大庆炼化公司聚合物二厂黑龙江大庆5615358
摘要：大庆炼化公司磺酸盐车间酸吸收单元浓硫酸循环泵由于机械密封效果不好，常出现硫酸介质泄露问题，导致泵部件及泵底座基础严重腐蚀，甚至造成人员伤害，给生产带来极大影响，因此，根据实际情况，车间在二期建设时期重新进行泵的选型，改用屏蔽泵，并将一期硫酸泵改换为屏蔽泵，彻底解决了酸吸收区域的相关问题。
关键词：磺酸盐；硫酸；腐蚀；屏蔽泵
引言
石油磺酸盐生产除了注重产品质量外，更注重有害尾气的处理。磺酸的制造过程中会产生酸性气体，反应过剩的三氧化硫与酸性气体混合通入流程后路的尾气处理单元，通过浓硫酸吸收、静电除酸雾以及碱洗，使得尾气达标排放。【1】
在日常生产中，硫酸循环泵的故障是导致浓硫酸吸收环节系统停车的主要原因。其中，硫酸泵故障大多是因为泵部件腐蚀及机械密封失效渗漏造成的。为减少酸吸收区域停工，降低机泵维修频次，参考实际生产中的各种问题，我们从实际情况出发，对泵重新进行了选型。
1硫酸泵的故障类型
（1）泵体腐蚀；
（2）泵机械密封故障，极易渗漏；
（3）泵部件腐蚀，叶轮磨损，使用寿命减短；
（4）泵体震动大，噪声明显；
（5）酸泥及积垢过多造成泵轴卡住，泵轴及轴承磨损严重。
2硫酸泵故障原因分析
（1）硫酸酸度大、腐蚀性强
磺酸盐尾气处理单元用98.3%硫酸吸收磺化尾气中的SO3，生成焦硫酸，酸度较高。【2】日常生产过程中需要的酸度保持在高酸度、高浓度范围内，但是当浓度高于一定值后，需加水稀释调节浓度，若此时酸泵循环可能会出现泵内硫酸浓度不均的情况。泵体材质不耐稀酸腐蚀，加水后腐蚀速率增高，泵内易出现不均匀腐蚀，甚至对密封的动静环辅助密封系统及轴套造成腐蚀，导致机封失效。
（2）硫酸杂质多粘度大
磺酸盐尾气处理所用硫酸多次循环吸收反应后，会渐渐转变为有机酸与无机酸的混合物，混合酸的尾气吸收效果不变，但粘度、密度等物理性质改变较大，并会掺杂较多杂质。此时介质中的杂质进入摩擦副，使动静环密封端面磨损，导致机械密封失效，硫酸泄露。长周期运行的情况下，渗漏出的混合酸还会在死角凝结积存造成轴承腐蚀磨损、泵轴卡死等严重后果。
（3）氟塑料损坏
氟合金泵内壁及叶轮有耐腐蚀氟塑料包衬从而达到防腐效果，而在长周期运行的情况下，特别是偶尔温度过高的条件下，氟塑料可能因多种原因而损坏。而耐腐蚀衬层一旦损坏，泵体对硫酸的耐受性将大大降低。混合后的硫酸粘度较大，而其粘度随温度升高而降低，故虽有硫酸冷却器降温，但工艺温度长期处于65~70℃。氟塑料破损后，机械剥蚀与电化学腐蚀共同作用，裸露在此温度下的金属部件的腐蚀速率将明显加快，进一步加剧材料损坏。【3】
（4）零件损伤，振动过大
腐蚀磨损等多种问题导致叶轮点蚀或轴承磨损等损伤会带来机泵振动大、噪声大、泵抽空等衍生问题。此类问题也会继续损伤泵体、导致密封不稳定，长此以往，形成恶性循环。
（5）工艺操作启停频繁
除上述原因外，还有主观的人为原因，包括日常操作中的错误操作导致泵抽空、叶轮气蚀，或按照工艺要求频繁启停导致密封失效等。
以上原因均是在日常生产中难以避免的问题，从实际情况出发综合分析可知，在用的硫酸循环泵由于机械密封的原理限制、泵体结构的适应条件及实际的生产工艺条件的特殊性，不宜用于此工况下长周期平稳安全运行。为避免周期性地频繁检修，降低日常故障损失以及修理密封的费用，最终决定对机泵重新选型。
3.屏蔽泵的选用
由于日常生产中硫酸循环泵的故障多为机械密封失效、渗漏腐蚀以及振动噪声大等问题，故我们有针对性地选用屏蔽泵以替代旧的离心泵。
3.1屏蔽泵的结构
如图1所示，屏蔽泵由电动机和泵构成一个整体。定子的内表面和转子的外表面有非导磁性的耐腐蚀金属薄板密封焊接，使定子绕组和转子铁芯与输送液体完全隔开，不会受到输送液的浸蚀。另外，叶轮与转子装在一根轴上，由电机前后2个轴承支撑。整个转子体浸没在输送液中，没有接液部与外界贯通的转动零部件，因而是一种绝对无泄漏的结构。【4】
图1基本型（FA型）屏蔽泵
3.2更换屏蔽泵后的效果
屏蔽泵自投用后，长期运行，未见故障。屏蔽泵循环输送硫酸安全无泄漏，由于结构上没有动密封，只有在泵的外壳处有静密封，所以没有普通离心泵存在密封失效泄漏等情况。泵内置的通过介质润滑的石墨滑动轴承耐腐蚀，减少了泵轴及轴承的腐蚀磨损，使用寿命长，适宜长期输送硫酸等强腐蚀液体。同时，由于没有了滚动轴承和电机风扇，不仅省去了添注润滑油的麻烦，也不会污染介质，更是大大降低了运行中产生的噪声。
此外，机泵一体的结构，十分紧凑，体积小、重量轻、占地少，提高了空间利用率。在安全运行方面还存在过流保护等保护措施，有效降低了维修率，减少了检修费用。
4结语
石油磺酸盐装置酸吸收单元工况特殊，所用硫酸粘度大、酸度高，普通硫酸泵在运行中存在着偷停、渗漏等问题，加大了生产操作的风险，提高了日常维修支出。更换屏蔽泵后，机泵运行的卡顿及渗漏问题得到了有效解决，半年无须检修且未见故障。对照之前频繁的不定期检修来看，此次换型是成功的，不仅提高了性能，还净化了操作环境，节省了检修费用，保证了装置的长周期安稳运行。
参考文献：
[1]宋鸿远等.聚合物二厂磺酸盐二车间2016年操作规程[M].大庆：中国石油大庆炼化公司，2016.6
[2]李学晶等.对尾气三氧化硫吸收方法改进及效果的评价[J].中国新技术新产品，1994-2012：148
[3]姜培正主编.过程流体机械[M].北京：化学工业出版社，2001.8.153
[4]梁超国.屏蔽泵的结构、原理及其应用[J].化工设备设计，1998.35.44