水環(huán)真空壓縮機在甲基丙烯酸甲酯裝置中的應用

唐志鵬，張慶偉，于義保

（1.中國石油吉林石化公司丙烯腈廠，吉林吉林 132021；2.中糧生化能源（公主嶺）有限公司，吉林公主嶺 136100）

1 設備主要性能參數(shù)

丙烯腈廠10萬噸/a甲基丙烯酸甲酯（MMA）裝置產(chǎn)生的尾氣需要送至硫酸裝置去焚燒。根據(jù)裝置實際特點，采用水環(huán)真空壓縮機將系統(tǒng)中產(chǎn)生的尾氣吸入并送至硫酸裝置。

水環(huán)真空壓縮機由佶締納士機械有限公司提供，型號為2BE1 202-8HY，設備主要參數(shù)如下：

軸密封形式：單機機械密封，API Plan32

轉(zhuǎn)速：1250 r/min

吸氣壓力（表壓）：-350 Pa

排氣壓力（絕壓）：260×103Pa

吸氣溫度：20～40 ℃

吸氣能力：860 m3/h

消耗功率：51.84 kW

電機功率：75 kW

工作液（新鮮水）：溫度4～22℃，入口壓力0.4 MPa（表壓）

工作液流量：2.3 m3/h

驅(qū)動方式：減速機

其中，葉輪、圓盤、泵體、端蓋的材料為SS316L，軸承為精鍛16Mn，軸套為離心鑄造不銹鋼，機械密封村料為SiC，C，SS316和全氟醚。

2 生產(chǎn)中存在的問題

該設備于2012年9月投入生產(chǎn)，起初運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，能夠滿足裝置的正常運行要求。但運行不久后出現(xiàn)以下問題：①機械密封頻繁泄漏，經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)機械密封O形圈腐蝕，并且機封軸套腐蝕（圖1）；②氣液分離器液位計頻繁失靈（采用的是磁翻板液位計）；③氣液分離器排液管路經(jīng)常堵塞，造成氣液分離器液位過高跳車。

3 原因分析

（1）裝置的機封軸套為不銹鋼304材料，軸套O形圈選用的是全氟醚材料，一般情況下可以滿足生產(chǎn)需求。正常生產(chǎn)時，裝置產(chǎn)生的尾氣中含甲基丙烯酸甲酯、甲醇、丙酮、二甲醚、二氧化硫等，定期在線清理酯化釜過濾器時，酯化釜中的廢酸氣會被吸入水環(huán)真空壓縮機內(nèi)，從而導致機封軸套和O形圈腐蝕。

（2）尾氣中含有甲基丙烯酸甲酯，在光、熱、電離輻射和催化劑存在下易發(fā)生聚合反應，形成高分子物質(zhì)。每次拆檢設備時，氣液分離器內(nèi)部、磁翻板液位計、排液管線、泵體內(nèi)有大量白色物質(zhì)。這些物質(zhì)會導致磁翻板液位計失靈、排液管線堵塞等故障，嚴重影響設備的平穩(wěn)運行（圖2）。

4 采取的措施

（1）將機封軸套材料更改為316L，軸套O形圈材料更改為聚四氟乙烯（PTFE）。

（2）將氣液分離器的磁翻板液位計更改為雷達液位計。

（3）排液管路上增加氮氣吹掃管線，為便于清理，將排液管線改為分段式法蘭連接。

（4）定期對排液管線、氣液分離器進行清理疏通。

通過采取以上措施后，水環(huán)真空壓縮機可長周期平穩(wěn)運行，最長可達一年。

圖1 機封軸套腐蝕嚴重

圖2 泵體內(nèi)有白色狀物質(zhì)