兖矿国宏公司50万t/a甲醇项目低温甲醇洗装置是由德国鲁奇公司承担基础设计,中国五环化学工程公司承担详细设计,设计处理变换气量为218000 m3/h。本项目中的贫甲醇泵(CO2吸收塔给料泵)为低温甲醇洗中主要设备,贫甲醇泵的使用周期的长短及稳定性,决定了整个系统的长周期稳定性。
该公司的贫甲醇泵在使用初期(2009年度)共计检修17次,检修频繁,平均运行周期只有25 d,未达到设计值连续运行1年的要求,还远低于其他同类型泵。这严重影响了公司整个系统的连续运转,增加了工人检修的强度。为找出P2204泵运行时间短的原因,我们将2009年导致P2204泵故障情况进行了统计:因机械密封泄漏检修14次,占检修比例的82%。机械密封泄漏是影响P2204泵运行的主要原因。我们从以下方面查找贫甲醇泵机械密封频繁泄漏的原因。
1. 对于密封液、密封圈材质选用是否合适。现场采用的是白油,它是经过特殊的深度精制后的矿物油,为液体类烃类的混合物,密度0.831~0.883 kg/m3,闪点(开式)164~223 ℃,运动黏度(50 ℃)5.7~26 mm2/s,酸值≤0.05,对酸、光、热均稳定。贫甲醇泵机械密封密封圈(三元乙丙橡胶)密度为0.87 kg/m3,在120 ℃下可长期使用,在150~200 ℃下短暂或间歇使用,在脂属、芳属溶剂及矿物油中耐腐蚀性差。白油为矿物油,三元乙丙橡胶在白油中耐腐蚀性降低,所以导致机械密封泄漏。
2. 冷却水选择是否合理。我们现场检测密封罐冷却效果,在设备说明书上明确要求,冷却管进口处温度≤55 ℃,而我们在2010年3月20—30日冷却系统各点温度进行测量,冷却管进口的温度都高于60 ℃, 通过冷却系统各点温度调查,循环水换热效果不理想,也是主要原因之一。
在找到原因后,对贫甲醇泵机械密封做了以下两点整改:
1. 首先针对三元乙丙橡胶不能适应白油这一工况,进行了材质替代选择,选用耐蚀性好的氟橡胶,其工作温度在-20~250 ℃;
2. 针对循环水的硬度高、浊度高这两个因素,在公司内的常用水源中进行了选择,选用26~36 ℃的脱盐水作为泵的机械密封。
在国宏50万t/a甲醇项目低温甲醇洗装置运行过程中,我们通过以上两个技术手段对贫甲醇泵机械密封进行改造,使机械密封的使用周期提高到6个月,达到了预期效果。