機械抽真空在減壓塔中的應用

李伯龍，齊英冠，劉　忠

（中國石油撫順石化公司洗滌劑化工廠，遼寧撫順，113001）

機械抽真空在減壓塔中的應用

李伯龍，齊英冠，劉忠

（中國石油撫順石化公司洗滌劑化工廠，遼寧撫順，113001）

闡述了機械抽真空和蒸汽噴射器抽真空的主要特點，洗化廠裝置擴能改造后工藝流程及主要設備情況，其中重點介紹了抽真空系統(tǒng)的改造，由蒸汽式抽真空改為機械式抽真空，包括機械式真空泵由兩級組成，第一級為機械增壓泵，第二級為干式真空泵。介紹了機械抽真空技術(shù)的主要工作原理，對比了蒸汽式抽真空與機械抽真空的設計參數(shù)與主要設備，比較了機械抽真空技術(shù)與蒸汽抽真空技術(shù)的優(yōu)缺點，并分別對機械抽真空與蒸汽抽真空進行了能耗測算，機械抽真空技術(shù)相比蒸汽抽真空節(jié)能效果良好。

蒸汽式抽真空；機械式抽真空；機械增壓泵；干式真空泵；真空；噴射器

機械抽真空技術(shù)具有能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊、占地少的特點。由于水資源的日益緊張和節(jié)能降耗的要求，機械抽真空成為常減壓裝置節(jié)能技術(shù)的一種有效的選擇。洗化廠裝置擴能改造，生產(chǎn)能力由20萬噸/年直鏈烷基苯提高到28萬噸/年直鏈烷基苯。其中一項就是將減壓脫烷烴塔C-205和烷基化物再蒸餾塔C-206由蒸汽式抽真空改為機械式抽真空。

1　工藝流程及主要設備

洗化廠裝置擴能對抽真空系統(tǒng)進行了改造，由蒸汽式抽真空改為機械式抽真空。相對于脫烷烴塔C-205和烷基化物再蒸餾塔C-206，總共配置了3套（EH2600 + EDP400）化工干泵系統(tǒng)，兩臺運行，一臺備用。脫烷烴塔C-205和烷基化物再蒸餾塔C-206分別經(jīng)過水冷器E-251/ E-252冷卻，經(jīng)過氣液分離罐V-252 / V-253氣液分離，進入機械增壓泵EH2600、干式真空泵EDP4000進行抽真空。

機械式真空泵由兩級組成，第一級機械增壓泵，第二級干式真空泵。每臺機械增壓泵設置一臺變頻電機，根據(jù)塔內(nèi)負壓的變化改變轉(zhuǎn)速，原設計的氮氣補償控制閥繼續(xù)利用，可通過補償?shù)獨鈦碚{(diào)節(jié)塔內(nèi)壓力。

機械增壓泵型號為EH2600，該增壓泵頂部配置入口隔斷電磁閥，入口連接電磁閥。轉(zhuǎn)動機構(gòu)由兩個八字型轉(zhuǎn)子組成，氣體通過轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)而增壓排出，送入下部的干式真空泵。該增壓泵在出口夾套配置后冷器。為防止電機過載，該泵聯(lián)軸節(jié)采用液力聯(lián)軸節(jié)。

干式真空泵型號為EDP4000，該泵為正向排氣的三級旋轉(zhuǎn)泵，內(nèi)有三對互相咬合的爪式轉(zhuǎn)子（安裝在共同的軸桿上），這些轉(zhuǎn)子通過調(diào)速齒輪來保持正確的相位關(guān)系。為防止扭矩過大，在電機和泵體間安裝有轉(zhuǎn)矩限制器。此泵自帶間接冷卻系統(tǒng)，冷卻液通過自然對流而流過泵體帶走熱量。

機械增壓泵和干式真空泵均為有油潤滑，并在運行中及停機后30秒內(nèi)對軸封進行氮氣吹掃密封，確保在泵運行期間軸封保持正壓，防止腐蝕性或毒性工藝氣體進入聯(lián)軸節(jié)箱或變速箱，防止泵油對工藝氣體的污染，防止碎片損壞軸封。

