Erforschung der Kernpumpentechnologie im Projekt zur Verbesserung der LPG-Sicherheit (Maleinsäureanhydrid)

Sinopec Qingdao Refining and Chemical Co., Ltd. (QRC) hat das Projekt „LPG-Sicherheitsverbesserung (Maleinsäureanhydrid)“ gestartet – eine wichtige Initiative von Sinopec zur technologischen Modernisierung und Kapazitätserweiterung. Durch die Optimierung der LPG-Verarbeitung und der Maleinsäureanhydrid-Produktionsanlagen wurden Sicherheit, Effizienz und Umweltverträglichkeit der Anlagen deutlich verbessert. Die Auswahl und der Einsatz von Kernpumpen und Dichtungstechnologien in diesem komplexen System demonstrieren den aktuellen technischen Standard für hochwertige Lösungen im Bereich des Flüssigkeitstransports in der Prozessindustrie.

Sinopec Shanghai Engineering Co., Ltd. hat das Projekt konzipiert, das alle wichtigen Schritte von der Rohstoffverarbeitung bis zur Produktherstellung umfasst. Zu den transportierten Medien gehören Hochtemperatur-Thermoöl, brennbares Flüssiggas, korrosive Chemikalien und Brauchwasser – allesamt Anforderungen, die sehr hohe Werte an die Pumpenausrüstung hinsichtlich Dichtungssicherheit, Materialverträglichkeit und langfristiger Betriebsstabilität stellen. Die Wahl des richtigen Pumpendichtungssystems ist entscheidend für die Vermeidung von Medienleckagen und hat daher direkten Einfluss auf den sicheren und stabilen Betrieb des gesamten Projekts.

Nachfolgend werden die Dichtungslösungen für typische Pumpentypen im Projekt analysiert und die technischen Lösungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen aufgezeigt.

Absorber-Bodenumwälzpumpe: Eine robuste Wahl für Korrosionsbeständigkeit

• Betriebsbedingungen: Zirkuliert mageres Lösungsmittel (spezifisches Gewicht 1,025) bei 85℃.
• Material des Pumpenkörpers/der medienberührten Teile: A-8 (Edelstahl 316L)
• DichtungslösungPLAN 11 + 62
• Lösungsanalyse:
  • PLAN 11 (Selbstspülend): Zieht saubere Flüssigkeit vom Pumpenauslass an, um die Dichtfläche direkt zu „besprühen“, und spielt dabei eine zentrale Rolle bei der „Kühlung und Schmierung“ – eine klassische und zuverlässige Lösung.
  • 62 (Abschrecken): Es wird Stickstoff außerhalb der Dichtung eingespritzt, um eine „Gasbarriere“ zu bilden, die das Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen aus der Luft wirksam verhindert, Kristallisation oder Korrosion an der Außenseite des Dichtungsrings vermeidet und eine „doppelte Absicherung“ für den Langzeitbetrieb bietet.

Absorber-Überkopf-Umwälzpumpe: Ein Effizienzmodell für hohe Förderhöhen

• Betriebsbedingungen: Transportiert reichhaltiges Lösungsmittel (spezifisches Gewicht 1,017) bei 70℃.
• Material des Pumpenkörpers/der medienberührten Teile: A-7 (Edelstahl 304L)
• DichtungslösungPLAN 11 + 61
• NotizÄhnlich den Betriebsbedingungen des P-2410, jedoch mit höheren Förderhöhenanforderungen, liegt der Fokus bei der Auswahl auf Effizienz. Die Dichtungslösung basiert ebenfalls auf PLAN 11, wobei die Lösung PLAN 61 (Abschrecken) als Standard-Sicherheitskonfiguration einen stabilen Betrieb unter hohen Förderhöhen gewährleistet.

Für korrosive Lösungsmittel bei mittleren Temperaturen

• Typische MedienOrganische Lösungsmittel wie magere und reichhaltige Lösungsmittel, 70~85℃, mit geringer Korrosivität.
• LösungPLAN 11 + 62 / 61
• Lösungsanalyse:
  • PLAN 11 (Selbstspülend): Zieht Medien aus dem Pumpenauslass an, um die Dichtfläche direkt zu spülen und so Kühlung und Schmierung zu gewährleisten – eine grundlegende Lösung für die Förderung von sauberen oder leicht verunreinigten Flüssigkeiten.
  • PLAN 62 (Stickstoffabschreckung)Geeignet für Szenarien, in denen die Verhinderung von Kristallisation oder Korrosion auf der atmosphärischen Seite erforderlich ist, indem die Luft durch eine Stickstoffbarriere isoliert wird.
  • PLAN 61 (Stickstoffspülung + Leckageüberwachung): Kombiniert Gasabdichtungs- und Leckageüberwachungsfunktionen und eignet sich für Szenarien mit höheren Zuverlässigkeitsanforderungen.
• Anwendungsszenarien: Lösungsmittelzirkulation, Absorptionsmitteltransfer und andere Betriebsbedingungen mit geringer Korrosionsrate, aber langfristiger Dauer.

