随着化工生产工作环境发生变化, 在腐蚀环境中, 原有液环式真空泵备件腐蚀严重, 设备性能大大降低, 维修成本相应增加,并且随着生产能力增加, 真空泵负荷已不能满足当前需要。气动隔膜泵以压缩空气为动力源, 具有耐腐蚀、防爆、占地面积小以及不需电源等优点, 并可以有效减少由于化学物质残留导致的环境污染。通过本次对化工生产装置的改造, 气动隔膜泵得到了很好的应用, 不仅将停用的原料储罐重新利用,保证了设备运行的经济性, 提高了化工厂生产能力和经济效益, 也改变了现场跑冒滴漏现象。仅冰醋酸缓蚀剂一种产品年生产能力就由原来的3100t提高到目前1万t, 同时将冰醋酸缓蚀剂操作人员由2 人减少到1人。

关键词:气动隔膜泵;应用;生产能力;经济效益

采技服油田化学分公司隶属于采油技术服务公司, 是集科技开发、产品产销及海上作业服务于一体的高科技技术服务公司。油田化学生产中心作为海上油田油气水处理化学药剂的重要生产部门, 在现有状况下, 如何提高各种化工设备的生产能力和设备使用的综合效率十分重要。

油田化学生产中心冰醋酸反应釜在化工生产使用过程中, 受生产操作环境和药剂性能等因素的影响, 在一定程度上存在着安全隐患。油田化学分公司坚持以安全生产和提高设备综合效率为目标, 重视化工生产设备管理, 通过不断挖潜, 废旧利新, 将原有停止使用的原料储罐系统改造后重新投入使用, 提高油田化学生产中心的生产能力, 解决了冰醋酸缓蚀剂的供货紧张问题。本文以笔者负责的冰醋酸生产装置改造项目, 根据自身体会对气动隔膜泵在整个项目中的应用进行详细介绍。

2　当前冰醋酸缓蚀剂生产装置现状

2.1　改造前冰醋酸生产工艺流程(图1)

首先打开水环泵的进水阀和出水阀, 控制工作液流量(包括运转中循环回来的水)为1.0m3 /h左右。然后打开水环真空泵的进气阀、排气阀和真空缓冲罐的进气阀、排气阀。启动水环真空泵, 将系统(反应釜、缓冲罐)抽成负压, 开启反应釜真空系统,确保其真空度(要求<-0.06MPa)。将抽料管插入原料桶中, 开启釜底阀, 操作人员开始手动进料(200L桶装), 抽料完毕开动搅拌, 物料反应完毕后,从反应釜底部出料进入药剂周转罐。(每釜生产约1.5m3)。

从生产流程可以看出, 目前油田化学生产中心抽料的动力为液环真空泵, 见图2。其主要工作原理是:在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图2中顺时针旋转时, 水被叶轮抛向四周, 由于离心力的作用, 水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的上部分内表面恰好与叶轮轮毂相切, 水环的下部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间, 而这一空间又被叶轮分成叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的上部0°为起点, 那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由小变大, 且与端面上的吸气口相通, 此时气体被吸入, 当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝;当叶轮继续旋转时, 小腔由大变小, 使气体被压缩;当小腔与排气口相通时, 气体便被排出泵外。

2.2　改造前生产装置存在的缺点

从以上反应流程和真空泵工作原理可以看出,原有装置存在着以下缺点:(1)反应釜体积较小(1.6m3 ), 每釜只能生产少量药剂(约1.5m3 ), 由于本装置介于两层楼之间, 此项工作需要2人同时进行开阀和抽料, 耗费了大量人力和工作时间。

(2)系统抽真空时, 部分醋酸气体挥发后被直接抽到缓冲罐和水箱内, 特别是每桶抽到底部时, 瞬间会有大量液体醋酸进入真空管线, 水箱内酸性工作液进入泵体势必会对管线和真空设备造成严重腐蚀, 真空泵配件维修频次大大增加, 最短时间1个月需更换1次备件, 大大增加了维修成本, 同时由于真空泵系统还需要为其它产品生产提供相应工作条件, 在很大程度上影响了其它产品的正常生产。

(3)随着工作时间的增长, 工作液温度会不断地升高, 这时需给汽分离器加入一定量的冷水(自来水), 以降低工作液的温度, 保证泵能达到系统所要求的技术要求和性能指标。但是当工作负荷变化较大时, 如果工作液温度过高, 很容易气化造成产生气蚀, 真空泵性能指标会出现不同程度下降, 不能保证其它产品正常生产。

(4)原有装置空间有限, 操作人员行动不便, 存在安全隐患。