水环式真空泵在苯胺生产中的应用

2009-08-13 姜新亮南京化学工业有限公司苯化工部

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。