機(jī)械密封在光氣酯化反應(yīng)釜上的應(yīng)用

陸宏卿，舒麗

（1.江蘇省通州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)總公司，江蘇通州226300；2.大金氟化工（中國）有限公司，江蘇常熟225511）

機(jī)械密封在光氣酯化反應(yīng)釜上的應(yīng)用

陸宏卿1，舒麗2

（1.江蘇省通州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)總公司，江蘇通州226300；2.大金氟化工（中國）有限公司，江蘇常熟225511）

依據(jù)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果，通過對各種密封性能的對比，肯定了機(jī)械密封在光氣酯化反應(yīng)釜上應(yīng)用的優(yōu)越性能。剖析了在使用過程中出現(xiàn)問題的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

機(jī)械密封；光氣；酯化反應(yīng)釜

以光氣為原料生產(chǎn)異氰酸酯類產(chǎn)品的主要生產(chǎn)設(shè)備是攪拌式搪瓷反應(yīng)釜，為滿足安全生產(chǎn)和勞動保護(hù)的要求，以及光氣化的正常生產(chǎn)，必須保證在光氣酯化反應(yīng)過程中不發(fā)生泄漏，因此搪瓷反應(yīng)釜攪拌裝置的有效密封是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。

1 機(jī)械密封的使用狀況

酯化反應(yīng)釜作為光氣化產(chǎn)品生產(chǎn)中的主要設(shè)備，其運(yùn)行效率和可靠性在很大程度上取決于攪拌器軸封裝置的性能，密封裝置性能的優(yōu)劣不僅影響操作臺，更重要的是影響安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)。經(jīng)過多年使用和比較證明，上海產(chǎn)212型四氟波紋管機(jī)械密封的綜合性能較好，其密封性能良好，運(yùn)行穩(wěn)定，使用周期長，能有效減少維修量和停車損失，達(dá)到安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的目的。

1.1 212型機(jī)械密封的使用參數(shù)

介質(zhì)壓力：≯0.25MPa；

介質(zhì)溫度：-40～150℃；

允許轉(zhuǎn)速：≤500 r/min；

適用介質(zhì)：酸、堿、油類及各種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)（無懸浮顆粒）。

表1 212型波紋密封的運(yùn)行情況

1.2 212型機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

212型波紋管機(jī)械密封，其靜環(huán)材質(zhì)選用三氧化二鋁陶瓷，動環(huán)選用氮化硅，是一種外裝式機(jī)械密封。它主要由動環(huán)、靜環(huán)、四氟波紋管、彈簧和傳動夾緊彈簧等組成。動環(huán)與四氟波紋管之間采用特定的連接，以解決密封和傳遞扭矩等問題，與過盈配合、機(jī)械夾緊以及帶密封圈的接合等方式相比，既簡單又可靠。這種結(jié)構(gòu)能自動補(bǔ)償因零件被腐蝕和氟塑料蠕變變形、松弛等造成的間隙。該機(jī)械密封采用冷卻槽外部冷卻，與其他形式的密封相比，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，改善了端面摩擦狀態(tài)，有利于液膜的形成和散熱。

1.3 212型波紋密封運(yùn)行情況

212型波紋密封的運(yùn)行情況見表1。

2 泄露原因剖析和解決辦法

經(jīng)過十多臺機(jī)械密封的安裝和使用，尤其是分析了胺甲萘生產(chǎn)中2臺酯化釜泄漏的原因，發(fā)現(xiàn)在搪瓷反應(yīng)釜上使用機(jī)械密封存在以下問題。

（1）搪瓷攪拌軸是在鑄鐵管上噴涂搪瓷而制成，因噴瓷不均勻而造成攪拌軸表面不圓，配套2 000 L搪瓷釜的搪瓷攪拌軸直徑為?89mm。經(jīng)測量，在安裝機(jī)械密封的軸部位的誤差為?89（+0.7-1.8）mm，而機(jī)械密封對軸的要求較高，表面光潔度不低于▽7，軸的外徑尺寸公差為?89（0-0.07）mm，攪拌器不能滿足機(jī)械密封對軸面的要求。采取的措施是對直徑誤差較大的軸進(jìn)行改造，在軸與波紋管的配合部位，根據(jù)軸的實(shí)測尺寸墊襯一只聚四氟乙烯套。

（2）攪拌軸從頂部插入立式反應(yīng)釜，徑向比大，又是單支承，其擺動量必然較大。另外，攪拌器槳葉和流體物料之間的相對運(yùn)動產(chǎn)生的渦流或進(jìn)料不均、或物料液面太低、或速度突然變化等都能引起振動。采取的措施是控制物料加進(jìn)速度。

（3）釜內(nèi)的物料，其壓力、溫度、軸的形態(tài)等都是隨時間而變化的，在壓力循環(huán)和冷熱循環(huán)的作用下，密封端面易產(chǎn)生變形，表1中有4臺酯化釜運(yùn)轉(zhuǎn)1年即出現(xiàn)彈簧失效，便是上述原因所致。采取的措施是在選型時，要考慮各種介質(zhì)對動、靜環(huán)材質(zhì)的要求。

（4）在反應(yīng)釜的頂部安裝密封很不方便，曾因安裝不良造成靜環(huán)損壞。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，必須便于安裝和拆卸。

3 改進(jìn)措施

（1）選用制作精度高，滿足安裝機(jī)械密封要求的搪瓷攪拌器。

（2）在密封裝置的結(jié)構(gòu)中增設(shè)軸承，提高軸的動態(tài)穩(wěn)定性，從而提高密封運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。

（3）機(jī)械密封各零部件的材質(zhì)必須適應(yīng)溫度、壓力等操作條件的變化。

（4）整個密封裝置最好能作為一個組合整體，可事先裝配、調(diào)試好。這樣能縮短停車時間，并使安裝、維修和更換方便。

App lication ofmechanicalseal in phosgeneesterification reactor

LUHong-qing1,SHU Li2
(1.Jiangsu Tongzhou Economic DevelopmentCo.,Ltd.,Tongzhou 226300,China; 2.Taijin Fluorine Chemical(China)Co.,Ltd.,Changshu 225511,China)

Based on actual operating results,the superior performance of mechanical seal application in phosgeneesterification reactorwasdetermined by comparing the performanceofvarioussealing.The causeof problems in the processofusingwasanalyzed,andmeasures for improvementwere proposed.

mechanicalseal;phosgene;esterification reactor

book=3,ebook=276

TQ052.5

B

1009－1785(2010)11－0014-02

2010-05-11