关于化工的知识

一直以来，腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一， 稍有不慎，轻则损坏设备，重则造成事故甚至引发灾难。 据有关统计，化工设备的破坏约有 60%是由于腐蚀引起的， 因此在化工泵选型时首先要注意选材的科学性。通常有一 种误区，认为不锈钢是“万能材料” ，不论什么介质和环境 条件都捧出不锈钢，这是很危险的。下面针对一些常用化 工介质谈谈选材的要点： 1.硫酸 作为强腐蚀介质之一，硫酸是用途非常广泛 的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差 别较大，对于浓度在 80%以上、温度小于 80的浓硫酸， 碳钢和铸铁有较好的耐蚀性，但它不适合高速流动的硫酸， 不适用作泵阀的材料;普通不锈钢如 304(0Cr18Ni9)、 316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质也用途有限。因此输送硫 酸的泵阀通常采用高硅铸铁(铸造及加工难度大)、高合金 不锈钢(20 号合金)制造。氟塑料具有较好的耐硫酸性能， 采用衬氟泵(F46)是一种更为经济的选择。公司适用产品有： IHF 衬氟泵、PF(FS)强耐腐蚀离心泵、CQB-F 氟塑料磁力泵 等。 2.盐酸 决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀(包括各种 不锈钢材料)，含钼高硅铁也仅可用于 50、30%以下盐酸。 和金属材料相反，绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的 耐腐蚀性，所以内衬橡胶泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是 输送盐酸的最好选择。公司适用产品有：IHF 衬氟泵、 PF(FS)强耐腐蚀离心泵、CQ 聚丙烯磁力泵(或氟塑料磁力泵)等。 3.硝酸 一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏，不 锈钢是应用最广的耐硝酸材料，对常温下一切浓度的硝酸 都有良好的耐蚀性，值得一提的是含钼的不锈钢(如 316、316L)对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢(如 304、321)，有时甚至不如。而对于高温硝酸，通常采用钛 及钛合金材料。公司适用产品有：DFL(W)H 化工泵、DFL(W) PH 屏蔽化工泵、DFCZ 流程泵、DFLZP 自吸化工泵、IH 化工 泵、CQB 磁力泵等，材料为 304。 4.醋酸 它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一，普通 钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀，不锈钢是 优良的耐醋酸材料，含钼的 316 不锈钢还能适用于高温和 稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛 刻要求时，可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。 5.碱(氢氧化钠) 钢铁广泛应用于 80以下、30%浓度 内的氢氧化钠溶液，也有许多工厂在 100、75%以下时仍 采用普通钢铁，虽然腐蚀增加，但经济性好。普通不锈钢 对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点，只要介质中容 许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用 钛及钛合金或者高合金不锈钢。公司一般铸铁泵均可用于 常温低浓度碱液，特殊要求时可采用各类不锈钢泵或氟塑 料泵。 6.氨(氢氧化氨) 大多数金属和非金属在液氨及氨水 (氢氧化氨)中的腐蚀都很轻微，只有铜和铜合金不宜使用。 公司产品大多适用于氨及氨水的输送。 7.盐水(海水) 普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中 腐蚀率不太高，一般须采用涂料保护;各类不锈钢也有很低 的均匀腐蚀率，但可能因氯离子而引起局部性腐蚀，通常 采用 316 不锈钢较好。公司各类化工泵都有 316 材料配置。 8.醇类、酮类、酯类、醚类 常见的醇类介质有甲醇、 乙醇、乙二醇、丙醇等，酮类介质有丙酮、丁酮等，酯类 介质有各种甲酯、乙酯等，醚类介质有甲醚、乙醚、丁醚 等，它们基本没有腐蚀性，常用材料均可适用，具体选用 时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值 得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性，在选择密封 材料时避免出错。 