氟化物合成釜搅拌装置的改进

张坚文，张贵平

（巨化集团技术中心，浙江衢州324004）

氟化物合成釜搅拌装置的改进

张坚文，张贵平

（巨化集团技术中心，浙江衢州324004）

针对某氟化合物合成釜搅拌装置机械密封易泄漏、存在安全隐患的问题，分析其原因为系物料的特殊性、密封装置结构不合理。采用了磁力驱动加机械密封的结构，并改进了平衡罐结构、改O型密封圈为聚四氟乙烯包覆橡胶材质。投稿使用后，消除了该釜使用过程中的薄弱环节，机械密封使用周期也从原来的2～6个月延长到12～18个月，实现了装置长周期安全生产。

磁力驱动；机械密封；合成釜；搅拌器；O型密封圈

某氟化合物合成装置设计能力14 kt/a，已建成使用约10 a。其中合成釜是偏氯乙烯（VDC）与无水氢氟酸（AHF）氟化反应生成氟化合物粗品的关键设备。AHF易气化，有强烈的腐蚀性，对呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用；VDC易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。因此，合成釜搅拌器的机械密封就起着相当重要的作用[1]。原搅拌器密封结构为单纯的机械密封形式，一旦机械密封失效，合成釜内物料就完全依靠真空机组制造的釜内负压来防止泄漏，如果真空管路堵塞就可能会造成事故，存在较大隐患[2]。该搅拌器曾于2009年发生一起机械密封泄漏事故，釜内AHF、VDC泄漏，损失较大。

目前，江西有部分氟化厂生产中采用了磁力搅拌器，但是仍然未彻底解决泄漏问题。

1 存在问题及分析

原合成釜结构及其机械密封分别见图1和图2。

合成釜反应时，物料常进入搅拌器平衡罐，造成平衡罐活塞失效，进而使搅拌器密封失效，而该平衡罐结构原因运行3～6个月就会损坏，隐患也较大。

搅拌器机封中的O型圈为普通橡胶，多次机封故障的原因为主轴O型圈被腐蚀熔融造成。

原因分析：

1)如果机械密封失效，合成釜物料就完全依靠系统的真空管路来防止泄漏；如遇真空机组故障、真空管路堵塞或者泄漏，合成釜内的物料就会泄漏出来，非常危险。因此需改进此处。

图1 原合成釜结构Fig 1 Structure of original synthesis kettle

图2 搅拌器机械密封Fig 2 Mechanical seal of agitator

2)平衡罐的下平衡管路直通合成釜内，合成反应时，物料处于沸腾状态，极易经平衡管进入平衡罐；而冷却后的物料粘于平衡罐壁，使平衡活塞行程被阻，因此常常使平衡罐失效。

3)搅拌器机械密封O型圈失效的原因，主要原因是釜内物料腐蚀性较强，氟化合物也有较强的膨胀作用，普通橡胶O型圈不能适应此工作条件。

2 改进措施

搅拌器的选型既要考虑搅拌效果，还应考虑必须安全、经济。基于以上因素，必须选用1种结构合理的搅拌形式。改进后的搅拌器如图3所示。

图3 改进后的搅拌器Fig 3 The improved mixer

1)搅拌器类型。将原来的合成釜搅拌器改为MD-II型磁力搅拌器。该搅拌器利用磁力的相互作用将主动部分与从动部分联接起来，传递力矩，主动磁环与从动磁环中间使用密封罩隔绝，密封罩与机械密封之间充满油，釜内气体等物料被隔离，从而使搅拌器在机械密封失效的情况下多了一道封锁线，加大了安全系数[3-4]。

2)平衡罐。为解决平衡罐失效问题，一是将平衡罐下平衡管路改为从机械密封处引入，防止了物料进入平衡罐造成的失效故障；二是将平衡罐直径改大，使平衡罐压力变化曲线较为平稳，防止压力变化大而造成的机封损坏和压力表故障。

3)O型圈材质。为防止机械密封中O型圈被物料熔融，先采用了聚四氟乙烯（PTFE）包覆橡胶材质的O型圈。试用中发现PTFE材质易膨胀磨损。后改用全氟醚O型圈，解决了这个隐患。

3 结束语

经过上述改进后，合成釜在新型搅拌器的搅拌作用下，运行效果良好。合成釜故障检修周期也大大延长，原平衡罐3～6个月需检修，现可连续使用1 a多；磁力搅拌器机械密封使用周期也从原来的2～6个月延长到12～18个月。减少了停车损失，也减少了检修人工，最主要的是增加了安全系数，消除了安全隐患。

[1]韩正管,李娟.离心泵机械密封故障损坏及预防措施[J].中国化工贸易,2013(8):172-172.

[2]于敏晶.ABS聚合釜搅拌器改造[J].设备管理与维修,2010 (2):40-41.

[3]高春彦.SBS 100 m3凝聚釜搅拌系统的改进[J].化工装备技术,2005,26(4):23-25.

[4]丁云兵.磁力搅拌器的故障分析和解决措施[J].合成纤维工业,2006,29(5):61-63.

TQ052.5

BDOI10.3969/j.issn.1006-6829.2016.04.003

2016-05-28；

2016-06-09