一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的系统及方法

摘要

本发明公开了涉及一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的系统及方法，由醋酸回流泵、高压泵、引流管道、闪蒸母液管道、醋酸甲酯管道、出口管道组成。所述醋酸回流泵与高压泵通过引流管道连接；所述闪蒸母液管道、醋酸甲酯管道为醋酸母液、醋酸甲酯与高速泵连接的管道；闪蒸母液管道向高速泵输入闪蒸母液；醋酸甲酯管道向高速泵输入醋酸甲酯；高速泵的出口与高压系统连接，所述出口管道为高速泵与高压系统的连接管道；通过该技术的实施，使该泵启动平稳，降低了维修费用，每年可节约维修费用50万元，消除了安全隐患，且成本非常低。

权利要求

1.一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的方法，其特征在于：

所述方法在一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的系统内进行，所述系统由醋酸回流泵、高速泵、引流管道、闪蒸母液管道、醋酸甲酯管道、出口管道组成；所述醋酸回流泵与高速泵通过引流管道连接；所述闪蒸母液管道、醋酸甲酯管道为醋酸母液、醋酸甲酯与高速泵连接的管道；闪蒸母液管道向高速泵输入闪蒸母液；醋酸甲酯管道向高速泵输入醋酸甲酯；高速泵的出口与高压系统连接，所述出口管道为高速泵与高压系统的连接管道；

所述引流管道的中间设置三通阀，三通阀设置另一醋酸管道将剩余醋酸通入醋酸槽；

所述闪蒸母液管道在高速泵的进口处前方设置母液旋塞阀；

所述引流管道与闪蒸母液管道连接，形成交叉连接处，交叉连接处位于母液旋塞阀与高速泵进口之间；

所述交叉连接处的前方的引流管道上设置引流旋塞阀；

所述醋酸甲酯管道与高速泵的连接口前方设置醋酸甲酯球阀；所述出口管道上设置出口旋塞阀；

高速泵在启动时保持母液旋塞阀和醋酸甲酯球阀关闭，仅打开引流旋塞阀和出口旋塞阀引入醋酸作为该泵的介质，待泵运行平稳后，打开并逐渐开大母液旋塞阀引入闪蒸母液，闪蒸母液内含有醋酸，此时进入的醋酸对醋酐反应没有影响，待高速泵出口流量增加至 

24-25m3/h，3.5-4.5分钟后逐渐关闭引流旋塞阀门；高速泵将混合液体通过出口管道输送到高压系统；醋酸回流泵通过醋酸管道将剩余醋酸输送到醋酸槽。

2.根据权利要求 1 所述的一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的方法，其特征在于：所述引流管道为 DN50 的管道；醋酸回流泵出口主管道管径为 DN100；高速泵母液进口为 DN150。

3.根据权利要求 1 所述的一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的方法，其特征在于：所述闪蒸母液温度为 143-147℃；引入的醋酸的温度为 48-52℃；所述引入的醋酸和闪蒸母液流量比为 1:2-3。

4.根据权利要求 1 所述的一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的方法，其特征在于：所述引入的醋酸的流量大于等于高速泵的最小流量。

5.根据权利要求 1 所述的一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的方法，其特征在于，所述引入的醋酸流量为 9-11 m3/h。

说明书

一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种羰基化合成醋酐的高速泵，具体涉及一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的方法。

背景技术

[0002] 鲁南化工醋酐车间现有一套年产10万吨醋酐装置，其核心系统为羰基合成反应釜与闪蒸器部分，羰基合成母液经闪蒸分离后，有效产品醋酐去往精制系统，而闪蒸出醋酐含大量催化剂的重相介质需经过催化剂闪蒸母液循环泵提压后返回反应釜重新利用，因此该催化剂闪蒸母液循环泵是羰基合成系统中连接反应釜与闪蒸器重要设备，是关系到醋酐生产能否持续进行的关键环节。

[0003] 催化剂闪蒸母液循环泵是一种哈氏合金材质的高速泵，其转速为8500r/min，入口温度为145℃的闪蒸母液，闪蒸母液主要成份：醋酸(沸点：117.9℃)、醋酐(沸点：139℃)、醋酸甲酯(沸点：57.8℃)、碘甲烷(沸点：42.5℃)，该泵在启动过程中因介质特性非常容易产生汽蚀，系统开车过程中，经常需启动5次以上，对系统安全稳定运行造成很大影响，并造成该泵诱导轮磨损，机封泄漏，甚至使变速箱齿轮发生断齿现象，增加大量维修费用。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的系统。本发明中采用常温醋酸作为该泵初始介质，弥补了目前闪蒸母液易发生汽蚀的缺点，在保证各项指标满足需求的同时，提高了设备的运行稳定性，降低了设备的维修成本。