1 )裂化反应。裂化反应是 C-C 键断裂反应，反应速度 较快。 2 )异构化反应。它是在分子量大小不变的情况下，烃 类分子发生结构和空间位置的变化。 3 )氢转移反应。即某一烃分子上的氢脱下来，立即加 到另一烯烃分子上，使这一烯烃得到饱和的反应。 4 )芳构化反应。芳构化反应是烷烃、烯烃环化后进一 步氢转移反应，反应过程不断放出氢原子，最后生成芳烃。 焦化及其产品 焦化是使重质油品加热裂解聚合变成轻质油、中间馏 分油和焦炭的加工过程。产品有： 1 )气体; 2 )汽油; 3 )柴 油; 4 )蜡油; 5 )石油焦。 加氢裂化的主要原料及产品 加氢裂化的主要原料是重质馏分油，包括催化裂化循 环油和焦化馏出油等。它的产品主要是优质轻质油品，特 别是生产优质航空煤油和低凝点柴油。 催化重整工艺在炼油工业中的重要地位 这是因为它有三方面的功能：一是能把辛烷值很低的 直馏汽油变成 80 至 90 号的高辛烷值汽油。二是能生产 大量苯、甲苯和二甲苯，这些都是生产合成塑料、合成纤 维和合成橡胶的基本原料。三是可副产大量廉价氢气。 溶剂脱沥青在炼厂中的地位 溶剂脱沥青装置既是生产重质润滑油的 龙头 装置， 又是一个重油加工装置，它在炼厂中占有很重要的地位。 减压渣油经溶剂脱沥青装置后，脱除沥青质、胶质和含金 属的非烃化合物。脱沥青油既可做重质润滑油原料，又可 做催化裂化原料;脱油沥青直接调合成道路沥青或氧化成建 筑沥青，重质润滑油料在脱蜡后还可生产地蜡。 国内外脱蜡工艺方法 冷榨脱蜡、混合溶剂脱蜡、分子筛脱蜡、尿素脱蜡、 细菌脱蜡、催化临氢降凝及喷雾脱蜡等方法。 1.介质的特性：介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性 等。 2.介质中所含固体的颗粒直径、含量多少。 3.介质温度：() 4.所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄 漏量，但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如 果是采用明渠输水，还必须考虑渗漏及蒸发量。 5.压力：吸水池压力，排水池压力，管道系统中的压 力差(扬程损失)。 6.管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目， 吸水池至压水池的几何标高等)。 如果需要的话还应作出装置特性曲线。 在设计布置管道时，应注意如下事项： A.合理选择管道直径，管道直径大，在相同流量下、 液流速度小，阻力损失小，但价格高，管道直径小，会导 致阻力损失急剧增大，使所选泵的扬程增加，配带功率增 加，成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度 综合考虑。 B.排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。 C.管道布置应尽可能布置成直管，尽量减小管道中的 附件和尽量缩小管道长度，必须转弯的时候，弯头的弯曲 半径应该是管道直径的 35 倍，角度尽可能大于 90。 D.泵的排出侧必须装设阀门(球阀或截止阀等)和逆止 阀。阀门用来调节泵的工况点，逆止阀在液体倒流时可防 止泵反转，并使泵避免水锤的打击。(当液体倒流时，会产 生巨大的反向压力，使泵损坏) 二、确定流量扬程 流量的确定 A.如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量，应 按最大流量考虑。 B.如果生产工艺中只给出正常流量，应考虑留有一定 的余量。 对于 ns100 的大流量低扬程泵，流量余量取 5%，对 ns50 的小流量高扬程泵，流量余量取 10%，50ns100 的 泵，流量余量也取 5%，对质量低劣和运行条件恶劣的泵， 流量余量应取 10%。 C.如果基本数据只给重量流量，应换算成体积流量。 高温介质的输送对泵的结构、材料以及辅助系统提出了 更高要求，下面谈一谈不同的温度变化对冷却的要求以及 公司适用泵型： 1.对于温度低于 120的介质，通常不设置专门的冷却 系统，多采用本身介质来润滑和冷却。像 DFL(W)H 化工泵、 DFL(W)PH 屏蔽化工泵(超过 90时屏蔽电机的防护等级应 采用 H 级);而 DFCZ 普通型和 IH 化工泵由于采用了悬架结 构可使温度上限达到 140160;IHF 衬氟泵最高使用温 度可达 200;只有 CQB 普通磁力泵使用温度不超过 100。 值得一提是对于易结晶或含有颗粒的介质应配有密封面冲 洗管路(设计时均留有接口)。 2.