Sundyne HPM serisi santrifüj pompaları, yıllardır PTA tesislerinde dünya çapında tercih edilen yüksek basınçlı reaktör besleme pompaları arasındadır. Bu entegre dişliye sahip yüksek hızlı santrifüj pompalar, ham tereftalik asitlerin (TA) saflaştırma aşamasında kullanılır. Bununla birlikte pompalar, TA çamurunu, yüksek sıcaklıkta damıtılmış suda çözünmüş TA tozunu bir hidrojenasyon reaktörüne taşır. Burada tüm istenmeyen maddeler, hidrojenle kimyasal tepkimeye sokularak süspansiyondan uzaklaştırılır.

PTA, polietilen tereftalat (PET) reçinesi, polyester filmler ve mühendislik filmleri üretiminde geniş kapsamda kullanılan yüksek saflıkta polyester reçinesi üretimi için hakim ham maddedir.

Bu yüksek basınçlı reaktör besleme pompalarının – ham tereftalik asitlerin (TA) saflaştırma aşamasında geniş kapsamda kulanılan entegre dişliye sahip yüksek hızlı santrifüj pompalar – işletme güvenilirliği PTA saflaştırma ünitesinin stabil işletmesini sağlamak için kritiktir. Yüksek hız ve yüksek basınç gereksinimleri nedeniyle mekanik salmastralar en kritik pompa bileşenleri arasındadır.

Bu PTA uygulaması için tanımlanan santrifüj pompasında iki kademeli entegre bir dişliye sahip yatay olarak monte edilmiş bir makine kullanılır. Bu makinede tahrik mili üzerinde her iki taraftaki çark  6.200 dk^-1 dönme hızıyla döner. Her iki kademeye borulama sırayla gereken basma yüksekliğini sağlayacak şekilde yapılmıştır. İlk aşama basma hattı ikinci aşama pompanın basıncını, ikinci aşama salmastra bölgesi basıncı 80 bar (1160 PSI)’a çıkacak şekilde besler.

Bu uygulamaya ait mekanik salmastralar, toplam fark basıncını iki mekanik salmastra arasına paylaştırarak uygun bir basınç hız (PV) parametre seviyesini sağlayacak şekilde; birinci aşama için kartuş şekilde yüz yüze yerleşim ile çiftli olarak; ikinci aşama içinse tandem yerleşimle çiftli olarak dizayn edilmiştir. Destek sistemleri, TA çamurunun ürün tarafı mekanik salmastraları bloke etmesini önlemek amacıyla flush desteği sağlar.

Özel teknik zorluklar

En büyük teknik zorluklardan biri, PTA sistemlerinde genelde merkezi bir salmastra besleme sistemi üzerinden temin edilen tampon madde ile ilgiliydi. Özel uygulama için nihai kullanıcı (dünya çapında en büyük PTA üreticilerinden birisi) tarafından tampon madde olarak sistemin 65 °C ... 85 °C (149 °F ... 185 °F) sıcaklığındaki suyun kullanılması talep edildi. Bu prosesin zorluklarına, örneğin yetersiz ısı yayılımı ve tampon maddenin buharlaşmasından kaynaklanan kayma yüzeyin eksik yağlaması gibi olumsuz sızdırmazlık koşullarının meydana gelmesi dahildir.

Bir başka teknik zorluk ise, ikinci aşamada ürün tarafı mekanik salmastranın pompanın devreye alınması ve devreden çıkarılması sırasında ters basınca maruz kalmasıdır. Devreye alma aşamasında bu mekanik salmastra tampon sıvı tarafından ters basınçlandırılır. Kısa süreli koşullarda pompa tam devre ve tam basma basıncına doğru yükselirken salmastra üzerinde ters basınç sıkıntıya neden olur. Aynı durum ters şekilde pompa devreden çıkmaya başlarken oluşur. Orjinal salmastra dizaynı ikincil sızdırmazlıktan kaynaklanan bu sıkıntıyı çözecek şekilde tasarlanmıştır.

Kapsamlı uzmanlık gereksinimi

Yeni çiftli mekanik salmastralar, mevcut ürün gamında kendini kanıtlamış bir yüksek basınç mekanik salmastrasını temel alarak geliştirilmiştir. EagleBurgmann ekibi seçimini, yüksek verimli ve yüksek basınç mekanik salmastrası olan EagleBurgmann SH(V)’den yana kullanmıştır. Geleneksel mekanik salmastralardan farklı olarak bu yüksek basınç mekanik salmastralarında yay baskılı ünite sabit taraftadır. Bu konsept yüksek hızlarda güvenilirlik sağlar. 20 m/s üstündeki kayma hızlarında yayların titreşim alıp deforme olmaması için sabit olması beklenir.

Yapısal optimize

Kendini kanıtlamış SH(V) tip salmastra dizaynı bu uygulama için optimize edilmiştir. Uygulamaya özel dizayn iyileştirmeleri, tüm çalışma aralığında stabil performansı sağlayacak şekilde yapılmıştır. Bu iyileştirmeler; ultra-yüksek performans malzemesi olarak sabit  yüzey için bir silisyum karbür çeşidi olan BuKa 30 kullanılmasını içerir. EagleBurgmann’ın bu yüksek performans malzemesi yüksek miktarda karbon içeriği ile su gibi düşük yağlayıcı akışkanlar için mükemmel çözümdür.

Mekanik salmastra fonksiyonel güvenilirliğin sağlanması için de optimize edilmiştir. PTA uygulamaları için geliştirilen yüksek basınç mekanik salmastralarının kendine has teknik özelliklerinden biri sızdırmazlık yüzeylerinin ARGE tarafından hesaplanmış hassas kanallara sahip olmasıdır. Derinlik ve geometri çok hassastır. EagleBurgmann’ın yıllardır Dry Gas (Kuru Gaz) salmastraları sahasında kullandığı bu kanallar sıvı yağlamalı çiftli mekanik salmastraların kritik aşamalarda güvenli işletmesini destekler. Düşük basınçlarda kanallar pozitif bir basınç yastığı oluşturarak yüzeylerin açılmasını sağlar. Böylece çok hızlı bir şekilde stabil bir işletme aşaması oluşturur. Yüksek basınçlarda kanallar sızdırmazlık aralığının daha fazla açılmasını engelleyerek stabil bir çalışma sağlar.

Test alanında ve uygulamada kendini kanıtlamış

Tüm bu önemleri biraraya getirmek karmaşık bir destek sistemini hem tandem, hem sırt sırta düzenlerde gerektirir. Önlemler sonucunda Sundyne’ın ihtiyacı olan fonksiyonel güvenilirlik 100 bar (1.450 PSI) ve 9.000 dak^-1 ‘a kadar olan uygulamalarda sağlanır. Sıvı yağlamalı çiftli mekanik salmastralar tüm işletme parametreleri ile kolayca başeder. Ayrıca belirgin basınç, sıcaklık ve hız değişimlerinde dahi sabit sızdırmazlık performansları göz alıcıdır. Montajı basit kartuş sistemler, Wolfratshausen’da bulunan test alanında Sundyne mühendislik ekibi ile dinamik testler sonucu onaylanmıştır.

Yeni çiftli mekanik salmastralar kendilerini dünyanın en büyük PTA tesislerinden birinde 2014 yılında Çin’de hizmete giren birçok Sundyne HMP model entegre dişli pompada kendini kanıtlamıştır.