烷基化反应釜机封系统改造说明
王建军
摘 要：本文根据烷基化反应釜现有机封技术改造项目的实施，着重介绍了现有机封失败
的主要原因、新机封主要设计依据及其改造方案
关键字：机封构架 油系统 节流套
1概述
烷基化装置是兰州石化公司炼油厂的瓦斯平衡装置，依据整个炼油厂的实际生产情况，该装置进行瓦斯调剂，其运行特点时开时停，因此，它的设备性能要求较高。
整个烷基化装置现有设备约50余台，其中反应釜为该装置的核心设备，它主要为工艺介质及其氧化物、催化剂提供混合反应动力。由于该设备为国外报废设备，原密封系统已损坏丢失，在1997年设备投用时，兰炼设备维修公司重新设计制造了现有密封系统。但设计密封系统时，未能充分考虑到设备的实际情况，致使密封系统的密封效果并不理想。 2设备简介
反映釜为卧式设备，采用电机直联，但其转子分为长轴与短轴两部分。长轴为转子，一端装有螺旋型桨叶；短轴为传动轴，与电机通过联轴器直接相连。长短轴则是由半圆联轴器外包连接，具体见图1、图2。
反映釜 电机 图1 反映釜外观示意简图
长轴 半圆联轴器 短轴 图2 转子示意简图
反应釜参数
产地：美国
型号：MUE63—13000—8500 转速：570r/m 压力：0.42~0.5MPa 温度：<12℃ 冲洗液压力：0.5MPa
工艺介质：98%硫酸、C4（介质不纯，含有固体小颗粒）
3设备运行现状
烷基化反应釜投用时间为1997年，在投用前我们对该设备机封系统进行了重新设计及改造，依据设备实际结构，我们采用了减压套+机封构架。改造后，设备试运转，效果并不理想，反应釜连续运转时间最长为58天，平均运转时间为35天，机封系统即失效。对整个机封系统拆检后发现，机封动环产生偏磨痕迹；至2001年，因工艺系统调整，反应釜机封泄漏故障频繁发生，反应釜通常运转时间仅有14天左右，最短时竟只有3天。设备每次泄漏，均需解体检修，
因设备体积庞大，检修的劳动强度极大。同时，机封价格很高，维修车间成本费用也长期居高不下。此外，因设备故障频发，致使装置无法长周期运行，多次造成炼油厂部分工艺瘫痪。 4机封系统
现有机封系统为减压套+机封构架，具体结构见图3
减压套
机封 图3 反应釜现有机封系统构架
5现有机封系统故障分析
现机封系统由兰炼维修公司自行设计制造，因未能考虑到设备的实际情况，设计出的机封系统运行效果并不理想。到了2001年，因生产工艺调整，机封系统故障频发，导致生产无法正常运行。为此，公司专门组织技术人员对该机封进行故障分析。 5.1机封系统故障
（1）2001年前机封系统故障
1) 减压套磨损，间隙变大，间隙达1.5mm。 2) 机封动环偏磨，机封静环有拉伤划痕。 （1）2001年后机封系统故障
1) 机封动环偏磨、碎裂；密封面有结焦物。
2) 机封静环密封面损伤，有划伤坑槽及结焦物。 3) 弹簧碎裂。
4) 减压套磨损，间隙变大，间隙达2.2～2.5mm。
说明：结焦物为硬质颗粒，不溶于水、乙醇、汽油、四氯化碳等溶剂。 5.2机封故障分析
现有机封系统为减压套＋机封构架，减压套为自冲洗节流套，起到对冲洗液节流作用，并作为搅拌轴的限位轴承，但由于减压套长度较短，且转子分为两段，转子因而形成类单点支承结构，故此转子长轴在设备运转时有摆动现象。另因减压套为自冲洗润滑形式，冲洗液为工作介质，工作介质中混有部分反应沉积颗粒，加之因减压套材料及制造方面的原因，强度不够，造成减压套磨损量巨大，很快减压套与转子间隙增大，致使转子摆动加大，从而造成机封补偿系统失效，动静环相互脱离。此时因减压套间隙变大，工作介质大量涌入机封，从动静环脱离点漏出，随即会在机封内部长时间贮存，加速对弹簧腐蚀或结焦堵塞弹簧，同时机封系统各部位均产生结焦物，很快机封系统彻底遭到破坏，造成设备大量泄漏，无法继续运转。 6机封系统改造 6.1现有机封系统缺陷
1) 减压套强度较低，耐磨性较差。 2) 机封系统弹性补偿部件裸露无防护。 3) 减压套支承点稳定性能差，限位性能差。 4) 机封动静环材质强度低。 6.2新制机封系统设计 （1）新制机封系统构架
新机封系统由兰炼与成都一通科技有限公司双方人员共同研究，针对现有机封系统的缺点，决定将现有的机封系统改为双机封系统，为了解决转子摆动幅度大的问题，将长轴部分的支承部件改为滚动轴承，形成机封＋轴承＋机封构架，具体见图4
图4 新制机封结构示意图
（2）设计说明
1) 新制机封系统是集成系统，并保留原自冲洗结构，在一级机封与釜内之
间设置节流套，以外部洁净反应产物为冲洗液，压力0.5Mpa。使密封腔可保持一相对清洁的运转环境。同时，节流套可作为安装时搅拌轴的定位轴承。（一级机封弹簧置于内部，不与介质直接接触）
2) 在第一、二级机封之间设置限位轴承，以减小整个搅拌轴的摆动，使机
封运转较稳定。（该轴承润滑油采用32＃汽轮机油，为强制润滑方式） 3) 二级机封密封液采用32#汽轮机油，压力高于介质压力0.1~0.2Mpa，如
此可以阻止反应釜内腐蚀性介质向外泄漏。同时，弹簧置于密封腔内，可避免颗粒介质的堵塞导致丧失弹力，失去补偿作用。
4) 为避免出现颗粒介质进入密封腔对摩擦副造成损坏的情况，机封动、静