高扬程多级屏蔽泵在苯加氢生产系统中的应用

陈　辉, 郭　歌, 李　磊, 庄心生

(1.河南神马尼龙化工有限责任公司 , 河南 平顶山　467013 ； 2.河南省化工研究所有限责任公司 , 河南 郑州　450052)

高扬程多级屏蔽泵在苯加氢生产系统中的应用

陈辉1, 郭歌2, 李磊2, 庄心生1

(1.河南神马尼龙化工有限责任公司 , 河南 平顶山467013 ； 2.河南省化工研究所有限责任公司 , 河南 郑州450052)

摘要：针对进口高速离心泵在苯加氢生产系统的苯移送过程中经常出现的泄漏和耐压低的实际问题,采用多级屏蔽泵双端加装串列叶片的结构设计,将国产低扬程多级屏蔽泵单端多级叶片改为两端对称多级叶片设置,满足了泵的高温、高压和高扬程的物料输送要求；在泵壳外增加整体高压护套,解决了各级叶片间静密封点的泄漏和耐压问题,使泵的无泄漏高扬程稳定运行周期大幅度提高,实现了进口装备的国产化改造,取得了显著的社会效益和经济效益。

关键词：笨移送 ； 屏蔽泵 ； 多级叶片 ； 高扬程

0前言

河南神马尼龙化工有限责任公司是国家为加快发展我国尼龙产业,成套引进国外技术装备建设的大型现代化企业,是国家“八五”、“九五”重点建设项目,其中环己醇装置采用的是日本旭化成公司开发的代表20世纪90年代世界先进水平的苯部分加氢生产工艺。苯加氢生产系统是整个环己醇装置的重要生产工序,它的运行好坏直接影响到其它工艺的操作,关系到产品的质量及装置的长周期稳定运行。苯加氢生产系统的主要设备苯移送泵,目前国内同行业企业仍然采用进口高速离心泵来输送苯物料,由于苯具有易挥发、剧毒、易燃爆、易泄漏的特性,且要求高温、高压和高扬程的输送,在高速离心泵轴密封处经常会出现苯的泄漏,严重威胁整个系统的生产安全和苯移送泵的高扬程稳定运行工况。

1技术要求

苯是简单的芳香烃,分子式C6H6,常温常压为无色透明的液体,有强烈的特殊芳香气味,不溶于水,能与乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油等混溶,沸点80.1 ℃,相对密度0.876 5(20/4 ℃),燃点为562.22 ℃, 遇热、明火易燃烧爆炸,苯蒸气与空气混合物的爆炸极限是1.4%～8.0%。该工段设计温度45 ℃,压力8.0 MPa。

技改要求：对苯加氢生产系统中的苯移送泵进行国产化改造,替代昂贵的进口高速离心泵,并在原系统装置的基础上,对苯移送泵进行重新设计和选型,减少设备维修频次,缩短维修时间,降低备品、备件的消耗率,实现核心设备的国产化更新换代,使整套生产系统长周期稳定运行周期≥1年。

2设计方案

原设计中的苯移送泵为了满足高温、高压输送要求,选用进口高速离心泵,造价高且经常出现轴密封处泄漏问题,造成维修频次多,每季度1次,维修周期长、费用高,这是由于高速离心泵属于恒压泵,工作曲线在压力定值时,扬程为水平直线,如果出现泄漏,泵的压力降低,扬程会大幅减少,无法满足高扬程的工艺要求；而国产屏蔽泵叶片为单端多级布置,屏蔽效果虽然较好,但扬程较低；本方案采用低扬程多级屏蔽泵两端加装串列叶片的结构设计,将多级屏蔽泵单端多级改为双端对称多级叶片设置,减少了机械密封装置,不会产生泄漏,由于多级屏蔽泵是增压泵,多级串列叶片的结构,可以有效提升泵的压力,符合无泄漏高扬程的物料输送工艺条件；同时,在两端泵壳分别增加整体高压护套,克服了各级间静密封的点泄漏和泵壳耐高压缺陷,使泵无泄漏输送扬程达数百米。

3设备图解

图1　进口高速离心泵

图2　单端多级屏蔽泵

图3　双端对称多级屏蔽泵

图1为进口高速离心泵结构图,由于泵的高速运转,加之所输送物料的高温和高扬程所需的高压力,使轴密封处经常出现泄漏,造成苯物料的溢出,对安全生产和系统的稳定运行产生了严重影响。

图2为单端多级屏蔽泵结构图,该泵屏蔽效果虽然较好,但只有一端叶片为多级布置,造成泵的扬程偏低,不满足高扬程的工艺要求。

图3为改进后的高扬程多级屏蔽泵结构图,将多级屏蔽泵单端多级改为双端对称多级叶片设置,大幅度提高了泵的扬程；同时减少了机械密封装置,并在两端泵壳分别增加了整体高压护套,解决了各级间静密封点泄漏和泵壳耐压问题,保证了高扬程、高温、无泄漏的苯移送工艺条件。

4实施效果及经济效益

本次技改资金投入400万元,对苯加氢系统中的2台苯移送泵进行改造,将进口高速离心泵用自主设计的双端对称多级叶片高扬程无泄漏屏蔽泵替代,装置的安全稳定运行周期≥1年,大大减少了设备维修频次和维修停车时间,降低了备品、备件的消耗率,实现设备的国产化更新换代。

进口高速离心泵为330万/台,自主设计的双端对称多级叶片高扬程无泄漏屏蔽泵200万元/台,节约设备购置费用(330-200)×2=260万元。维修频次由原来的1次(3 d)/季度,降至1次(4 h)/a,按每次停车维修3 d计算,减少环己醇产量170 t/d(售价1万元/t),经济效益为2 040 万元/a。

5结束语

国产化改造后的苯移送泵达到长周期安全稳定运行的技术要求,创本该系统历史最佳运行周期,经济效益和社会效益显著。采用自主设计的双端对称多级叶片高扬程无泄漏屏蔽泵,替代进口高速离心泵,符合国家引进—消化—吸收—再创新的大政方针,增强了企业自主创新能力,《高扬程多级屏蔽泵》已经获得了国家专利,初步估算产生的间接经济效益超过5 000万元/a。鉴于双端对称多级叶片高扬程无泄漏屏蔽泵在引进环己醇装置的苯加氢系统中成功应用,中国平煤神马集团筹建的重点建设项目中已将其定为国产化替代设备,同时也为国内同行业在建的同类装置提供支持。

•化工教育•

作者简介：陈辉(1977-),男,高级技师,从事设备维修和技改工作,电话：13503415747；联系人：庄心生(1975-),高级工程师,从事生产一线技术管理工作,电话：18537512345。

收稿日期：2015-04-06

中图分类号：TQ031.4

文献标识码：B

文章编号：1003-3467(2015)07-0056-02