Sinopec Qingdao Refining and Chemical Co., Ltd. (QRC) a lancé le « Projet d'amélioration de la sécurité du GPL (Anhydride maléique) » – une initiative clé de mise à niveau technologique et d'expansion de capacité sous Sinopec. En optimisant les unités de traitement du GPL et de production d'anhydride maléique, le projet a considérablement amélioré la sécurité, l'efficacité et la performance environnementale des opérations unitaires. Dans ce système complexe, la sélection et l'utilisation d'équipements de pompage centraux et de leurs technologies d'étanchéité démontrent le standard technique actuel des solutions de transfert de fluide haut de gamme dans l'industrie des procédés.
Le projet a été conçu par Sinopec Shanghai Engineering Co., Ltd., couvrant les étapes clés du traitement des matières premières à la production de produits. Les milieux transportés incluent de l'huile thermique à haute température, des gaz liquéfiés inflammables, des produits chimiques corrosifs et de l'eau industrielle – tous imposant des exigences très élevées pour les équipements de pompage en termes de fiabilité d'étanchéité, de compatibilité des matériaux et de stabilité opérationnelle à long terme. En tant qu'élément clé pour arrêter les fuites de milieu, le choix des bons systèmes d'étanchéité des pompes a un impact direct sur le fonctionnement sûr et stable de l'ensemble du projet.
L'analyse suivante porte sur les solutions d'étanchéité pour les types de pompes typiques du projet, démontrant les solutions techniques d'ingénierie dans différentes conditions de fonctionnement.
Pompe de circulation fond d'absorbeur : Un choix robuste pour la résistance à la corrosion
- Conditions de fonctionnement: Circule un solvant pauvre (densité 1,025) à 85℃.
- Matériau du corps de pompe / parties mouillées: A-8 (acier inoxydable 316L)
- Solution d'étanchéité: PLAN 11 + 62
- Analyse de la solution:
- PLAN 11 (Auto-lavage): Puise le fluide propre depuis la sortie de la pompe pour « asperger » directement la face du joint, jouant un rôle central dans le « refroidissement et la lubrification » – une solution classique et fiable.
- 62 (Trempage): Injecte de l'azote à l'extérieur du joint pour former une « barrière gazeuse », empêchant efficacement l'humidité et les impuretés de l'air de pénétrer, évitant la cristallisation ou la corrosion sur le côté extérieur de la bague d'étanchéité, et fournissant une « double assurance » pour un fonctionnement à long terme.
Pompe de circulation tête d'absorbeur : Un modèle d'efficacité pour la hauteur manométrique élevée
- Conditions de fonctionnement: Transporte un solvant riche (densité 1,017) à 70℃.
- Matériau du corps de pompe / parties mouillées: A-7 (acier inoxydable 304L)
- Solution d'étanchéité: PLAN 11 + 61
- Note: Similaire aux conditions de fonctionnement de la P-2410 mais avec des exigences de hauteur manométrique plus élevées, la sélection met l'accent sur l'efficacité. La solution d'étanchéité est également basée sur le PLAN 11, avec la solution PLAN 61 (trempage) comme configuration de sécurité standard pour assurer un fonctionnement stable dans des conditions de haute hauteur manométrique.
Pour les conditions de solvant corrosif à température moyenne
- Milieu typique: Solvants organiques tels que le solvant pauvre et le solvant riche, 70~85℃, avec une légère corrosivité.
- Solution: PLAN 11 + 62 / 61
- Analyse de la solution:
- PLAN 11 (Auto-lavage): Puise le milieu depuis la sortie de la pompe pour rincer directement la face du joint, fournissant refroidissement et lubrification – une solution de base pour gérer des fluides propres ou légèrement contaminés.
- PLAN 62 (Trempage à l'azote): Convient aux scénarios nécessitant la prévention de la cristallisation ou de la corrosion du côté atmosphérique, isolant l'air par une barrière d'azote.
- PLAN 61 (Soufflage à l'azote + surveillance des fuites): Combine les fonctions d'étanchéité gazeuse et de surveillance des fuites, adapté aux scénarios avec des exigences de fiabilité plus élevées.
- Scénarios d'application: Circulation de solvant, transfert de fluide absorbant et autres conditions de fonctionnement à faible corrosivité mais à long terme.
