夾套式磁力泵在苯酐裝置中的應(yīng)用

苯酐，全稱鄰苯二甲酸酐，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，國內(nèi)裝置一般選擇德國KSB公司、美國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)備維修過程中，苯酐對人體和環(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、停車過程中，機(jī)械密封處的溫度常低于物料熔點(diǎn)溫度，會出現(xiàn)少量苯酐凝固或結(jié)晶物析出現(xiàn)象，波紋管會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、停車而大為縮短。
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，即使是國產(chǎn)化的同類型波紋管機(jī)封一套的價(jià)格也在0.5萬元左右，可見該設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用比較高，而且物料對操作工和環(huán)境危害很大，很有必要用合適的無密封機(jī)泵替代。
夾套式磁力泵的優(yōu)點(diǎn) 選用靜密封機(jī)泵替代動密封的離心泵，首先考慮屏蔽電泵，它是一種常用的無密封式機(jī)泵，但是存在高溫介質(zhì)對屏蔽電機(jī)運(yùn)行的不利和初次開車前無法判斷滑動軸承處有無不熔固體介質(zhì)的困難，故不適合輸送高熔點(diǎn)苯酐產(chǎn)品的要求。
相對磁力驅(qū)動的無密封泵卻能滿足以上條件。 首先，考慮輸送物料會因泵腔溫度的下降而出現(xiàn)結(jié)晶或凝固，故對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)的過程中，會因溫度的降低流動性減弱，尾部的副葉輪，會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)尾部不會積液，倒空徹底，避免了因物料凝固而導(dǎo)致的下次開車?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，二則在開車前的預(yù)熱過程中提高效率，保持升溫均勻。
磁力泵開車前，同樣可以盤車檢查轉(zhuǎn)子是否有卡堵現(xiàn)象，確認(rèn)無誤后再送料、暖泵、開車，有效的保證了機(jī)泵啟動時(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倒空和開車預(yù)熱過程，保證盤車輕便，不損傷滑動軸承和隔離套，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，而且操作簡單，有利于裝置的連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)減少了對操作工的傷害和對環(huán)境的污染。
由此可以進(jìn)一步將該類型的無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。