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苯酐,全稱(chēng)鄰苯二甲酸酐,是重要的有機(jī)化工原料之一,廣泛的用作增塑劑、樹(shù)脂、醫(yī)藥、染料及農(nóng)藥等的原料和中間體。
常溫下,苯酐結(jié)晶為片狀白色固體,熔點(diǎn)131.6℃。苯酐工業(yè)生產(chǎn)采用的是鄰二甲苯的氣相催化氧化法,它是在易燃、易爆、高溫、有毒等條件進(jìn)行的,氧化溫度高達(dá)440℃,液體苯酐的精制溫度也高達(dá)180-250℃。
生產(chǎn)過(guò)程中,若液態(tài)苯酐濺到皮膚上,除燙傷外,它還易吸水生成具有強(qiáng)腐蝕性的鄰苯二甲酸;氣態(tài)苯酐,具有強(qiáng)烈的刺激性,吸入后,咳嗽、咽喉疼痛、粘膜充血、眼睛紅腫流淚等對(duì)人體危害很大,在明火條件下還可導(dǎo)致燃燒爆炸等嚴(yán)重事故。因此,苯酐裝置的設(shè)備技術(shù)要求很高,關(guān)鍵設(shè)備多為進(jìn)口。比如苯酐泵,國(guó)內(nèi)裝置一般選擇德國(guó)KSB公司、美國(guó)DURCO公司等的產(chǎn)品,全為夾套式機(jī)械密封離心泵。
但由于苯酐物化特性的原因,該類(lèi)型機(jī)泵密封壽命短,維護(hù)費(fèi)用高,而且在設(shè)備維修過(guò)程中,苯酐對(duì)人體和環(huán)境的危害都很大。
機(jī)械密封離心泵的缺陷 根據(jù)苯酐的物化特性和其對(duì)人體,環(huán)境的危害,苯酐泵的密封多選波紋管機(jī)械密封,以保證較好的密封效果。但由于苯酐為高熔點(diǎn)物質(zhì),在開(kāi)、停車(chē)過(guò)程中,機(jī)械密封處的溫度常低于物料熔點(diǎn)溫度,會(huì)出現(xiàn)少量苯酐凝固或結(jié)晶物析出現(xiàn)象,波紋管會(huì)因堵塞等原因逐漸喪失彈性,摩擦副失效,導(dǎo)致機(jī)泵泄漏。 其次,在苯酐泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,波紋管表面結(jié)晶物積累造成軸向彎曲,出現(xiàn)波紋管斷裂或密封壓縮量不均勻,輔助密封圈的高溫老化,補(bǔ)償性降低,致使密封失效泄漏。
由于苯酐氧化反應(yīng)是在鄰二甲苯爆炸極限范圍內(nèi)操作,存在較大的危險(xiǎn)性,裝置偶發(fā)事故較多,苯酐泵機(jī)械密封的使用壽命常因頻繁開(kāi)、停車(chē)而大為縮短。
在維修機(jī)泵時(shí),泵體機(jī)封室處的溫度已遠(yuǎn)低于苯酐的熔點(diǎn)溫度,輸送的介質(zhì)在機(jī)封室內(nèi)已全部凝固,這樣整套的密封組件包括軸套等必定全部更換。這樣,即使是國(guó)產(chǎn)化的同類(lèi)型波紋管機(jī)封一套的價(jià)格也在0.5萬(wàn)元左右,可見(jiàn)該設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用比較高,而且物料對(duì)操作工和環(huán)境危害很大,很有必要用合適的無(wú)密封機(jī)泵替代。
夾套式磁力泵的優(yōu)點(diǎn) 選用靜密封機(jī)泵替代動(dòng)密封的離心泵,首先考慮屏蔽電泵,它是一種常用的無(wú)密封式機(jī)泵,但是存在高溫介質(zhì)對(duì)屏蔽電機(jī)運(yùn)行的不利和初次開(kāi)車(chē)前無(wú)法判斷滑動(dòng)軸承處有無(wú)不熔固體介質(zhì)的困難,故不適合輸送高熔點(diǎn)苯酐產(chǎn)品的要求。
相對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)的無(wú)密封泵卻能滿足以上條件。 首先,考慮輸送物料會(huì)因泵腔溫度的下降而出現(xiàn)結(jié)晶或凝固,故對(duì)蝸殼泵體和隔離套部位增加熱夾套設(shè)計(jì),隔離套和內(nèi)部轉(zhuǎn)子間的間隙很小,是非常重要的技術(shù)要求,前后兩段夾套要起到保溫或加熱的一致性、完全的保證受熱,即使在滑動(dòng)軸承的微小間隙處和隔離套的尾部都要保證物料完全處于熔融狀態(tài),以免損壞磁力泵的關(guān)鍵部件。保溫的熱媒通常為蒸汽。注意,保溫夾套要確保輸送介質(zhì)和熱媒絕對(duì)分離,避免苯酐與水蒸氣結(jié)合生成更高熔點(diǎn)的鄰苯二甲酸堵塞管道。磁力泵熱夾套的合理設(shè)計(jì),完全可以達(dá)到離心泵的泵體的夾套伴熱效果。
其次,輸送的苯酐在完成內(nèi)部循環(huán)的過(guò)程中,會(huì)因溫度的降低流動(dòng)性減弱,尾部的副葉輪,會(huì)讓小空間成為高速流區(qū),避免了可能發(fā)生的堵塞故障。同時(shí),在停泵時(shí),磁力區(qū)尾部不會(huì)積液,倒空徹底,避免了因物料凝固而導(dǎo)致的下次開(kāi)車(chē)?yán)щy。這一點(diǎn)明顯優(yōu)于離心泵停機(jī)時(shí)造成的積液缺陷。
再者,根據(jù)輸送高熔點(diǎn)物質(zhì)機(jī)泵的操作經(jīng)驗(yàn),在機(jī)泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,應(yīng)當(dāng)將介質(zhì)全部倒空,一則防止因物料形態(tài)的體積變化損壞設(shè)備,二則在開(kāi)車(chē)前的預(yù)熱過(guò)程中提高效率,保持升溫均勻。
磁力泵開(kāi)車(chē)前,同樣可以盤(pán)車(chē)檢查轉(zhuǎn)子是否有卡堵現(xiàn)象,確認(rèn)無(wú)誤后再送料、暖泵、開(kāi)車(chē),有效的保證了機(jī)泵啟動(dòng)時(shí)的可靠性。
綜上所述,夾套磁力泵完全能夠滿足苯酐生產(chǎn)的工藝條件,替代動(dòng)密封的離心泵后,機(jī)泵泄漏檢修率大大降低。 機(jī)械密封泵和無(wú)密封磁力泵的運(yùn)行費(fèi)用的比較
只要切實(shí)注意夾套磁力泵的停車(chē)倒空和開(kāi)車(chē)預(yù)熱過(guò)程,保證盤(pán)車(chē)輕便,不損傷滑動(dòng)軸承和隔離套,該形式的機(jī)泵優(yōu)于機(jī)械密封泵,它不僅大幅降低維護(hù)費(fèi)用,而且操作簡(jiǎn)單,有利于裝置的連續(xù)運(yùn)行,同時(shí)減少了對(duì)操作工的傷害和對(duì)環(huán)境的污染。
由此可以進(jìn)一步將該類(lèi)型的無(wú)密封磁力泵推廣到相似性質(zhì)的產(chǎn)品生產(chǎn)中,如DMT,焦油等。
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