Pompe de circulation rebouilleur de strippeur : Un « expert du refroidissement » résistant à 193℃
- Conditions de fonctionnement: Transporte un mélange DBP + anhydride maléique (densité non spécifiée) à 193℃ – le « champion haute température » du projet.
- Matériau du corps de pompe / parties mouillées: A-8 (acier inoxydable 316L)
- Solution d'étanchéité: PLAN 21 + 53A
- Analyse de la solution:
La haute température est l'ennemi des joints, pouvant endommager directement les composants du joint.- o PLAN 21 (Lavage avec refroidisseur) : Ceci est crucial car le refroidisseur externe assure que le fluide de lavage à haute température fonctionne à une température sûre en le refroidissant avant de l'injecter dans la cavité du joint.
- o +53A (Système de barrière avec refroidissement) : Cette conception à double joint isole entièrement le milieu à haute température en injectant un fluide de barrière propre et refroidi entre les deux joints. Il n'y aura aucune fuite même si le joint initial échoue.
Pour les conditions de milieu thermique à haute température et de milieu cristallisable
- Milieu typique: DBP + anhydride maléique, huile de transfert thermique, etc., >150℃, sujettes au coke ou à la polymérisation.
- Solution: PLAN 21 + 53A
- Analyse de la solution:
- PLAN 21 (Auto-lavage avec refroidisseur): Réduit la température du fluide de lavage à travers un échangeur de chaleur pour prévenir l'échec du joint causé par la haute température.
- PLAN 53A (Système d'étanchéité à double barrière pressurisé) : Crée une barrière fiable en adoptant une structure à double joint et en injectant un fluide de barrière refroidi dans la cavité d'étanchéité à une pression supérieure à celle de la cavité de la pompe. Zéro fuite de produit est garantie par le joint secondaire, même en cas de défaillance du premier joint.
- Scénarios d'application: Reboilers, pompes d'alimentation des réacteurs, pompes de circulation de fluides caloporteurs à haute température, etc.
Pompe de circulation d'eau tempérée : Un « Pragmatique » rentable et fiable
- Conditions de fonctionnement: Transporte l'eau industrielle à 53℃ – propre et douce.
- Matériau du corps de pompe / parties mouillées: Fonte grise S-6
- Solution d'étanchéité: PLAN 11 + 61
- Analyse de la solution:
Pour l'eau froide propre, aucune solution complexe n'est nécessaire ; un simple rinçage PLAN 11 est parfaitement suffisant. Le +61 (trempage/flushing) ici est plus une configuration standard ou une mesure préventive, reflétant le principe de conception visant une économie extrême tout en respectant les critères de sécurité.
Pour des conditions de produits propres et doux
- Produits typiques : Eau industrielle, eau de refroidissement, produits pétroliers à faible viscosité, <60℃, propres et exempts de solides.
- Solution : PLAN 11 + 61 (ou joint unique)
- Analyse de la solution :
- Le rinçage auto (PLAN 11) répond aux besoins de refroidissement et de lubrification, avec une structure simple et un coût réduit. L'ajout du PLAN 11 sert principalement de mesure préventive pour faire face à des conditions de travail imprévues ou améliorer la fiabilité en tant que configuration standard.
- Scénarios d'application : Eau tempérée, eau de refroidissement, transfert de matières premières propres et autres conditions à faible risque.
Pompe d'alimentation : Le « Gardien ultime » des substances inflammables et explosives
- Conditions de fonctionnement: Transporte du gaz liquéfié propane et butane (densité relative seulement 0,47) à 41,8℃, avec une pression d'entrée élevée et une forte tendance à la vaporisation.
- Matériau du corps de pompe / parties mouillées: A-8 (acier inoxydable 316L)
- Solution d'étanchéité: PLAN 11 + 72 + 76
- Analyse de la solution:
Il s'agit d'une des configurations de niveau de sécurité le plus élevé, adoptant un joint mécanique double.- +72 (Système de fluide tampon): Injecte un fluide tampon propre (par exemple, de l'éthylène glycol) sous une pression plus élevée entre les deux joints. Ainsi, si le joint intérieur tombe en panne, la substance qui fuit est un fluide tampon sûr plutôt qu'un gaz liquéfié dangereux, atteignant ainsi une sécurité intrinsèque.