Stripper-Reboiler-Umwälzpumpe: Ein „Kühlexperte“, der Temperaturen von 193 °C standhält

• Betriebsbedingungen: Transportiert ein DBP + Maleinsäureanhydrid-Gemisch (spezifisches Gewicht nicht angegeben) bei 193℃ – der „Hochtemperatur-Champion“ im Projekt.
• Material des Pumpenkörpers/der medienberührten Teile: A-8 (Edelstahl 316L)
• DichtungslösungPLAN 21 + 53A
• Lösungsanalyse:
  Hohe Temperaturen sind der Feind von Dichtungen, da sie die Dichtungskomponenten direkt beschädigen können.
  • o PLAN 21 (Spülung mit Kühler): Dies ist von entscheidender Bedeutung, da der externe Kühler sicherstellt, dass die Hochtemperatur-Spülflüssigkeit bei einer sicheren Temperatur arbeitet, indem er sie vor dem Einspritzen in den Dichtungsraum abkühlt.
  • o +53A (Barrieresystem mit Kühlung): Diese Doppeldichtungskonstruktion isoliert das Hochtemperaturmedium vollständig, indem gekühlte, saubere Sperrflüssigkeit zwischen die beiden Dichtungen eingespritzt wird. Selbst bei einem Versagen der ersten Dichtung treten keine Leckagen auf.

Für Hochtemperatur-Wärmemedien und kristallisierbare Medienbedingungen

• Typische Medien: DBP + Maleinsäureanhydrid, Wärmeträgeröl usw., >150℃, neigt zur Verkokung oder Polymerisation.
• LösungPLAN 21 + 53A
• Lösungsanalyse:
  • PLAN 21 (Selbstspülend mit Kühler): Senkt die Temperatur der Spülflüssigkeit durch einen Wärmetauscher, um ein Versagen der Dichtung durch zu hohe Temperaturen zu verhindern.
  • PLAN 53A (Druckbeaufschlagtes Doppeldichtungssystem): Durch die Verwendung einer Doppeldichtungsstruktur und das Einspritzen von gekühltem Sperrfluid in den Dichtungsraum mit einem höheren Druck als im Pumpenraum wird eine zuverlässige Barriere geschaffen. Die Sekundärdichtung gewährleistet absolute Dichtheit, selbst bei Ausfall der ersten Dichtung.
• Anwendungsszenarien: Verdampfer, Reaktorspeisepumpen, Hochtemperatur-Wärmeträgerflüssigkeits-Umwälzpumpen usw.

Temperierte Wasserumwälzpumpe: Eine kostengünstige und zuverlässige „Pragmatikerin“

• Betriebsbedingungen: Transportiert Brauchwasser bei 53℃ – sauber und mild.
• Material des Pumpenkörpers/der medienberührten TeileS-6 (Gusseisen)
• DichtungslösungPLAN 11 + 61
• Lösungsanalyse:
  Für sauberes Kaltwasser ist keine aufwendige Lösung nötig; eine einfache Spülung nach PLAN 11 genügt vollkommen. Die zusätzliche Abschreckung (+61) ist hier eher eine Standardkonfiguration oder Vorsichtsmaßnahme und spiegelt das Konstruktionsprinzip wider, maximale Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitiger Einhaltung der Sicherheitskriterien zu erreichen.

Für saubere und milde Medienbedingungen

• Typische Medien: Brauchwasser, Kühlwasser, niedrigviskose Ölprodukte, <60℃, sauber und frei von Feststoffen.
• Lösung: PLAN 11 + 61 (oder Einzelsiegel)
• Lösungsanalyse:
• Die grundlegende Selbstspülung (PLAN 11) erfüllt die Anforderungen an Kühlung und Schmierung und zeichnet sich durch eine einfache Konstruktion und geringe Kosten aus. Die Integration von PLAN 11 dient hauptsächlich als Präventivmaßnahme, um unerwartete Betriebsbedingungen zu bewältigen oder die Zuverlässigkeit als Standardkonfiguration zu verbessern.
• Anwendungsszenarien: Temperiertes Wasser, Kühlwasser, Transport von sauberen Rohstoffen und andere Anwendungen mit geringem Risiko.

Förderpumpe: Der „ultimative Bodyguard“ für brennbare und explosive Stoffe

• Betriebsbedingungen: Transportiert verflüssigtes Propan und Butan (spezifisches Gewicht nur 0,47) bei 41,8℃, mit hohem Eingangsdruck und hoher Verdampfungstendenz.
• Material des Pumpenkörpers/der medienberührten Teile: A-8 (Edelstahl 316L)
• DichtungslösungPLAN 11 + 72 + 76
• Lösungsanalyse:
  Dies ist eine der Konfigurationen mit dem höchsten Sicherheitsniveau und verfügt über eine doppelte Gleitringdichtung.
  • +72 (Pufferflüssigkeitssystem)Es wird saubere Pufferflüssigkeit (z. B. Ethylenglykol) mit höherem Druck zwischen die beiden Dichtungen eingespritzt. Sollte die innere Dichtung versagen, tritt somit ungefährliche Pufferflüssigkeit und kein gefährliches Flüssiggas aus, wodurch die Eigensicherheit gewährleistet ist.
  • +76 (Leckagesammelsystem): Sammelt und überwacht gezielt kleinste Leckagen von Pufferflüssigkeit und löst einen Alarm aus, um an die Wartung zu erinnern.

