浆泵抗冲蚀性能的措施
　　通过提高流体部分材料的硬度，可以有效的提高原油泵的抗磨损和腐蚀的寿命。所以需要从油泵内部的涂层开始进行防腐蚀处理，通过对油泵表面材质的分析和研究，油泵表面材质属于高温铸造不锈钢材料，对催化剂的抗磨损性能不是非常明显，如果内部的耐磨涂层产生损坏，那么会加速外表壁的腐蚀问题。所以在泵内部涂刷防腐蚀层，是提高油泵磨损和腐蚀的重要措施之一。
　　当前我国油泵内部涂刷防水材料，主要类型有扩散涂层、碳化涂层以及镍镉等各种化合物的涂层。在不同的条件下不同的涂层所表现出的抗腐蚀和磨损的效果并没有完全的定论。针对油浆泵的工作运行状况，通过在油泵内部喷涂合金可以有效的提高油泵内部的抗腐蚀程度，材料当中含有镉铝等元素分别为48%和20%其它元素占到了4%，硬度为HRC550。在镍镉铝合金元素当中，在高温条件下表现出立方结构而整体的错位性能较低，这种结构形式有效提升了固体材料的整体强度以及材料的抗氧化能力，同时涂层当中含有较高的镍镉合金整体的抗磨性能也得到了有效的提升。该涂层材料的原子尺寸比碳原子尺寸较大，在使用过程当中有效提高了油泵内壁的抗腐蚀强度，同时还提高了合金的抗高温性能，通过该涂层的有效应用在后续的监测工作当中表现出了强度较高，耐磨性更好以及抗腐蚀性优良等方面的优势，这也是高温高压阀门和燃气涡轮叶片设备当中常用的防腐蚀材料。
　　3 结束语
　　通过对重油催化裂化装置中有油浆泵的腐蚀问题有效分析，从中可以总结出在油浆泵的过流环节上很容易产生腐蚀问题。主要是因为流体的固体颗粒碰撞和含有腐蚀性物质所造成，因此需要在该环节上充分做好防磨损和防腐蚀处理，保证油泵工作的安全性。
　　参考文献：
　　[1]尚伟，吴艳萍.重油催化裂化装置油浆泵过流部位磨蚀机理及应对措施[J].化工机械，2018，45（04）：474-477.
　　[2]孙辉，武利春，沈兴，刘建.浅谈重油催化裂化装置油浆系统结焦与预防措施[J].化工管理，2014（14）：196.
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