氟化物合成釜攪拌裝置的改進

張堅文，張貴平

（巨化集團技術中心，浙江衢州324004）

氟化物合成釜攪拌裝置的改進

張堅文，張貴平

（巨化集團技術中心，浙江衢州324004）

針對某氟化合物合成釜攪拌裝置機械密封易泄漏、存在安全隱患的問題，分析其原因為系物料的特殊性、密封裝置結構不合理。采用了磁力驅動加機械密封的結構，并改進了平衡罐結構、改O型密封圈為聚四氟乙烯包覆橡膠材質。投稿使用后，消除了該釜使用過程中的薄弱環(huán)節(jié)，機械密封使用周期也從原來的2～6個月延長到12～18個月，實現(xiàn)了裝置長周期安全生產。

磁力驅動；機械密封；合成釜；攪拌器；O型密封圈

某氟化合物合成裝置設計能力14 kt/a，已建成使用約10 a。其中合成釜是偏氯乙烯（VDC）與無水氫氟酸（AHF）氟化反應生成氟化合物粗品的關鍵設備。AHF易氣化，有強烈的腐蝕性，對呼吸道粘膜及皮膚有強烈的刺激和腐蝕作用；VDC易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。因此，合成釜攪拌器的機械密封就起著相當重要的作用[1]。原攪拌器密封結構為單純的機械密封形式，一旦機械密封失效，合成釜內物料就完全依靠真空機組制造的釜內負壓來防止泄漏，如果真空管路堵塞就可能會造成事故，存在較大隱患[2]。該攪拌器曾于2009年發(fā)生一起機械密封泄漏事故，釜內AHF、VDC泄漏，損失較大。

目前，江西有部分氟化廠生產中采用了磁力攪拌器，但是仍然未徹底解決泄漏問題。

1 存在問題及分析

原合成釜結構及其機械密封分別見圖1和圖2。

合成釜反應時，物料常進入攪拌器平衡罐，造成平衡罐活塞失效，進而使攪拌器密封失效，而該平衡罐結構原因運行3～6個月就會損壞，隱患也較大。

攪拌器機封中的O型圈為普通橡膠，多次機封故障的原因為主軸O型圈被腐蝕熔融造成。

原因分析：

1)如果機械密封失效，合成釜物料就完全依靠系統(tǒng)的真空管路來防止泄漏；如遇真空機組故障、真空管路堵塞或者泄漏，合成釜內的物料就會泄漏出來，非常危險。因此需改進此處。

圖1 原合成釜結構Fig 1 Structure of original synthesis kettle

圖2 攪拌器機械密封Fig 2 Mechanical seal of agitator

2)平衡罐的下平衡管路直通合成釜內，合成反應時，物料處于沸騰狀態(tài)，極易經(jīng)平衡管進入平衡罐；而冷卻后的物料粘于平衡罐壁，使平衡活塞行程被阻，因此常常使平衡罐失效。

3)攪拌器機械密封O型圈失效的原因，主要原因是釜內物料腐蝕性較強，氟化合物也有較強的膨脹作用，普通橡膠O型圈不能適應此工作條件。

2 改進措施

攪拌器的選型既要考慮攪拌效果，還應考慮必須安全、經(jīng)濟?；谝陨弦蛩?，必須選用1種結構合理的攪拌形式。改進后的攪拌器如圖3所示。

圖3 改進后的攪拌器Fig 3 The improved mixer

1)攪拌器類型。將原來的合成釜攪拌器改為MD-II型磁力攪拌器。該攪拌器利用磁力的相互作用將主動部分與從動部分聯(lián)接起來，傳遞力矩，主動磁環(huán)與從動磁環(huán)中間使用密封罩隔絕，密封罩與機械密封之間充滿油，釜內氣體等物料被隔離，從而使攪拌器在機械密封失效的情況下多了一道封鎖線，加大了安全系數(shù)[3-4]。

2)平衡罐。為解決平衡罐失效問題，一是將平衡罐下平衡管路改為從機械密封處引入，防止了物料進入平衡罐造成的失效故障；二是將平衡罐直徑改大，使平衡罐壓力變化曲線較為平穩(wěn)，防止壓力變化大而造成的機封損壞和壓力表故障。

3)O型圈材質。為防止機械密封中O型圈被物料熔融，先采用了聚四氟乙烯（PTFE）包覆橡膠材質的O型圈。試用中發(fā)現(xiàn)PTFE材質易膨脹磨損。后改用全氟醚O型圈，解決了這個隱患。

3 結束語

經(jīng)過上述改進后，合成釜在新型攪拌器的攪拌作用下，運行效果良好。合成釜故障檢修周期也大大延長，原平衡罐3～6個月需檢修，現(xiàn)可連續(xù)使用1 a多；磁力攪拌器機械密封使用周期也從原來的2～6個月延長到12～18個月。減少了停車損失，也減少了檢修人工，最主要的是增加了安全系數(shù)，消除了安全隱患。

[1]韓正管,李娟.離心泵機械密封故障損壞及預防措施[J].中國化工貿易,2013(8):172-172.

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[3]高春彥.SBS 100 m3凝聚釜攪拌系統(tǒng)的改進[J].化工裝備技術,2005,26(4):23-25.

[4]丁云兵.磁力攪拌器的故障分析和解決措施[J].合成纖維工業(yè),2006,29(5):61-63.

TQ052.5

BDOI10.3969/j.issn.1006-6829.2016.04.003

2016-05-28；

2016-06-09