張堅(jiān)文，張貴平

（巨化集團(tuán)技術(shù)中心，浙江衢州324004）

氟化物合成釜攪拌裝置的改進(jìn)

張堅(jiān)文，張貴平

（巨化集團(tuán)技術(shù)中心，浙江衢州324004）

針對(duì)某氟化合物合成釜攪拌裝置機(jī)械密封易泄漏、存在安全隱患的問(wèn)題，分析其原因?yàn)橄滴锪系奶厥庑?、密封裝置結(jié)構(gòu)不合理。采用了磁力驅(qū)動(dòng)加機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)了平衡罐結(jié)構(gòu)、改O型密封圈為聚四氟乙烯包覆橡膠材質(zhì)。投稿使用后，消除了該釜使用過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)，機(jī)械密封使用周期也從原來(lái)的2～6個(gè)月延長(zhǎng)到12～18個(gè)月，實(shí)現(xiàn)了裝置長(zhǎng)周期安全生產(chǎn)。

磁力驅(qū)動(dòng)；機(jī)械密封；合成釜；攪拌器；O型密封圈

某氟化合物合成裝置設(shè)計(jì)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(wú)水氫氟酸（AHF）氟化反應(yīng)生成氟化合物粗品的關(guān)鍵設(shè)備。AHF易氣化，有強(qiáng)烈的腐蝕性，對(duì)呼吸道粘膜及皮膚有強(qiáng)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(jī)械密封就起著相當(dāng)重要的作用[1]。原攪拌器密封結(jié)構(gòu)為單純的機(jī)械密封形式，一旦機(jī)械密封失效，合成釜內(nèi)物料就完全依靠真空機(jī)組制造的釜內(nèi)負(fù)壓來(lái)防止泄漏，如果真空管路堵塞就可能會(huì)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(jī)械密封泄漏事故，釜內(nèi)AHF、VDC泄漏，損失較大。

目前，江西有部分氟化廠生產(chǎn)中采用了磁力攪拌器，但是仍然未徹底解決泄漏問(wèn)題。

1 存在問(wèn)題及分析

原合成釜結(jié)構(gòu)及其機(jī)械密封分別見(jiàn)圖1和圖2。

合成釜反應(yīng)時(shí)，物料常進(jìn)入攪拌器平衡罐，造成平衡罐活塞失效，進(jìn)而使攪拌器密封失效，而該平衡罐結(jié)構(gòu)原因運(yùn)行3～6個(gè)月就會(huì)損壞，隱患也較大。

攪拌器機(jī)封中的O型圈為普通橡膠，多次機(jī)封故障的原因?yàn)橹鬏SO型圈被腐蝕熔融造成。

原因分析：

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

圖1 原合成釜結(jié)構(gòu)Fig 1 Structure of original synthesis kettle

圖2 攪拌器機(jī)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(nèi)，合成反應(yīng)時(shí)，物料處于沸騰狀態(tài)，極易經(jīng)平衡管進(jìn)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(jī)械密封O型圈失效的原因，主要原因是釜內(nèi)物料腐蝕性較強(qiáng)，氟化合物也有較強(qiáng)的膨脹作用，普通橡膠O型圈不能適應(yīng)此工作條件。

2 改進(jìn)措施

攪拌器的選型既要考慮攪拌效果，還應(yīng)考慮必須安全、經(jīng)濟(jì)?；谝陨弦蛩兀仨氝x用1種結(jié)構(gòu)合理的攪拌形式。改進(jìn)后的攪拌器如圖3所示。

圖3 改進(jìn)后的攪拌器Fig 3 The improved mixer

1)攪拌器類型。將原來(lái)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(dòng)部分與從動(dòng)部分聯(lián)接起來(lái)，傳遞力矩，主動(dòng)磁環(huán)與從動(dòng)磁環(huán)中間使用密封罩隔絕，密封罩與機(jī)械密封之間充滿油，釜內(nèi)氣體等物料被隔離，從而使攪拌器在機(jī)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(wèn)題，一是將平衡罐下平衡管路改為從機(jī)械密封處引入，防止了物料進(jìn)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(jī)封損壞和壓力表故障。

3)O型圈材質(zhì)。為防止機(jī)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(zhì)的O型圈。試用中發(fā)現(xiàn)PTFE材質(zhì)易膨脹磨損。后改用全氟醚O型圈，解決了這個(gè)隱患。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)后，合成釜在新型攪拌器的攪拌作用下，運(yùn)行效果良好。合成釜故障檢修周期也大大延長(zhǎng)，原平衡罐3～6個(gè)月需檢修，現(xiàn)可連續(xù)使用1 a多；磁力攪拌器機(jī)械密封使用周期也從原來(lái)的2～6個(gè)月延長(zhǎng)到12～18個(gè)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(jī)械密封故障損壞及預(yù)防措施[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2013(8):172-172.

[2]于敏晶.ABS聚合釜攪拌器改造[J].設(shè)備管理與維修,2010 (2):40-41.

[3]高春彥.SBS 100 m3凝聚釜攪拌系統(tǒng)的改進(jìn)[J].化工裝備技術(shù),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