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現(xiàn)今大多數(shù)塑料的生產(chǎn)工藝始于原油。談到原油,一般我們會想到由它而生的汽油。實(shí)際上,一桶原油的收率大約只有40%為汽油。石化廠為了得到汽油及其他很多有用的副產(chǎn)品,將原油置入罐內(nèi)加熱,根據(jù)各種成分沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離。這些成分被稱為“餾分”,而這種工藝被稱為“蒸餾”。在溫度達(dá)到150℃左右時(shí),汽油從原油中被分離出來,氣相的副產(chǎn)品乙烯和丙烯在加熱到840℃時(shí)從餾余物中被“裂解”出來,成為塑料的原料。
這些氣體成分,也叫做單體,將進(jìn)入一個(gè)反應(yīng)釜。反應(yīng)釜內(nèi)的溫度和壓力根據(jù)生產(chǎn)的聚合物的不同而各異。單體分子鏈之間在熱和壓力的作用下聚合形成長鏈,我們稱之為聚合物。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,重質(zhì)量的聚合物沉到反應(yīng)釜底,于是適用于高溫、高壓、高粘度的熔體齒輪泵就派上了用場。
因?yàn)榉磻?yīng)釜內(nèi)大多為真空狀態(tài),熔體泵往往被螺栓直接連接在反應(yīng)釜底以減少所需汽蝕余量。這時(shí),由于聚合物中還含有大量的溶劑,物料粘度還不是特別的高,大約在150000cP左右。釜底出料熔體泵需要有特殊的設(shè)計(jì),來適應(yīng)入口的低壓及耐高溫性,以抵消鋼材在200℃高溫下的熱膨脹。泵的入口被設(shè)計(jì)成錐形大敞口,可幫助物料進(jìn)入泵內(nèi),夾套可用蒸汽或熱媒加熱泵身。
在有些工藝中,聚合物被泵入第二個(gè)反應(yīng)釜或塔盤塔,溶劑被分離出去,剩下更加粘稠的物料,粘度達(dá)到500000cP,溫度達(dá)到340℃,這就需要另一種齒輪泵將物料從塔底抽出。因?yàn)樾枰獙⑷垠w推出至其他壓降較大的設(shè)備,然后進(jìn)入切粒機(jī),這臺泵需要具有比臺泵更高的設(shè)計(jì),來適應(yīng)更極端的工況,以及更高的壓力,出口壓力高達(dá)250kg是再正常不過了。因此,泵的運(yùn)動部件之間必須有緊而精準(zhǔn)的間隙設(shè)計(jì),這些間隙需由泵的制造商考量高溫、高壓、高粘度、材料的不同熱脹系數(shù)和非牛頓流體物料的特性等因素,仔細(xì)計(jì)算。
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