楊曉剛 張春建 韓 哲 馬操陽 于泳波

（中國石油化工股份有限公司洛陽分公司 河南洛陽，471012）

1 汽油硫醇氧化裝置簡介

汽油硫醇氧化裝置設(shè)計加工能力為92萬噸/年，原料為催化裂化汽油，加工后產(chǎn)品為精制汽油。裝置于1985年9月由洛陽石化工程公司設(shè)計，1987年12月建成，1989年5月投入運行。1993年4月和1994年10月，分別進行了兩次技術(shù)改造，將容1114（原預(yù)堿洗汽油沉降罐）改為汽油水洗沉降罐和容1501（原閑置）用做汽油－堿液一級分離罐。2013年11月29日因二催化S Zorb裝置開工，催化汽油脫硫醇裝置停工。

2 生產(chǎn)原理

催化裂化汽油中含有H2S和硫醇等多種腐蝕性物質(zhì)和氧化誘發(fā)劑，必須在裝置內(nèi)加以脫除。H2S是一種弱酸性物質(zhì)，可直接在NaOH稀溶液中反應(yīng)生成Na2S：

Na2S溶解于堿渣中，通過去除堿渣進而將H2S脫除，裝置的預(yù)減洗部分，就是為實現(xiàn)這一目的。

硫醇既是氧化誘發(fā)劑，使油品安定性變壞，又具有腐蝕性，有臭味，為保持汽油中的穩(wěn)定性，消除臭味，需將汽油的硫醇進行氧化處理。

其反應(yīng)過程為：

產(chǎn)生的二硫化物性質(zhì)得以改善，可作為汽油組分，溶于油品中，堿液經(jīng)分離循環(huán)使用，本裝置采用混合氧化一步法，兩步反應(yīng)在一個氧化塔中進行。脫硫醇部分完成上述任務(wù)。

3 工藝流程

從催化裂化裝置的吸收穩(wěn)定部分來的汽油（F651），經(jīng)混1341與8%～10%的循環(huán)堿液混合進入容1345進行預(yù)堿洗，脫除汽油中的H2S，H2S與堿液反應(yīng)生成Na2S并溶解于堿液中，堿液自循環(huán)進行，定期更換，廢堿渣自壓至環(huán)烷酸裝置，脫除H2S后的汽油從罐頂出，進入脫硫醇部分。堿洗后的汽油與帶催化劑的堿液混合進入汽油－空氣混合器（混1501），再與非凈化風(fēng)混合進入混合氧化塔（塔1501），在塔內(nèi)（40℃，0.35MPa）進行反應(yīng)，反應(yīng)后溶有二硫化物的汽油、堿液和過?？諝獾幕旌衔镉伤敳砍觯M入催化汽油－堿液一級分離器容1501進行分離，下部沉降下來的堿液與容1503中分離出來的少量堿液一并經(jīng)泵1503送入混1501循環(huán)使用，汽油與過?？諝饣旌衔镌龠M入催化汽油堿液分離罐容1503進行氣－液分離。含烴尾氣從罐頂氣包通過PC651控制壓力壓入尾氣吸收塔（塔1503），塔內(nèi)（40℃，0.05MPa）用催化裂化吸收穩(wěn)定部分引入的柴油吸收尾氣中的烴類組份之后，脫硫醇尾氣自塔頂自壓送至五聯(lián)合，焚燒或直接放入大氣中，吸收油經(jīng)泵1504/1、2連續(xù)送至催化裂化分餾部分。汽油從容1503分出經(jīng)泵1502/1、2送至砂濾塔，通過2.03米高砂層，濾去部分殘余堿末等雜質(zhì)，汽油再經(jīng)容1114水洗進一步沉降后，最后加入抗氧化劑送出裝置。容1114切出來的廢水通過LDC656自動控制界位排入含油污水系統(tǒng)，帶催化劑的堿渣定期更換時用泵送至環(huán)烷酸裝置。流程圖見圖1。

圖1 汽油硫醇氧化裝置工藝流程圖

4 汽油泵機封基本情況簡介

汽油硫醇氧化裝置中設(shè)計一開一備兩臺汽油泵，工藝位號為P1502A和P1502B，選用的是大連化工耐酸泵廠生產(chǎn)的型號為DZA100－2250B的機泵，設(shè)計流量150m3/h，揚程83m，轉(zhuǎn)速2950rpm，介質(zhì)溫度40℃。機械密封選用的丹東克隆集團有限責(zé)任公司按照API標準生產(chǎn)的DBM－B－1系列機械密封，金屬波紋管采用焊接結(jié)構(gòu)，取消動輔助密封，非推壓式設(shè)計，追隨性和動態(tài)補償性優(yōu)良，端面材料選用耐高溫，耐腐蝕浸銻石墨和反應(yīng)燒結(jié)碳化硅。機械密封沖洗方式選用API 11方案，沖洗液從泵的吐出口經(jīng)過流量控制孔板到密封，液體進入機械密封端面的密封室沖洗端面后經(jīng)過密封返回泵中，整體設(shè)計在性能上能滿足所輸送工藝介質(zhì)特性的要求。API 11設(shè)計方案見圖2。