- +76 (Système de collecte des fuites): Collecte et surveille spécifiquement les micro-fuites de fluide tampon et déclenche une alarme pour rappeler la maintenance.
Pour des conditions de produits inflammables et explosifs à haute pression
- Milieu typique: Gaz de pétrole liquéfié (GPL), propane, hydrocarbures légers, etc. – faciles à vaporiser et à exploser.
- Solution: PLAN 11 + 72 + 76
- Analyse de la solution:
- PLAN 72 (Système d'injection de fluide tampon): Injecte un fluide tampon sous une pression supérieure à celle de la cavité de la pompe entre les doubles joints (par exemple, de l'éthylène glycol), assurant que la direction de la fuite est du fluide tampon vers l'intérieur de la pompe, réalisant ainsi une sécurité intrinsèque.
- PLAN 76 (Collecte des fuites et alarme): Surveille les fuites de fluide tampon en temps réel, déclenche des alarmes rapidement et prend en charge la maintenance prédictive.
- Scénarios d'application: Pompes d'alimentation GPL, pompes de transfert d'hydrocarbures légers, pompes d'alimentation des réacteurs et autres occasions à haut risque.
Pompe à sel fondu : Un « Guerrier sans peur » résistant aux températures extrêmement élevées
- Conditions de fonctionnement: Transporte du sel fondu (densité relative ~1,9) – le produit est extrêmement chaud et sujet à la solidification ; il gèlera en solide dès que la pompe s'arrête.
- Matériau du corps de pompe / parties mouillées: Acier allié Cr-Ni haute température C-6
- Solution d'étanchéité: Joint à garniture / Rinçage auto pour paliers lisses
- Analyse de la solution:
Dans des conditions de température extrêmement élevée, les composants élastiques des joints mécaniques traditionnels tombent en panne, donc le joint à garniture plus traditionnel est sélectionné.- Joint à garniture: Fabriqué en tresse de graphite haute température, permettant une micro-fuite contrôlée ; la petite quantité de sel fondu qui fuit lubrifie et refroidit simplement la garniture et le manchon d'arbre.
- Système de rinçage auto: Prélève un flux de sel fondu haute température depuis la sortie de la pompe pour rincer et lubrifier directement les paliers lisses à l'intérieur de la pompe. Puisqu'aucun huile de lubrification ne peut fonctionner à 400℃, seul le produit lui-même peut être utilisé pour la lubrification.
Pour des conditions de produits à température extrêmement élevée et susceptibles de se solidifier
- Produits typiques : Sel fondu, bitume haute température, soufre, etc. – >300℃, sujets à la solidification lors de l'arrêt.
- Solution : Joint à garniture + Système de rinçage auto
- Analyse de la solution :
- Joint à garniture : Utilise une garniture en graphite haute température ou en fibres d'alliage, permettant une micro-fuite pour lubrifier et refroidir le manchon d'arbre.
- Rinçage auto : Prélève le produit haute température depuis la sortie de la pompe pour lubrifier les paliers et les boîtes d'étanchéité, évitant l'utilisation d'huile de lubrification externe (sujette à la carbonisation).
- Caractéristique de conception : Sacrifie la « zéro fuite » pour la fiabilité et la capacité anti-solidification, adaptée aux conditions ultra-haute température où les joints mécaniques traditionnels sont incompétents.
- Scénarios d'application : Systèmes de sel fondu, transfert de bitume, transfert de chaleur haute température, etc.
Le concept d'ingénierie selon lequel « les détails font le succès ou l'échec » est parfaitement incarné dans la sélection des pompes pour le projet d'anhydride maléïque de Qingdao Refining & Chemical. Chaque numéro PLAN est une collection de solutions d'ingénierie ingénieuses et méthodiques qui ne sont pas de simples assemblages d'équipements, mais reflètent également une compréhension approfondie des caractéristiques du produit et des conditions de fonctionnement, ainsi que l'objectif ultime de sécurité et de protection de l'environnement.
Le fonctionnement stable de l'unité complète à grande échelle du projet a été garanti par Longgang Pump Industry, offrant le soutien fondamental le plus solide pour la croissance de l'industrie chimique et la sécurité énergétique de la nation.