[0005] 为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

[0006] 一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的系统，由醋酸回流泵、高速泵、引流管道、闪蒸母液管道、醋酸甲酯管道、出口管道组成。所述醋酸回流泵与高速泵通过引流管道连接；所述闪蒸母液管道、醋酸甲酯管道为醋酸母液、醋酸甲酯与高速泵连接的管道；闪蒸母液管道向高速泵输入闪蒸母液；醋酸甲酯管道向高速泵输入醋酸甲酯；高速泵的出口与高压系统连接，所述出口管道为高速泵与高压系统的连接管道；

[0007] 所述引流管道的中间设置三通阀，三通阀设置另一醋酸管道将剩余醋酸通入醋酸槽；

[0008] 所述引流管道为DN50的管道；醋酸回流泵出口主管道管径为DN100，高速泵母液进口为DN150。

[0009] 所述闪蒸母液管道在高速泵的进口处前方设置母液旋塞阀；

[0010] 所述引流管道与闪蒸母液管道连接，形成交叉连接处，交叉连接处位于母液旋塞阀与高速泵进口之间。

[0011] 所述交叉连接处的前方的引流管道上设置引流旋塞阀；

[0012] 所述醋酸甲酯管道与高速泵的连接口前方设置醋酸甲酯球阀；

[0013] 所述出口管道上设置出口旋塞阀；

[0014] 所述醋酸回流泵的进出液口设置球阀；

[0015] 所述醋酸槽的进口设置截止阀。

[0016] 所述高速泵的数量为3个；醋酸回流泵的数量为1个。

[0017] 所述高速泵属于离心泵的一种。高速泵的基本工作原理与普通离心泵类似，所不同的是利用增速箱(二级增速)的增速作用使工作叶轮获得数倍于普通离心泵叶轮的工作转速，它利用提高叶轮转速，加大叶轮外沿的流体线速度，达到高扬程的目的。振动是高速泵发生故障的主要原因，汽蚀则是发生振动的主要原因，该发明则是根据高速泵及介质的特性进行的一种发明，从而有效解决了该泵的汽蚀问题。

[0018] 所述高压系统为高速泵的输出系统，高速泵将混合液输出到高压系统进行后续的工序。后续工序为羰化反应釜，高速泵输出的母液返回反应釜循环使用，醋酸是介质之一。

[0019] 所述醋酸槽为醋酸的回收装置，所述醋酸回流泵将醋酐生产工序所产生的副产物输送至醋酸回流泵和高速泵；

[0020] 所述醋酸甲酯和闪蒸母液一起通入高速泵，然后输送至高压系统进行后续工序，醋酸甲酯作为密封液起到高速泵冷却、润滑机械密封作用的同时，作为母液介质之一和闪蒸母液一起进入后续工序。

[0021] 一种防止输送高温、低沸点介质的泵发生汽蚀的方法

[0022] 高速泵在启动时保持母液旋塞阀关闭。打开醋酸引流旋塞阀和出口旋塞阀引入醋酸作为该泵的介质，待泵运行平稳后，打开并逐渐开大母液旋塞阀引入闪蒸母液，闪蒸母液内含有醋酸，此时进入的醋酸对醋酐反应没有影响，待高速泵出口流量增加至24-25m3/h，3.5-4.5分钟后逐渐关闭引流旋塞阀。高速泵将混合液体通过出口管道输送到高压系统；醋酸回流泵通过醋酸管道将剩余醋酸输送到醋酸槽。醋酸甲酯阀必须在开泵前打开，防止机械密封损坏。

[0023] 醋酸甲酯的作用是作为高速泵的密封液，起到冲洗、冷却、润滑作用。醋酸甲酯是闪蒸母液组分之一，与CO反应生成醋酐。

[0024] 所述闪蒸母液温度为143-147℃；

[0025] 优选的，引入的醋酸的温度为48-52℃；

[0026] 优选的，引入的醋酸和闪蒸母液流量比为1:2-3；

[0027] 优选的，引入的醋酸流量为9-11m3/h；

[0028] 所述醋酸的流量需要大于等于高速泵的最小流量；

[0029] 原理：闪蒸母液温度为145℃，其中醋酸甲酯含25％(沸点：57.8℃)、碘甲烷5％(沸点：42.5℃)，非常容易汽化。叶轮入口管的压力等于或低于工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压时，液体就会汽化形成许多气泡，同时原来溶于液体中的气体也将逸出。这些气泡随即被液流带入叶轮内的高压区，在高压作用下，气泡被压缩重新凝结为液体。在凝结过程中，体积急剧缩小，好似形成一个空穴，这时周围的液体又以极高的速度冲向空穴，造成液体互相冲击，由于液体质点互相冲击，产生很高的瞬间局部冲击压力，连续打击在叶轮上，汽蚀现象发生。

