丁辛醇羰基合成搅拌釜机械密封的国产化改造

张新宪

（大庆石化公司化工二厂，黑龙江大庆163714）

丁辛醇羰基合成搅拌釜机械密封的国产化改造

张新宪

（大庆石化公司化工二厂，黑龙江大庆163714）

某丁辛醇羰基合成搅拌釜机械密封2012年后出现运行故障。文中分析了机械密封故障原因，并联合国内知名机械密封厂家进行了技术攻关，对机械密封结构、冲洗方案、零部件材质等进行优化和改进，达到了预期的改造效果。

搅拌器；机械密封；冲洗方案；运行周期

2012年某丁辛醇装置扩能改造投产后，搅拌器原装福斯机械密封运行周期不稳定，最长运行周期17个月，最短只有5 h。因国外厂家维修供货周期较长，邀请3家国内知名机械密封厂家进行该机械密封的技术攻关，进行机械密封结构、辅助系统的优化设计，以实现机械密封的长周期运行。

1机械密封的损坏原因分析

1.1 密封圈材质选择不佳

福斯机械密封原装密封介质侧为杜邦全氟醚Kalrez胶圈，但设计与介质不直接接触的部位，胶圈采用均为氟橡胶，氟橡胶不耐醛，装置开停工阶段，出现封液压力低于反应釜压力现象，致使釜内含醛气相窜入密封腔，醛对氟橡胶产生腐蚀，使其溶胀、产生麻点失去密封作用，导致大气侧机械密封泄漏，机械密封无法维持运行［1］。

1.2 大气侧静环掉岔及断裂

福斯机械密封大气侧静环固定采用销钉固定，开孔位置在静环外边缘环向面，开孔较小，受力面积有限，加之在外边缘，搅拌器启动初期，轴向载荷大，造成大气侧静环断裂或者掉岔现象造成机封损坏，装置停工检修，静环损坏情况见图1。

图1 大气侧静环受延环向面销钉孔开裂

1.3 密封油压差波动较大

搅拌器机械密封为双端面机械密封，采用Plan53A冲洗方案，见图2。

图2 Plan53A冲洗方案

密封罐压力源采用造气装置高压氮气，高压氮气入罐前设有自力式减压阀。高压氮气压力波动，加之造气氮压机为间隙启动，导致密封油罐外来压力源压力频繁波动，胶圈反复压缩、解压，致使胶圈寿命降低。胶圈变形损坏情况见图3。

图3 变形损坏的胶圈

1.4 热虹吸冷却效果差

搅拌器机械密封为双端面机械密封［2］，采用Plan53A冲洗方案，封液为10#工业白油，利用热虹吸原理循环进行冷却，除此机封内转子上设有泵效环促进封液循环。实际应用冷却效果较差，机封不稳定。

2 机封结构及冲洗方案优化设计

2.1 结构优化

将原平衡型机械密封改为完全平衡型［3］，依据机封平衡系数值及机封运行载荷，将其设计为完全平衡型机械密封。同时，提升大气侧胶圈材质，将机封内部存在可能接触介质的胶圈，全部采用杜邦全氟醚Kalrez胶圈，杜绝因生产波动造成封液内窜料影响机封运行［4，5］。

2.2 重新选择冲洗方案

选择循环冷却效果较好的Plan54强制循环冷却冲洗方案，见图4。

图4 PLan54冲洗方案

同时增设配套的流量调节阀、压差调节阀等，将机封腔内温度、压力控制在较小范围内波动，使机封长期处于一个相对较稳定的运行环境中，利于机封长周期运行的同时，彻底解决、根治Plan53冲洗方案热虹吸冷却效果差，机封腔内气相介质难以排放的弊端［6～8］。

3 国产化改造效果

2016年检修期间，完成机封机构优化、Plan54冲洗方案实施、控制系统调试等工作，目前丁辛醇3401A/B/C 3台搅拌釜均采用Plan54冲洗方案。Plan54能给机封最佳的运行环境，同时结合机封结构，最大程度降低封液压力对机封运行环境的影响，使机封腔内温度能够长期稳定在较小的范围内，能够迅速带走机封产生的热能，同时将机封腔内的微小固体颗粒携带至油过滤器滤出，能够持久保持机封腔内油品品质及油温。3台搅拌器机械密封运行平稳，自改造升级已连续运行5个月，各项指标、参数均在指标范围内小幅度波动。该次改造升级，取得明显的效果，已经达到预期的改造效果。

4 结束语

丁辛醇装置的机械密封国产化改造，实现了装置长周期运行，充分证明了国内厂家有能力研发、设计、制造高端釜用机械密封。并且以冲洗方案为依托，设计、研发自己的控制系统，在实际运行过程中取得了较好效果。

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［4］邱吉辉.聚丙烯环管反应器大轴流泵机械密封的国产化研究［J］.流体机械，2005，33（9）：17-20.

［5］安礼强，蔡敏.环管反应器轴流泵机械密封失效原因分析及改造［J］.机械设备，2005，32（11）：60-62.

［6］时培玉.聚丙烯轴流泵机械密封的国产化改造［J］.炼油与化工，2015（3）：39-41.

［7］杜国军，张文红，单旭光.进口机械密封的国产化改造及其应用［J］.石油化工设计，2008，25（4）：42-44.

［8］陈大治.进口机械密封的国产化改造及相关应用［J］.黑龙江科技信息，2012（4）：73-75.

Domestication reyamp of mechanical seals in agitators of 2-ethyl hexanol oxo synthesis plant

Zhang Xinxian
（No.2 Chemical Plant of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

Operation fault of mechanical seals in agitators of a 2-ethyl hexanol oxo synthesis plant happened after 2012.This paper analyzed the cause for mechanical seal fault,and tackled key problems together with well-known domestic mechanical seal manufacturers,made optimization and revamp to mechanical seals’structure,flushing procedure and part material,and the revamp effect was achieved.

agitator;mechanical seal;flushing procedure;operation period

TQ051.7

B

1671-4962（2017）01-0044-02

2016-11-26

张新宪，男，工程师，2007年毕业于辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业，现从事化工生产设备管理工作。