Für Hochdruckbedingungen mit brennbaren und explosiven Medien

• Typische MedienFlüssiggas (LPG), Propan, leichte Kohlenwasserstoffe usw. – leicht zu verdampfen und zu explodieren.
• LösungPLAN 11 + 72 + 76
• Lösungsanalyse:
  • PLAN 72 (Pufferflüssigkeitseinspritzsystem): Spritzt eine Pufferflüssigkeit mit einem höheren Druck als im Pumpenraum zwischen die doppelten Dichtungen (z. B. Ethylenglykol) ein, um sicherzustellen, dass die Leckagerichtung von der Pufferflüssigkeit in das Pumpeninnere verläuft und somit Eigensicherheit erreicht wird.
  • PLAN 76 (Leckageerfassung und Alarmierung): Überwacht den Austritt von Pufferflüssigkeit in Echtzeit, löst umgehend Alarme aus und unterstützt vorausschauende Wartung.
• Anwendungsszenarien: LPG-Speisepumpen, Leichtkohlenwasserstoff-Transferpumpen, Reaktorspeisepumpen und andere Hochrisikosituationen.

Salzschmelzpumpe: Ein „furchtloser Krieger“, der extremen Temperaturen trotzt

• Betriebsbedingungen: Transportiert geschmolzenes Salz (spezifisches Gewicht ~1,9) – das Medium ist extrem heiß und neigt zur Verfestigung; es erstarrt zu einem Feststoff, sobald die Pumpe stoppt.
• Material des Pumpenkörpers/der medienberührten TeileC-6 Hochtemperatur-Cr-Ni-Legierungsstahl
• Dichtungslösung: Packungsdichtung / Selbstreinigend für Gleitlager
• Lösungsanalyse:
  Bei extrem hohen Temperaturen versagen die elastischen Komponenten herkömmlicher Gleitringdichtungen, weshalb die traditionellere Stopfbuchsendichtung gewählt wird.
  • VerpackungsdichtungHergestellt aus hochtemperaturbeständigem Graphitgeflecht, das ein kontrolliertes Mikroleck ermöglicht; die geringe Menge an austretendem geschmolzenem Salz dient lediglich der Schmierung und Kühlung der Packung und der Wellenhülse.
  • Selbstspülendes SystemDie Pumpe saugt einen Strom aus hocherhitztem, geschmolzenem Salz aus dem Pumpenauslass an, um die Gleitlager im Inneren der Pumpe direkt zu spülen und zu schmieren. Da bei 400 °C kein Schmieröl wirkt, kann nur das Medium selbst zur Schmierung verwendet werden.

Für extreme Hochtemperatur- und verfestigbare Medienbedingungen

• Typische Medien: Geschmolzenes Salz, Hochtemperaturasphalt, Schwefel usw. – >300℃, neigen beim Abschalten zur Verfestigung.
• Lösung: Packungsdichtung + Selbstspülsystem
• Lösungsanalyse:
• Packungsdichtung: Verwendet eine Hochtemperatur-Graphit- oder Legierungsfaserpackung, die ein minimales Austreten von Flüssigkeit ermöglicht, um die Wellenhülse zu schmieren und zu kühlen.
• Selbstreinigend: Zieht Hochtemperaturmedium aus dem Pumpenausgang an, um Lager und Stopfbuchsen zu schmieren, wodurch die Verwendung von externem Schmieröl (das zur Verkokung neigt) vermieden wird.
• Konstruktionsmerkmal: Verzichtet auf absolute Dichtheit zugunsten von Zuverlässigkeit und Beständigkeit gegen Verfestigung; geeignet für extrem hohe Temperaturen, bei denen herkömmliche Gleitringdichtungen versagen.
• Anwendungsszenarien: Schmelzsalzsysteme, Asphalttransport, Hochtemperatur-Wärmeübertragung usw.

Das ingenieurtechnische Prinzip, dass „Details über Erfolg oder Misserfolg entscheiden“, findet sich treffend in der Pumpenauswahl für das Maleinsäureanhydrid-Projekt von Qingdao Refining & Chemical wieder. Jede PLAN-Nummer steht für eine Reihe durchdachter, methodischer Ingenieurlösungen, die nicht nur einfache Anlagenkomponenten darstellen, sondern ein umfassendes Verständnis der Medieneigenschaften und Betriebsbedingungen sowie das oberste Ziel von Sicherheit und Umweltschutz widerspiegeln.

Der stabile Betrieb der gesamten Großanlage des Projekts wurde von Longgang Pump Industry gewährleistet und bietet damit die stärkste Grundlage für das Wachstum der chemischen Industrie und die Energiesicherheit des Landes.