全面的強腐蝕物料泵輸送方案
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[時間:2009-08-13 《石油與裝備》 關注度:0]
摘要:□ 沈濤中石油四川石化公司
王新格林韋德管道系統（上海）有限公司
隨著工業裝置的超大規模、深入化的發展，在強耐腐蝕輸送分支應用領域的要求也愈趨于復雜、苛刻化。或裝置規模更大，或化工反應更復雜，體現在泵的參數要求上就是：流量要...
□ 沈濤/中石油四川石化公司
王新/格林韋德管道系統（上海）有限公司
隨著工業裝置的超大規模、深入化的發展，在強耐腐蝕輸送分支應用領域的要求也愈趨于復雜、苛刻化。或裝置規模更大，或化工反應更復雜，體現在泵的參數要求上就是：流量要求更大、輸送介質的組成更復雜、溫度變得更高。這些都對耐腐蝕泵結構、材料、密封的設計提出了更為苛刻的要求。
德國費亞泰克FRIATEC公司有著150余年歷史，在其專注的耐腐蝕、特種泵應用領域一直處于國際領先地位。憑借對物料腐蝕特性和材料研發的深刻認知，解決了諸多工業領域中的苛刻輸送難題。針對介質組成、溫度、濃度、含固量等參數的不同，有金屬，塑料，陶瓷三大類、60余種不同的材料可選；再加上有機械密封、磁力密封、動力密封、迷宮密封、以及組合密封等，多樣化“泵型+材料+密封”配合幾乎涵蓋了當今各種極具腐蝕性場合的要求。
立式硫酸泵和臥式塑料泵解決強腐蝕
硫酸最為典型的強腐蝕性介質，在應用中表現有均勻腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕、磨損腐蝕、汽蝕腐蝕等，以及上述多種腐蝕類型的共同作用。因此在材料選取上，除了考慮耐腐蝕化學特性，還要求考慮其機械性能、加工性能、熱膨脹特性、受外力特性、延展性等諸多物理性能。確定最佳泵型方案時需要對介質組成、固體顆粒組成、濃度范圍、溫度變化、操作壓力、工藝過程等諸多因素作綜合考慮。同時操作的安全性、維修的便捷性也基于對泵產品成功應用的經驗積累。
在全球的硫酸工業迅速發展中，硫酸制備的裝置規模不斷增大，當今最大的單套規模達到700kt/a，裝置中設計的稀酸泵（10%H2SO4+固體顆粒,70oC）和高溫濃酸泵(98%H2SO4,110oC)的流量接近2500m3/h，費亞泰克公司在該項目中提供了全球最大的臥式塑料泵和立式硫酸泵。濃硫酸的泵材料選用1.4136S（在德國DIN 1.4136材料基礎上的變化材料），該材料在98%H2SO4輸送中，溫度高于110oC時才開始出現腐蝕，在120oC的腐蝕余量為0.02mm/a.
稀酸臥式泵為整體式的塑料泵殼，過流部件少，流道流暢高效，厚實的塑料經受長期的腐蝕、磨損要求。
在硫酸裝置規模不斷增大的同時，采用“低溫廢熱回收技術”回收吸收酸中的反應熱也引起了業界的高度重視， 在該應用中硫酸的酸溫高達220oC，其超強的腐蝕性、沖蝕性對泵材料提出了更苛刻的要求，德國費亞泰克公司開發了特殊高合金材料RHRS，該立式泵材料能耐溫到240oC。除硫酸的制取應用外，以硫酸為原料的應用中也存在大量的強腐蝕場合。
RNSi泵解決密封難題
在化工TDI、MDI、DNT、硝基氯苯、苯胺等裝置中，都存在高溫硫酸或混酸的臥式泵應用，有110oC(65%硫酸+5%硝酸)，有170-200oC(73%H2SO4,88%H2SO4)，有80oC（硫酸、硝酸、硝基氯苯、有機物等），有230oC（96%H2SO4）等等多種不同的介質。這些超強腐蝕性的物料不僅要考慮特殊的材料特性，還對密封提出了更為苛刻的要求。德國費亞泰克公司設計的RNSi泵，材料選用高硅鑄鐵Siguss，密封采用動力密封+填料密封（特殊場合可選PTFE密封脂系統），泵型結構采用三層結構,巧妙地解決了這一行業難題，保證了諸多國際化工公司持續、穩定、安全的生產要求。
Siguss高硅鑄鐵材料
費亞泰克公司憑借對材料百年的技術積累，研發出的Siguss高硅鑄鐵材料，把含量高達15-16%Si元素通過特殊的鑄造工藝均勻地加入到主體鑄鐵材料中，是當前耐硫酸腐蝕的最優異材料，能適合硫酸的全濃度范圍（從0%到99.9%），全溫度范圍（不同濃度下維持液態的溫度，高達300oC）。該siguss高硅鑄鐵在優異的耐硫酸腐蝕表現外，在耐磨損方面同樣非常出色。在硫酸法鈦白制備中的廢酸濃縮工藝，其典型介質特性為：H2SO4濃度從40%提升到70%左右，固體顆粒FeSO4/TiSO4濃度高達15-20%，溫度從20oC提高到120oC，當今最大裝置規模的流量高達2500m3/h。該應用中，硫酸物料腐蝕性強（濃度變化大、溫度范圍寬）、磨蝕性強（高含固量）、沖蝕性強（流速大，入口壓力大）。這一多項疊加的技術輸送難題在最初的工業階段制約著鈦白粉行業的長期穩定運行和發展。德國費亞泰克公司經過和該行業的工藝研發公司多年的聯合研究，開發了針對性軸流泵，泵型結構采用三層結構，過流部件材料選用高硅鑄鐵Siguss，密封采用動力密封+填料密封（波紋管密封），根據不同的入口壓力，動力密封可以選取2道或3道。通過累年的工程實踐，巧妙地解決了這一行業難題，為鈦白粉行業的企業巨頭們提供了穩定可靠的技術保障。
基于對各種材料的深刻研究，以及百年來的的工程經驗積累，德國費亞泰克公司成功地把ETFE塑料材料應用到諸如H2SO4濃度5-25%,溫度110°C范圍內的臥式塑料泵場合，以取代價格成本較高的金屬材料，為各行業用戶降低成本。
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