机械抽真空在减压塔中的应用

李伯龙，齐英冠，刘　忠

（中国石油抚顺石化公司洗涤剂化工厂，辽宁抚顺，113001）

机械抽真空在减压塔中的应用

李伯龙，齐英冠，刘忠

（中国石油抚顺石化公司洗涤剂化工厂，辽宁抚顺，113001）

阐述了机械抽真空和蒸汽喷射器抽真空的主要特点，洗化厂装置扩能改造后工艺流程及主要设备情况，其中重点介绍了抽真空系统的改造，由蒸汽式抽真空改为机械式抽真空，包括机械式真空泵由两级组成，第一级为机械增压泵，第二级为干式真空泵。介绍了机械抽真空技术的主要工作原理，对比了蒸汽式抽真空与机械抽真空的设计参数与主要设备，比较了机械抽真空技术与蒸汽抽真空技术的优缺点，并分别对机械抽真空与蒸汽抽真空进行了能耗测算，机械抽真空技术相比蒸汽抽真空节能效果良好。

蒸汽式抽真空；机械式抽真空；机械增压泵；干式真空泵；真空；喷射器

机械抽真空技术具有能耗低、结构紧凑、占地少的特点。由于水资源的日益紧张和节能降耗的要求，机械抽真空成为常减压装置节能技术的一种有效的选择。洗化厂装置扩能改造，生产能力由20万吨/年直链烷基苯提高到28万吨/年直链烷基苯。其中一项就是将减压脱烷烃塔C-205和烷基化物再蒸馏塔C-206由蒸汽式抽真空改为机械式抽真空。

1　工艺流程及主要设备

洗化厂装置扩能对抽真空系统进行了改造，由蒸汽式抽真空改为机械式抽真空。相对于脱烷烃塔C-205和烷基化物再蒸馏塔C-206，总共配置了3套（EH2600 + EDP400）化工干泵系统，两台运行，一台备用。脱烷烃塔C-205和烷基化物再蒸馏塔C-206分别经过水冷器E-251/ E-252冷却，经过气液分离罐V-252 / V-253气液分离，进入机械增压泵EH2600、干式真空泵EDP4000进行抽真空。

机械式真空泵由两级组成，第一级机械增压泵，第二级干式真空泵。每台机械增压泵设置一台变频电机，根据塔内负压的变化改变转速，原设计的氮气补偿控制阀继续利用，可通过补偿氮气来调节塔内压力。

机械增压泵型号为EH2600，该增压泵顶部配置入口隔断电磁阀，入口连接电磁阀。转动机构由两个八字型转子组成，气体通过转子的高速旋转而增压排出，送入下部的干式真空泵。该增压泵在出口夹套配置后冷器。为防止电机过载，该泵联轴节采用液力联轴节。

干式真空泵型号为EDP4000，该泵为正向排气的三级旋转泵，内有三对互相咬合的爪式转子（安装在共同的轴杆上），这些转子通过调速齿轮来保持正确的相位关系。为防止扭矩过大，在电机和泵体间安装有转矩限制器。此泵自带间接冷却系统，冷却液通过自然对流而流过泵体带走热量。

机械增压泵和干式真空泵均为有油润滑，并在运行中及停机后30秒内对轴封进行氮气吹扫密封，确保在泵运行期间轴封保持正压，防止腐蚀性或毒性工艺气体进入联轴节箱或变速箱，防止泵油对工艺气体的污染，防止碎片损坏轴封。

2　机械抽真空技术简介

2.1工作原理

烷基化装置中的脱烷烃塔C-205和烷基化物再蒸馏塔C-206塔采用机械抽真空技术，主要设备有机械增压泵和干式真空泵，机械抽真空的工作原理是干式真空泵叶轮偏心地装在泵气缸内，当叶轮旋转时，由于离心力的作用，将液体甩至泵体壁，形成一个旋转的液体环。由于叶轮与气缸中心是偏心配置的，所以，液环的内表面与叶轮之间形成一个月牙形空间，它被叶片分成若干容积不等的小室，每一小室的容积随叶轮转动作周期扩大和缩小，当小室容积逐渐扩大，气体由外界吸入，当小室容积逐渐缩小，原先吸入的气体被压缩而排出。这样，叶轮每转一周，叶片与叶片间的小室容积改变一次。每两叶片间的液体好像液体活塞一样往复运动，连续不断地抽吸气体，达到抽真空的目的。

