機械密封在光氣酯化反應釜上的應用

機械密封在光氣酯化反應釜上的應用

依據實際運行結果，通過對各種密封性能的對比，肯定了機械密封在光氣酯化反應釜上應用的優越性能。剖析了在使用過程中出現問題的原因，并提出相應的改進措施。

機械密封；光氣；酯化反應釜

以光氣為原料生產異氰酸酯類產品的主要生產設備是攪拌式搪瓷反應釜，為滿足安全生產和勞動保護的要求，以及光氣化的正常生產，必須保證在光氣酯化反應過程中不發生泄漏，因此搪瓷反應釜攪拌裝置的有效密封是實現這一目標的關鍵。

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1 機械密封的使用狀況

酯化反應釜作為光氣化產品生產中的主要設備，其運行效率和可靠性在很大程度上取決于攪拌器軸封裝置的性能，密封裝置性能的優劣不僅影響操作臺，更重要的是影響安全生產和環境保護。經過多年使用和比較證明，上海產212型四氟波紋管機械密封的綜合性能較好，其密封性能良好，運行穩定，使用周期長，能有效減少維修量和停車損失，達到安全生產和環境保護的目的。

1.1 212型機械密封的使用參數

介質壓力：≯0.25MPa；

介質溫度：-40～150℃；

允許轉速：≤500 r/min；

適用介質：酸、堿、油類及各種強腐蝕性介質（無懸浮顆粒）。

1.2 212型機械密封的結構特點

212型波紋管機械密封，其靜環材質選用三氧化二鋁陶瓷，動環選用氮化硅，是一種外裝式機械密封。它主要由動環、靜環、四氟波紋管、彈簧和傳動夾緊彈簧等組成。動環與四氟波紋管之間采用特定的連接，以解決密封和傳遞扭矩等問題，與過盈配合、機械夾緊以及帶密封圈的接合等方式相比，既簡單又可靠。這種結構能自動補償因零件被腐蝕和氟塑料蠕變變形、松弛等造成的間隙。該機械密封采用冷卻槽外部冷卻，與其他形式的密封相比，結構簡單，安裝方便，改善了端面摩擦狀態，有利于液膜的形成和散熱。

1.3 212型波紋密封運行情況

2 泄露原因剖析和解決辦法

經過十多臺機械密封的安裝和使用，尤其是分析了胺甲萘生產中2臺酯化釜泄漏的原因，發現在搪瓷反應釜上使用機械密封存在以下問題。

（1）搪瓷攪拌軸是在鑄鐵管上噴涂搪瓷而制成，因噴瓷不均勻而造成攪拌軸表面不圓，配套2 000 L搪瓷釜的搪瓷攪拌軸直徑為?89mm。經測量，在安裝機械密封的軸部位的誤差為?89（+0.7-1.8）mm，而機械密封對軸的要求較高，表面光潔度不低于▽7，軸的外徑尺寸公差為?89（0-0.07）mm，攪拌器不能滿足機械密封對軸面的要求。采取的措施是對直徑誤差較大的軸進行改造，在軸與波紋管的配合部位，根據軸的實測尺寸墊襯一只聚四氟乙烯套。

（2）攪拌軸從頂部插入立式反應釜，徑向比大，又是單支承，其擺動量必然較大。另外，攪拌器槳葉和流體物料之間的相對運動產生的渦流或進料不均、或物料液面太低、或速度突然變化等都能引起振動。采取的措施是控制物料加進速度。

（3）釜內的物料，其壓力、溫度、軸的形態等都是隨時間而變化的，在壓力循環和冷熱循環的作用下，密封端面易產生變形，表1中有4臺酯化釜運轉1年即出現彈簧失效，便是上述原因所致。采取的措施是在選型時，要考慮各種介質對動、靜環材質的要求。

（4）在反應釜的頂部安裝密封很不方便，曾因安裝不良造成靜環損壞。因此，在結構設計方面，必須便于安裝和拆卸。

3 改進措施

（1）選用制作精度高，滿足安裝機械密封要求的搪瓷攪拌器。

（2）在密封裝置的結構中增設軸承，提高軸的動態穩定性，從而提高密封運轉的穩定性。

（3）機械密封各零部件的材質必須適應溫度、壓力等操作條件的變化。

（4）整個密封裝置最好能作為一個組合整體，可事先裝配、調試好。這樣能縮短停車時間，并使安裝、維修和更換方便。