液環(huán)泵機(jī)組在石化蒸餾過程中主要作為真空蒸餾的真空獲得設(shè)備。具有熱敏性介質(zhì)的各蒸餾塔必須采用低壓、常壓及真空蒸餾，常壓及真空蒸餾產(chǎn)生的排放氣，采用吸收—液環(huán)泵增壓—火炬燃燒，不但可以滿足國家及行業(yè)的安全、環(huán)保、職業(yè)衛(wèi)生的規(guī)定，而且吸收塔、液環(huán)泵可以就近布置在裝置內(nèi)，又具有設(shè)備投資省、管理費(fèi)用小、不增加定員的特點(diǎn)。幾個月的運(yùn)行結(jié)果表明吸收—液環(huán)泵增壓—火炬燃燒技術(shù)解決了熱敏物料分離上存在的排放氣難以處理的問題，值得在類似裝置上推廣應(yīng)用。

　　液環(huán)泵機(jī)組是一種用于制造真空狀態(tài)的專用設(shè)備，在石油、化工、機(jī)械、礦山、輕工、造紙、動力、冶金、醫(yī)藥和食品等工業(yè)及市政與農(nóng)業(yè)等部門的許多工藝過程中(如真空過濾、真空進(jìn)料、真空脫氣、真空蒸發(fā)、真空濃縮和真空回潮等)得到了廣泛的應(yīng)用。由于液環(huán)泵壓縮氣體的過程是等溫的，故可抽除易燃易爆的氣體，還可抽除含塵含水的氣體，液環(huán)泵的應(yīng)用日益增多。

1、液環(huán)泵工作原理

　　液環(huán)泵外殼呈橢圓形，其中裝有葉輪，葉輪帶有很多爪形葉片。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時，液體在離心力作用下，被甩向四周，沿壁成一橢圓形液環(huán)。殼內(nèi)充液量應(yīng)使液環(huán)在橢圓短軸處充滿泵殼與葉輪的間隙，而在長軸方向上形成2個月牙形的工作腔。和水環(huán)泵一樣，工作腔也是由一些大小不等的密封室組成的。但是，水環(huán)泵的工作腔只有1個，系由于葉輪的偏心所造成，而液環(huán)泵的工作腔有2個，是由于泵殼的橢圓形狀形成。由于葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，每個工作腔內(nèi)的密封室逐漸由小變大，從吸入口吸進(jìn)氣體。然后由大變小，將氣體強(qiáng)行排出。

　　液環(huán)泵除用作真空泵外，也可用作壓縮機(jī)，產(chǎn)生的壓強(qiáng)可高達(dá)500～588kPa(表壓)。液環(huán)泵在工作時，所輸送的氣體不與泵殼直接接觸。因此，只要葉輪采用耐腐蝕材料制造，液環(huán)泵便可輸送腐蝕性氣體。

2、液環(huán)泵機(jī)組在石化蒸餾中的常規(guī)應(yīng)用模式

　　液環(huán)泵機(jī)組在石化蒸餾過程中主要作為真空蒸餾的真空獲得設(shè)備，液環(huán)機(jī)組設(shè)備由液環(huán)泵、氣液分離器、熱交換器構(gòu)成。整套機(jī)組由供貨方模塊化安裝在1個設(shè)備底盤上。液環(huán)泵機(jī)組安裝在真空蒸餾塔塔頂冷凝器附近，抽取冷卻器不凝氣體，氣體經(jīng)氣液分離罐進(jìn)入液環(huán)真空機(jī)組，氣體經(jīng)壓縮進(jìn)入氣液分離器，分液后，常溫常壓不凝氣體進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)。通常單獨(dú)液環(huán)機(jī)組可產(chǎn)生-0.092～0MPa的真空。液環(huán)泵還可作為羅茨真空泵、旋片泵、水噴射泵等的前級泵，可形成更大的真空度。

3、液環(huán)泵機(jī)組在石化蒸餾過程中的特殊應(yīng)用模式

　　石化蒸餾過程一般處理易燃易爆、有毒有害介質(zhì)，近幾年，國家加大了對石化裝置環(huán)境保護(hù)、職業(yè)衛(wèi)生管理力度，要求石化裝置盡可能做到零泄漏，裝置內(nèi)正常生產(chǎn)時，不得在裝置內(nèi)向大氣排放易燃易爆、有毒有害介質(zhì)，液體必須回收或經(jīng)化學(xué)或生化處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，才允許排放；氣體必須經(jīng)吸收或燃燒后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)方可排放。石化行業(yè)中，各種化學(xué)介質(zhì)有成千上萬種，在采用蒸餾手段分離這些化學(xué)介質(zhì)時，操作條件也各不相同，按操作壓力可分為加壓[>0.1MPa(G)]蒸餾、常壓蒸餾[0～0.1MPa(G)]、減壓(負(fù)壓或真空)蒸餾[-0.1～0MPa(G)]。石化蒸餾過程中，取熱介質(zhì)一般采用循環(huán)水冷卻，循環(huán)水溫度大多為20～40℃。石化原料中有些較輕的熱敏物料被分離時，常常采用常壓蒸餾或減壓蒸餾，產(chǎn)品冷卻后溫度為40℃以下。而常壓蒸餾塔回流罐氮封裝置及減壓蒸餾中真空泵產(chǎn)生的不凝氣，

　　常規(guī)處理模式上大多采取用吸收塔吸收排放氣體中部分組分，含少量有機(jī)組分的氣體進(jìn)入焚燒爐燃燒，達(dá)到排放要求后，向大氣排放。焚燒爐是明火設(shè)備，需單獨(dú)成區(qū)布置，且需向焚燒爐補(bǔ)充燃料氣，焚燒爐內(nèi)設(shè)置取熱設(shè)施，固定資產(chǎn)投資大，占地大。