2.2蒸汽式抽真空与机械抽真空技术对比

蒸汽喷射器因内部没有运行部件，具有结构简单、工作可靠、寿命长，安装维护方便、密封性能好、抽气量大等优点，因此，蒸汽喷射器被广泛地应用于大型常减压蒸馏装置。但由于蒸汽喷射器是两股液体（蒸汽与被抽气体）混合进行能量交换而工作，在混合过程中有较大的能量损失，因此，效率低。机械抽真空技术所用设备为干式真空泵属于体积式泵，在不同压力下吸入的体积数基本一致，即在压力高时吸入的质量多，因此，在低真空时效率较高。

2.2.1机械抽真空减压塔设计参数

设计参数见表1。

表1　脱烷烃塔C-205和烷基化物再蒸馏塔C-206的设计参数

2.2.2机械抽真空与蒸汽抽真空的主要设备及对比

机械抽真空技术与蒸汽抽真空技术相比，机械抽真空设备少，且结构紧凑，因此，占地面积也较小（见表2，表3）。

表2　机械抽真空主要设备

表3　机械抽真空与蒸汽抽真空的主要设备对比

3　能耗测算及结论

洗化厂烷基化装置机械抽真空系统运行平稳，机械增压泵EH2600、干式真空泵EDP4000运行稳定。机械抽真空系统机械增压泵、干式真空泵各3台，2台运行，1台备用。

机械抽真空与蒸汽抽真空每年费用对比如下：按每年运行8000小时计算，干式真空泵EDP400功率为18.5kW、机械增压泵EH2600功率为11kW，蒸汽抽真空每小时消耗1.2吨汽，按蒸汽180元/吨，电0.53元/kWh计算。

每年耗电量：2×(18.5+11)×8000＝472000kWh

每年电费：472000×0.53＝25.016万元

每年耗汽量：1.2×8000＝9600吨

每年蒸汽费：9600×180＝172.8万元

因此，机械抽真空与蒸汽抽真空相比，每年节省费用为：172.8万元-25.016万元＝147.784万元

从上述计算得出，机械抽真空能耗不到蒸汽抽真空能耗的1/6，能起到很好的节能效果。

洗化厂扩能改造后，减压塔脱烷烃塔C-205和烷基化物再蒸馏塔C-206采用机械式抽真空，机械抽真空技术相比蒸汽抽真空具有能耗低、投资少、噪音低、结构紧凑、占地少的优点，自投用以来总体运行平稳。

[1] 樊丽秋, 等. 真空设备设计[M]. 上海: 上海科学技术出版社，1990.

[2] 姚玉英, 等. 化工原理[M]. 天津: 天津科学技术出版社，1999.

[3] 烷基化装置工艺数据手册[S]. 抚顺洗涤剂化工厂，1990.

Application of Mechanical Vacuum Pump in Vacuum Tower

Li Bolong，Qi Yingguan，Liu Zhong
（Detergent Chemical Plant，PetroChina Fushun Petrochemical Company，Fushun，Liaoning，113001）

The technological process and main equipment in the Detergent Chemical Plant are described，with an emphasis on modification of vacuum system from steam vacuum pump to mechanical vacuum pump. The mechanical vacuum pump is composed of mechanical booster pump as the first level and dry vacuum pump as the second level. The advantages and disadvantages between steam vacuum pump and mechanical vacuum pump are compared，such as principle，design parameters，main equipment and energy consumption. It is showed that mechanical vacuum pump technology has better energy-saving effect than steam vacuum pump technology.

steam vacuum pump；mechanical vacuum pump；mechanical booster pump；dry vacuum pump；vacuum；injector

TQ649.5

A

1672-2701（2016）08-78-04