对于 120以上、300以内的介质，一般在泵盖上 须设有冷却腔，密封室也应接通冷却液(须配双端面机械密 封)，当不允许冷却液渗入介质中时，应采取将本身介质冷 却后接入(可通过简易热交换器实现)。目前公司有 DFCZ 型 化工流程泵、GRG 高温管道泵以及 HPK 热水循环泵(正在开 发)可供选用，另外 CQB-G 高温型磁力泵可用于 280以内 的高温介质。 3.对于 300以上的高温介质，不仅泵头部分需要冷却， 悬架轴承室也应设有冷却系统，泵结构一般为中心支承形 式，机械密封最好采用金属波纹管型，但价格高(价格是普 通机封的 10 多倍)。目前公司只有 DFAY 离心油泵使用温度 能够达到 420(正在开发)。 密封问题 无泄漏是化工设备的永远追求，正是这种要求促成了 磁力泵和屏蔽泵的应用日益扩展。然而真正做到无泄漏还 有很长的路要走，比如磁力泵隔离套和屏蔽泵屏蔽套的寿 命问题、材料的孔蚀问题、静密封的可靠性问题等等。现 就密封方面的一些基本情况简单介绍 1.密封形式 对于静密封来说，通常只有密封垫和密封 圈两种形式，而密封圈又以 O 型圈应用最广;对于动密封， 化工泵很少采用填料密封，以机械密封为主，机械密封又 有单端面和双端面、平衡型和非平衡型之分，平衡型适用 于高压介质的密封(通常指压力大于 1.0MPa)，双端面机封 主要用于高温、易结晶、有粘度、含颗粒以及有毒挥发的 介质，双端面机封应向密封腔中注入隔离液，其压力一般 高于介质压力 0.070.1MPa。 2.密封材料 化工泵静密封的材料一般采用氟橡胶，特 殊情况才采用聚四氟材料;机械密封动静环的材料配置较为 关键，并不是硬质合金对硬质合金就最好，价格高是一方 面，两者没有硬度差也并不合理，所以最好根据介质特点 区别对待。 (注：美国石油学会 API 610 第八版对机械密封和管路 系统的典型配置在附录 D 中有比较详尽的规定) 粘度问题 介质的粘度对泵的性能影响是很大的，当粘度增加时， 泵的扬程曲线下降，最佳工况的扬程和流量均随之下降， 而功率则随之上升，因而效率降低。一般样本上的参数均 为输送清水时的性能，当输送粘性介质时应进行换算(不同 粘度的修正系数可查阅相关换算图表)。对于粘度较高的浆 类、膏类及粘稠液的输送，建议选用螺杆泵，公司 DFGG 单 螺杆泵适用介质粘度可达 1000000cst。 1 磁力泵的优缺点及操作要求(化工机械与设备) 一、磁力泵的优点 1.由于传动轴不需穿入泵壳，而是利用磁场透过空气 隙和隔离套薄壁传动扭矩，带动内转子，因此从根本上消 除了轴封的泄漏通道，实现了完全密封。 2.传递动力时有过载保护作用。 3.除磁性材料与磁路设计有较高要求外，其余部分部 分技术要求不高。 4.磁力泵的维护和检修工作量小。 二、磁力泵的缺点 1.磁力泵的效率比普通离心泵低。 2.对防单面泄漏的隔离套的材料及制造要求较高。如 材料选择不当或制造质量差时，隔离套经不起内外磁钢的 摩擦很容易磨损，而一旦破裂，输送的介质就会外溢。 3.磁力泵由于受到材料及磁性传动的限制，因此国内 一般只用于输送 100以下，1.6Mpa 以下的介质。 4.由于隔离套材料的耐磨性一般较差，因此磁力泵一 般用于输送不含固体颗粒的介质。 5.联轴器对中要求高，对中不当时，会导致进口处轴 承的损坏和防单面泄漏隔离套的磨损。 三、磁力泵的操作要求 1.磁力泵在正常操作条件下，不存在随时间推移而老 化退磁的现象。但当泵过载、堵转或操作温度高于磁钢许 用温度时就会发生退磁。因此磁力泵必须在正常操作条件 下运行。 2.磁力泵禁忌空运转，以避免滑动轴承和隔离套烧坏。 磁力泵输送的介质中不允许含有铁磁性杂质与硬质杂质。 磁力泵不允许在小于 30%的额定流量下工作。 3.磁力泵不需要任何方法保养，但应经常检查电流、 温升和出口压力是否正常，是否渗漏运行，是否平稳，振 动和噪声是否正常。一般情况下建议 23 个月检查一次。 必要时应随时检查，发现异常情况及时处理。但是价格较 高，修理成本高! 磁力泵的优缺点及操作要求(化工机械与设备) 一、磁力泵的优点 1.由于传动轴不需穿入泵壳，而是利用磁场透过空气 隙和隔离套薄壁传动扭矩，带动内转子，因此从根本上消 除了轴封的泄漏通道，实现了完全密封。 2.传递动力时有过载保护作用。 3.除磁性材料与磁路设计有较高要求外，其余部分部 分技术要求不高。 4.磁力泵的维护和检修工作量小。 二、磁力泵的缺点 1.磁力泵的效率比普通离心泵低。 2.对防单面泄漏的隔离套的材料及制造要求较高。如 材料选择不当或制造质量差时，隔离套经不起内外磁钢的 摩擦很容易磨损，而一旦破裂，输送的介质就会外溢。 3.磁力泵由于受到材料及磁性传动的限制，因此国内 一般只用于输送 100以下，1.6Mpa 以下的介质。 4.由于隔离套材料的耐磨性一般较差，因此磁力泵一 般用于输送不含固体颗粒的介质。 5.联轴器对中要求高，对中不当时，会导致进口处轴 承的损坏和防单面泄漏隔离套的磨损。