水環式真空泵在苯胺生產中的應用

2009-08-13 姜新亮南京化學工業有限公司苯化工部

1、前言

　　水環真空泵屬于等溫壓縮、結構簡單、維修方便、適宜于抽除蒸汽、易燃易爆氣體以及帶有少量粉塵氣體的設備，因而應用范圍愈來愈廣。近年來，由于化工、造紙、煤礦、電廠等行業的發展和改造，大型水（液）環式真空泵的需求量急速增加，水環泵向大型化和多樣化方面發展是一種必然趨勢。

　　南化公司苯化工部有機生產裝置生產的產品如硝基苯、苯胺、環己胺、環己酮等均是通過減壓蒸餾制得成品。減壓蒸餾是分離提純高沸點液態有機化合物的一種操作技術。對于有些有機化合物，特別是高沸點減壓蒸餾（200℃以上）的有機化合物，在常壓下蒸餾往往會發生分解或聚合，采用減壓蒸餾方法可以避免這種情況的發生。真空提供的能力大小與穩定程度則直接決定了產品的產量和質量，所以選擇合適的真空泵至關重要。本部2003 年以前所建的裝置均采用機械式真空泵，隨著改建、擴建的不斷進行，裝置的負荷和能力不斷提升，加之在質量要求不斷提高的今天，機械式真空泵已很難滿足當前生產的需要，不僅它所提供的真空度不夠穩定，而且維修率極高，嚴重阻礙了裝置的連續性工業化生產。為此，結合生產實際，經過合理選型，有針對性地選擇了適用于本裝置的水環式真空泵。該泵不僅運行穩定，而且能夠提供充裕的真空，滿足了當前生產的需要。

2、水環式真空泵的工作原理^[1]

　　水環式真空泵由葉輪、泵體、吸排氣盤、水在泵體內壁形成的水環、吸氣口、排氣口、輔助排氣閥等組成。葉輪被偏心的安裝在泵體中，當葉輪旋轉時，進入水環泵泵體的水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個與泵腔形狀相似的等厚度的封閉的水環。水環的上部內表面恰好與葉輪輪轂相切，水環的下部內表面剛好與葉片頂端接觸（實際上，葉片在水環內有一定的插入深度）。此時，葉輪輪轂與水環之間形成了一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成與葉片數目相等的若干個小腔。如果以葉輪的上部0°為起點，那么葉輪在旋轉前180°時，小腔的容積逐漸由小變大，壓強不斷地降低，且與吸排氣盤上的吸氣口相通。當小腔空間內的壓強低于被抽容器內的壓強，根據氣體壓強平衡的原理，被抽的氣體不斷地被抽進小腔，此時正處于吸氣過程。當吸氣完成時與吸氣口隔絕，小腔的容積逐漸減小，壓力不斷增大，此時正處于壓縮過程。當壓縮的氣體提前達到排氣壓力時，從輔助排氣閥提前排氣。與排氣口相通的小腔的容積進一步減小，壓強進一步升高，當氣體的壓強大于排氣壓強時，被壓縮的氣體從排氣口排出，在泵的連續運轉過程中，不斷地進行著吸氣、壓縮、排氣過程，從而達到連續抽氣的目的。

　　在具體生產運用中，真空泵是以機組的形式使用的，主要由水環真空泵、電動機、熱交換器、氣液分離器及氣、水管路和控制儀表元件等組成，有的還包括減速機。其流程簡圖如圖1。