水环式真空泵在苯胺生产中的应用.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：水环式真空泵在苯胺生产中的应用1、前言水环真空泵属于等温压缩、结构简单、维修方便、适宜于抽除蒸汽、易燃易爆气体以及带有少量粉尘气体的设备因而应用范围愈来愈广。近年来由于化工、造纸、煤矿、电厂等行业的发展和改造大型水（液）环式真空泵的需求量急速增加水环泵向大型化和多样化方面发展是一种必然趋势。南化公司苯化工部有机生产装置生产的产品如硝基苯、苯胺、环己胺、环己酮等均是通过减压蒸馏制得成品。减压蒸馏是分离提纯高沸点液态有机化合物的一种操作技术。对于有些有机化合物特别是高沸点减压蒸馏（200℃以上）的有机化合物在常压下蒸馏往往会发生分解或聚合采用减压蒸馏方法可以避免这种情况的发生。真空提供的能力大小与稳定程度则直接决定了产品的产量和质量所以选择合适的真空泵至关重要。本部2003年以前所建的装置均采用机械式真空泵随着改建、扩建的不断进行装置的负荷和能力不断提升加之在质量要求不断提高的今天机械式真空泵已很难满足当前生产的需要不仅它所提供的真空度不够稳定而且维修率极高严重阻碍了装置的连续性工业化生产。为此结合生产实际经过合理选型有针对性地选择了适用于本装置的水环式真空泵。该泵不仅运行稳定而且能够提供充裕的真空满足了当前生产的需要。2、水环式真空泵的工作原理[1]水环式真空泵由叶轮、泵体、吸排气盘、水在泵体内壁形成的水环、吸气口、排气口、辅助排气阀等组成。叶轮被偏心的安装在泵体中当叶轮旋转时进入水环泵泵体的水被叶轮抛向四周由于离心力的作用水形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭的水环。水环的上部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了一个月牙形空间而这一空间又被叶轮分成与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时小腔的容积逐渐由小变大压强不断地降低且与吸排气盘上的吸气口相通。当小腔空间内的压强低于被抽容器内的压强根据气体压强平衡的原理被抽的气体不断地被抽进小腔此时正处于吸气过程。当吸气完成时与吸气口隔绝小腔的容积逐渐减小压力不断增大此时正处于压缩过程。当压缩的气体提前达到排气压力时从辅助排气阀提前排气。与排气口相通的小腔的容积进一步减小压强进一步升高当气体的压强大于排气压强时被压缩的气体从排气口排出在泵的连续运转过程中不断地进行着吸气、压缩、排气过程从而达到连续抽气的目的。在具体生产运用中真空泵是以机组的形式使用的主要由水环真空泵、电动机、热交换器、气液分离器及气、水管路和控制仪表元件等组成有的还包括减速机。其流程简图如图1。3、水环式真空泵使用情况我单位根据需要选取了不同型号的水环式真空泵应用于不同场合给粗品蒸馏设备提供真空以型号为TC-11的GDNash水环式真空泵为例其性能参数如表1所示。（试验条件：转速590/min大气压力989hPa（abs.）空气温度17.5℃空气湿度35.6%）该型号的水环式真空泵给硝基苯精馏塔带真空不仅真空度高而且运行稳定即使在高负荷情况下也完全能够满足生产的需要更重要的是可实现连续长时间运转而无需切换备机。表2和表3数据分别为使用机械真空泵和SK型水环真空泵给苯胺精制塔带真空所蒸馏出的苯胺成品数据对比。从表2、表3不难看出使用水环真空泵开出苯胺成品不仅水份低而且低沸物和高沸物含量均有不同程度的下降这满足了高端客户的需求也为竞争激烈的市场赢取了更为广阔的生存和发展空间。水环式真空泵和机械真空泵相比具有如下优点：①制造精度要求不高容易加工；②结构简单紧凑泵的转数较高一般可直接与电动机相连（根据需要亦有增加减速装置）。所以使用较小的结构尺寸可以获得大的排气量占地面积也小。压缩气体基本上是等温的即压缩气体过程温度变化很小。由于泵腔内没有金属摩擦表面无须对泵内进行润滑而且磨损很小。转动件和固定件之间的密封可直接由水封来完成。吸气均匀工作平稳可靠操作简单维修方便。由于水环式真空泵中气体压缩是等温的故可以抽除易燃易爆气体。由于没有排气阀及摩擦表面故可以抽除带尘埃的气体、可凝性气体和气水混合物。有了这些突出的特点所以在石油、化工、机械、矿山、轻工、造纸、动力、冶金、医药和食品等工业及市政与农业等部门的许多工艺过程中得到了广泛的应用。4、结论（1）通过在新装置上选用水环式真空泵用于粗品精制系统是非常成功的在老装置上进行改造使用亦取得了良好的效果。（2）水环式真空泵是一种性能优良的抽真空设备具有很强的抽气、抽干空气能力和防止汽蚀特性同时具有使用安全、工作可靠、自动化程度高、检修工作量小等特点。（3）由机械真空泵改为水环真空泵后大大地改善了真空系统的运行工况提高了