唐志鹏,张庆伟,于义保
(1.中国石油吉林石化公司丙烯腈厂,吉林吉林 132021;2.中粮生化能源(公主岭)有限公司,吉林公主岭 136100)
丙烯腈厂10万吨/a甲基丙烯酸甲酯(MMA)装置产生的尾气需要送至硫酸装置去焚烧。根据装置实际特点,采用水环真空压缩机将系统中产生的尾气吸入并送至硫酸装置。
水环真空压缩机由佶缔纳士机械有限公司提供,型号为2BE1 202-8HY,设备主要参数如下:
轴密封形式:单机机械密封,API Plan32
转速:1250 r/min
吸气压力(表压):-350 Pa
排气压力(绝压):260×103Pa
吸气温度:20~40 ℃
吸气能力:860 m3/h
消耗功率:51.84 kW
电机功率:75 kW
工作液(新鲜水):温度4~22℃,入口压力0.4 MPa(表压)
工作液流量:2.3 m3/h
驱动方式:减速机
其中,叶轮、圆盘、泵体、端盖的材料为SS316L,轴承为精锻16Mn,轴套为离心铸造不锈钢,机械密封村料为SiC,C,SS316和全氟醚。
该设备于2012年9月投入生产,起初运转平稳,能够满足装置的正常运行要求。但运行不久后出现以下问题:①机械密封频繁泄漏,经拆检发现机械密封O形圈腐蚀,并且机封轴套腐蚀(图1);②气液分离器液位计频繁失灵(采用的是磁翻板液位计);③气液分离器排液管路经常堵塞,造成气液分离器液位过高跳车。
(1)装置的机封轴套为不锈钢304材料,轴套O形圈选用的是全氟醚材料,一般情况下可以满足生产需求。正常生产时,装置产生的尾气中含甲基丙烯酸甲酯、甲醇、丙酮、二甲醚、二氧化硫等,定期在线清理酯化釜过滤器时,酯化釜中的废酸气会被吸入水环真空压缩机内,从而导致机封轴套和O形圈腐蚀。
(2)尾气中含有甲基丙烯酸甲酯,在光、热、电离辐射和催化剂存在下易发生聚合反应,形成高分子物质。每次拆检设备时,气液分离器内部、磁翻板液位计、排液管线、泵体内有大量白色物质。这些物质会导致磁翻板液位计失灵、排液管线堵塞等故障,严重影响设备的平稳运行(图2)。
(1)将机封轴套材料更改为316L,轴套O形圈材料更改为聚四氟乙烯(PTFE)。
(2)将气液分离器的磁翻板液位计更改为雷达液位计。
(3)排液管路上增加氮气吹扫管线,为便于清理,将排液管线改为分段式法兰连接。
(4)定期对排液管线、气液分离器进行清理疏通。
通过采取以上措施后,水环真空压缩机可长周期平稳运行,最长可达一年。
图1 机封轴套腐蚀严重
图2 泵体内有白色状物质