圖2 API 11設(shè)計方案

5 機械密封運行情況

2012年兩臺汽油泵機械密封頻繁出現(xiàn)密封泄漏，共更換四套機械密封，每臺機泵機械密封平均使用壽命大約為2400小時，低于其它低溫汽油泵機械密封平均使用壽命20000小時，遠遠低于API標準中的機械密封要求使用壽命25000小時。機械密封使用壽命情況見表1。

表1 汽油泵P1502AB機械密封使用壽命

6 機械密封故障原因分析

拆檢故障機械密封發(fā)現(xiàn)，波紋管外表面和靜壓蓋內(nèi)表面被堿層覆蓋，動靜環(huán)面基本沒有損傷，泵內(nèi)腔的葉輪和泵大蓋覆蓋有較厚和較脆的堿層，具體情況見圖3、圖4、圖5和圖6。

從拆檢情況分析，是機械密封波紋管黏附聚結(jié)堿垢使波紋管喪失追隨性和動態(tài)補償性，導(dǎo)致機械密封泄漏。從工藝設(shè)計方面也能驗證汽油中含有殘堿，因P1502所要輸送的介質(zhì)是催化汽油堿洗后經(jīng)分離罐容1503進行氣－液分離后含有殘余堿末的汽油，汽油需從容1503分出經(jīng)泵1502AB送至容1114水洗濾去部分殘余堿末后進一步沉降保證汽油指標合格。從機械密封沖洗方式也能驗證波紋管會黏附聚結(jié)堿垢，因機械密封沖洗方式設(shè)計為API 11方案，沖洗液為含有殘堿的汽油，在沖洗過程中能保證熱量平衡，不能避免殘留堿在密封腔處黏附聚結(jié)，填充覆蓋波紋管，而且當工藝變化或操作不當引起容1503液位和界位大副波動時，會增大汽油中攜帶的殘堿量。

圖3 波紋管外表面

7 改進措施及可行性分析

從故障機械密封拆檢情況來分析，只要能避免汽油中殘堿在波紋管處黏附聚結(jié)，保證和延長波紋管的追隨性和動態(tài)補償性，即可提高機械密封使用壽命。

圖4 靜壓蓋內(nèi)表面

圖5 泵內(nèi)腔

圖6 泵大蓋內(nèi)部和葉輪

車間提出將P1502機械密封沖洗方式由API 11方案改造為API 32方案，沖洗介質(zhì)選用除鹽水的改進措施。API 32方案是將溫度、壓力、粘度適宜的清潔沖洗液從外部引入到密封，液體進入機械密封端面的密封室沖洗端面后隨泵介質(zhì)一起輸送至下個流程。采取該措施可行，滿足機械密封沖洗介質(zhì)選用要求，因堿在水中的溶解度高于汽油，和汽油經(jīng)泵1502加壓后送至容1114，使用除鹽水水洗濾去部分殘余堿末等雜質(zhì)并進一步沉降分離，沖洗介質(zhì)選用除鹽水既能有效降低殘留的堿末在波紋管處黏附聚結(jié)，又能保證不對介質(zhì)造成污染，而且API 32方案中機械密封沖洗系統(tǒng)除鹽水用量為300L/h，小于V1114除鹽水用量2000L/h，不會對下一步工藝操作帶來任何影響。API 32設(shè)計方案見圖7。

圖7 API 32設(shè)計方案

8 改造前后效果對比

車間于2013年4月2日組織對汽油泵P1502AB機械密封沖洗方案進行了改造，改造后投用至2013年11月29日二催化S Zorb裝置開工，催化汽油脫硫醇裝置停工，機械密封運行良好，運行時間至少達到5760小時。

9 結(jié)論

通過對汽油硫醇氧化裝置中兩臺汽油泵機械密封沖洗方案的改造，達到了提高了機械密封使用壽命的目的，可見機械密封的運行壽命既與機械密封的結(jié)構(gòu)和材料有關(guān)，還與輔助系統(tǒng)選型密切相關(guān)，優(yōu)良的沖洗方案的選擇，不僅對密封的穩(wěn)定性而且對延長使用壽命都有重要意思，在設(shè)計選型和日常機械密封維護中我們應(yīng)提高認識，加強管理。