2　機械抽真空技術(shù)簡介

2.1工作原理

烷基化裝置中的脫烷烴塔C-205和烷基化物再蒸餾塔C-206塔采用機械抽真空技術(shù)，主要設備有機械增壓泵和干式真空泵，機械抽真空的工作原理是干式真空泵葉輪偏心地裝在泵氣缸內(nèi)，當葉輪旋轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，將液體甩至泵體壁，形成一個旋轉(zhuǎn)的液體環(huán)。由于葉輪與氣缸中心是偏心配置的，所以，液環(huán)的內(nèi)表面與葉輪之間形成一個月牙形空間，它被葉片分成若干容積不等的小室，每一小室的容積隨葉輪轉(zhuǎn)動作周期擴大和縮小，當小室容積逐漸擴大，氣體由外界吸入，當小室容積逐漸縮小，原先吸入的氣體被壓縮而排出。這樣，葉輪每轉(zhuǎn)一周，葉片與葉片間的小室容積改變一次。每兩葉片間的液體好像液體活塞一樣往復運動，連續(xù)不斷地抽吸氣體，達到抽真空的目的。

2.2蒸汽式抽真空與機械抽真空技術(shù)對比

蒸汽噴射器因內(nèi)部沒有運行部件，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、壽命長，安裝維護方便、密封性能好、抽氣量大等優(yōu)點，因此，蒸汽噴射器被廣泛地應用于大型常減壓蒸餾裝置。但由于蒸汽噴射器是兩股液體（蒸汽與被抽氣體）混合進行能量交換而工作，在混合過程中有較大的能量損失，因此，效率低。機械抽真空技術(shù)所用設備為干式真空泵屬于體積式泵，在不同壓力下吸入的體積數(shù)基本一致，即在壓力高時吸入的質(zhì)量多，因此，在低真空時效率較高。

2.2.1機械抽真空減壓塔設計參數(shù)

設計參數(shù)見表1。

表1　脫烷烴塔C-205和烷基化物再蒸餾塔C-206的設計參數(shù)

2.2.2機械抽真空與蒸汽抽真空的主要設備及對比

機械抽真空技術(shù)與蒸汽抽真空技術(shù)相比，機械抽真空設備少，且結(jié)構(gòu)緊湊，因此，占地面積也較小（見表2，表3）。

表2　機械抽真空主要設備

表3　機械抽真空與蒸汽抽真空的主要設備對比

3　能耗測算及結(jié)論

洗化廠烷基化裝置機械抽真空系統(tǒng)運行平穩(wěn)，機械增壓泵EH2600、干式真空泵EDP4000運行穩(wěn)定。機械抽真空系統(tǒng)機械增壓泵、干式真空泵各3臺，2臺運行，1臺備用。

機械抽真空與蒸汽抽真空每年費用對比如下：按每年運行8000小時計算，干式真空泵EDP400功率為18.5kW、機械增壓泵EH2600功率為11kW，蒸汽抽真空每小時消耗1.2噸汽，按蒸汽180元/噸，電0.53元/kWh計算。

每年耗電量：2×(18.5+11)×8000＝472000kWh

每年電費：472000×0.53＝25.016萬元

每年耗汽量：1.2×8000＝9600噸

每年蒸汽費：9600×180＝172.8萬元

因此，機械抽真空與蒸汽抽真空相比，每年節(jié)省費用為：172.8萬元-25.016萬元＝147.784萬元

從上述計算得出，機械抽真空能耗不到蒸汽抽真空能耗的1/6，能起到很好的節(jié)能效果。

洗化廠擴能改造后，減壓塔脫烷烴塔C-205和烷基化物再蒸餾塔C-206采用機械式抽真空，機械抽真空技術(shù)相比蒸汽抽真空具有能耗低、投資少、噪音低、結(jié)構(gòu)緊湊、占地少的優(yōu)點，自投用以來總體運行平穩(wěn)。

[1] 樊麗秋, 等. 真空設備設計[M]. 上海: 上?？茖W技術(shù)出版社，1990.

[2] 姚玉英, 等. 化工原理[M]. 天津: 天津科學技術(shù)出版社，1999.

[3] 烷基化裝置工藝數(shù)據(jù)手冊[S]. 撫順洗滌劑化工廠，1990.

Application of Mechanical Vacuum Pump in Vacuum Tower

Li Bolong，Qi Yingguan，Liu Zhong
（Detergent Chemical Plant，PetroChina Fushun Petrochemical Company，F(xiàn)ushun，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