[0030] 高速泵在入口处虽然增加了防止汽蚀的诱导轮，但在实际启动过程中发生汽蚀是非常严重的。为了解决这一问题，根据母液的成份，从醋酸回流泵引入温度为50℃的醋酸，防止气蚀。50℃的醋酸不仅可以降低醋酐母液的温度还可以降低醋酐母液和醋酸甲酯的沸点，从而防止汽蚀的发生。

[0031] 本发明所述的有益效果是：

[0032] 通过该技术的实施，使该泵启动平稳，降低了维修费用，同时避免摩擦生热，造成火灾爆炸，保证醋酐生产装置的安全长周期运行，实现高产低耗。每年可节约维修费用50万元，消除了安全隐患，且成本非常低，投入约1万元。

附图说明

[0033] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

[0034] 图1为本发明管线示意图；

[0035] 图2为本发明的高速泵整体结构示意图；

[0036] 1、醋酸回流泵；2、醋酸回流泵高速泵；3、闪蒸母液管道；4、引流管道；5、醋酸甲酯管道；6、出口管道；7、醋酸管道；8、母液旋塞阀；9、引流旋塞阀；10、醋酸甲酯球阀；11、出口旋塞阀；12、醋酸槽；13、高压系统；14、增速箱；15、泵盖；16、机械密封；17、叶轮；18、诱导轮；19、高速泵入口；20、高速泵出口。

具体实施方式

[0037] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

[0038] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0039] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

[0040] 如图1所示，一种防止输送高温、低沸点介质的系统包括醋酸回流泵1、高速泵2、闪蒸母液管道3、引流管道4、醋酸甲酯管道5、出口管道6、醋酸管道7、母液旋塞阀8、引流旋塞阀9、醋酸甲酯球阀10、出口旋塞阀11、醋酸槽12、高压系统13。

[0041] 高速泵2在启动时保持母液旋塞阀8和醋酸甲酯球阀10关闭，打开醋酸回流泵1，打开醋酸引流旋塞阀9和出口旋塞阀11通过引流管道4引入50℃的醋酸作为该泵的介质，待高速泵2运行平稳后，打开并逐渐开大母液旋塞阀8通过闪蒸母液管道3引入闪蒸母液，闪蒸母液内含有醋酸，此时进入的醋酸对醋酐反应没有影响，待高速泵出口20流量增加至25m3/h，4分钟后逐渐关闭引流旋塞阀9，高速泵2将混合液体通过出口管道6输送到高压系统13；醋酸回流泵1通过醋酸管道7将剩余醋酸输送到醋酸槽12。

[0042] 如图2所示，一种防止输送高温、低沸点介质的泵，包括增速箱14、泵盖15、机械密封16、叶轮17、诱导轮18等，其中，过流部件为哈氏合金材质。

[0043] 高速泵2的增速箱14位于高速泵体2的上部，使叶轮17获得数倍于普通离心泵的转速，叶轮17位于高速泵的底部，作用为介质提高静压能，诱导轮18位于高速泵2的入口，作用为增加高速泵入口19吸入能力，防止产生汽蚀。泵盖15是高速泵2的组成部分，位于泵体的上部，机械密封16位于高速泵2泵盖的密封腔内，作用为防止泵体内的介质发生泄漏。发生汽蚀的部位主要是泵壳和叶轮。

[0044] 高速泵2在入口处虽然增加了防止汽蚀的诱导轮17，叶轮16入口管的压力等于或低于工作温度下被输送液体的饱和蒸汽压时，液体就会汽化形成许多气泡，同时原来溶于液体中的气体也将逸出。这些气泡随即被液流带入叶轮内的高压区，在高压作用下，气泡被压缩重新凝结为液体。在凝结过程中，体积急剧缩小，好似形成一个空穴，这时周围的液体又以极高的速度冲向空穴，造成液体互相冲击，由于液体质点互相冲击，产生很高的瞬间局部冲击压力，连续打击在叶轮16上，汽蚀现象发生。

[0045] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。