　　采用液環(huán)機(jī)組可將經(jīng)過吸收后的不凝氣增壓后送至火炬系統(tǒng)進(jìn)行燃燒處理，也可達(dá)到環(huán)保要求。以下以某裂解C5分離裝置為例，介紹液環(huán)泵機(jī)組的這種特殊應(yīng)用模式。

　　(1)某10萬t/a裂解C5分離裝置以乙烯裂解裝置副產(chǎn)品混合C5為原料，原料中以各種不飽和C5組分為主，同時含有約3%C4、5%C6、3%C10、0.8%C11、其中C4中含有1，3-丁二烯易聚合組分，C5中含有異戊二烯、間戊二烯、環(huán)戊二烯易聚合組分，C10中含有異戊二烯與間戊二烯的共聚體、異戊二烯與環(huán)戊二烯共聚體、異戊二烯二聚體、環(huán)戊二烯二聚體。

　　(2)C5原料分離順序設(shè)置為：C4、C5初分塔、第1段二聚反應(yīng)器、第1脫重塔、異戊二烯塔、第2段二聚反應(yīng)器、第2脫重塔、間戊二烯塔、脫雙環(huán)戊二烯塔、雙環(huán)戊二烯脫重塔。C4、C5初分塔操作壓力0.1～0.2MPa(G)，第1脫重塔、異戊二烯塔、第2脫重塔、間戊二烯塔，常壓操作，脫雙環(huán)戊二烯塔操作壓力-0.6～-0.7MPa(G)，雙環(huán)戊二烯脫重塔操作壓力-0.95～-0.9MPa(G)。C4、C5塔頂回流罐不凝氣可直排火炬，而4個常壓塔則需要氮封定壓，氮封后的排放氣需后處理，2個負(fù)壓塔真空機(jī)組排放氣也需后處理。

　　在這套裂解C5分離裝置中采用液環(huán)泵機(jī)組將吸收后的排放氣增壓后，經(jīng)過除水除油輸送至火炬系統(tǒng)燃燒處理，來代替焚燒爐，較好地解決了低壓排放氣的處理問題。

　　(3)工藝流程如圖1所示。

圖1 排放氣處理工藝流程

　　各常壓塔回流罐及真空蒸餾塔真空機(jī)組排放氣經(jīng)低壓罐集中分離出攜帶液體后，經(jīng)管線去吸收塔吸收排放氣中有機(jī)組分，吸收塔的吸收劑來自雙環(huán)戊二烯脫重塔塔底重組分，富吸收液部分摻入原料中。含少量有機(jī)組分的排放氣進(jìn)入液環(huán)機(jī)組，增壓后經(jīng)氣液分離罐(具有聚結(jié)功能)，氣體經(jīng)火炬管線進(jìn)入火炬燃燒后排放。

　　設(shè)備配置：低壓罐[ф800×1600操作溫度<40℃，操作壓力為1～5kPa(G)]；吸收塔Φ1000×2000，操作溫度<40℃，操作壓力為1～5kPa(G)；真空機(jī)組[流量為1.0～2.0Nm3/min，吸入壓力為1～5kPa(G)，出口壓力為150kPa(G)，補(bǔ)水量為1.0～2.0m3/h]；液環(huán)泵(CBA2101-2BD2)；電機(jī)(YB160M-4-44kW-dⅡBT4-IP54)；換熱器(BCY-526，換熱面積為5.2m2)；臥式氣液分離器ф400×1000出口聚結(jié)分離罐[ф800×1600，操作溫度<40℃，操作壓力為150kPa(G)]。

　　(4)液環(huán)泵性能曲線如圖2所示。

圖2 液環(huán)泵性能曲線

　　由圖2可看出，該泵可確保排放氣體輸送至火炬系統(tǒng)[火炬系統(tǒng)水封罐水封高度為2m，即火炬系統(tǒng)操作壓力為0.03～0.05MPa(G)]。由于液環(huán)機(jī)泵有液體參與循環(huán)及液體的冷卻，使被壓縮介質(zhì)接近于等溫壓縮，使含有熱敏介質(zhì)的排放氣在不發(fā)生聚合反應(yīng)條件下被增壓。從近5個月裂解C5分離裝置的運(yùn)行情況來看，該液環(huán)泵機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，各塔壓力波動小，冷卻水消耗小，排放氣經(jīng)過氣液分離后能夠順利入火炬系統(tǒng)。

　　具有熱敏性介質(zhì)的各蒸餾塔必須采用低壓、常壓及真空蒸餾，常壓及真空蒸餾產(chǎn)生的排放氣，采用吸收—液環(huán)泵增壓—火炬燃燒不但可以滿足國家及行業(yè)的安全、環(huán)保、職業(yè)衛(wèi)生的規(guī)定，而且吸收塔、液環(huán)泵可以就近布置在裝置內(nèi)，具有設(shè)備投資省、管理費(fèi)用小、不增加定員的特點(diǎn)，較好解決了熱敏物料加工存在的排放氣處理問題。

4、結(jié)語

　　液環(huán)泵機(jī)組在裂解C5分離裝置上作為各塔穩(wěn)定壓力的措施理論上可行，幾個月的運(yùn)行情況也可說明吸收—液環(huán)泵增壓—火炬燃燒技術(shù)解決了熱敏物料分離上存在的排放氣難以處理的問題。因此，該技術(shù)值得在類似裝置上推廣應(yīng)用。