甲醇精餾塔差壓測(cè)量儀表的缺陷分析與故障處理

王 許

（中海石油建滔化工有限公司，海南東方 572600）

在化工生產(chǎn)的精餾操作中，精餾塔的長期穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)一個(gè)工廠的效益至關(guān)重要，精餾塔的差壓是衡量塔內(nèi)氣體負(fù)荷大小的主要因素，也是判斷精餾操作進(jìn)料、出料是否均衡的重要標(biāo)志，精餾塔差壓的平穩(wěn)操作對(duì)精餾塔的穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的影響，因此，甲醇精餾塔差壓測(cè)量儀表的良好穩(wěn)定運(yùn)行就顯得尤為重要。

1 精餾塔壓差參考意義概述

在甲醇精餾塔內(nèi)把含甲醇的液體混合物多次部分汽化，同時(shí)又把氣體混合物多次部分冷凝，從而使甲醇從混合物中分離出來，得到所要求質(zhì)量的精甲醇；對(duì)于精餾塔來說，壓差是衡量精餾塔性能的一個(gè)重要參數(shù)；在保證產(chǎn)品質(zhì)量需要的熱負(fù)荷下，壓差越小越好，分離效果也就越好，處理能力也越高。所以塔設(shè)備一定的情況下，要根據(jù)壓差變化的具體原因進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整操作，使差壓控制在允許的范圍之內(nèi)。精餾塔壓差的控制對(duì)精餾塔的工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及長期穩(wěn)定運(yùn)行起著重要的影響，所以在精餾操作中，要重視壓差控制并且要控制好壓差，使生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

2 精餾塔差壓測(cè)量儀表工作原理和缺陷分析

甲醇二期精餾塔塔壓測(cè)量儀表原始設(shè)計(jì)采用的是差壓測(cè)量儀表，由于精餾塔高度較大，因此導(dǎo)致差壓測(cè)量儀表的導(dǎo)壓管長度很長（為了保證儀表的測(cè)量精度，減少滯后，管路應(yīng)盡量短；對(duì)于高溫高壓蒸汽，為了使冷凝液充分冷凝，要求測(cè)量管線有一定長度；對(duì)于波動(dòng)較大介質(zhì)，也要求測(cè)量管線有一定長度，以使波動(dòng)平穩(wěn)，但最長為50m）。

由于差壓變送器的導(dǎo)壓管距離較長，同時(shí)精餾塔頂部介質(zhì)為溫度較高的氣體，而中部則為溫度較高的液體，再加上氣相取壓口出沒有冷凝管，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)壓管內(nèi)存在氣泡，導(dǎo)致差壓變送器測(cè)量結(jié)果波動(dòng)較大，進(jìn)而影響工藝操作人員對(duì)精餾塔差壓的控制。

3 精餾塔差壓測(cè)量儀表波動(dòng)故障處理

3.1 精餾塔差壓測(cè)量儀表波動(dòng)分析改造

針對(duì)差壓測(cè)量儀表在實(shí)際使用中出現(xiàn)測(cè)量結(jié)果波動(dòng)較大的原因進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際工況和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，將原精餾塔兩塊差壓測(cè)量儀表更改為三塊壓力變送器，精餾塔身塔頂壓力差和塔底塔身壓力差通過減法器PY4201和PY4203實(shí)現(xiàn)測(cè)量，這樣就能減少由于導(dǎo)壓管過長導(dǎo)致的測(cè)量誤差，使工藝操作人員能夠更好地去控制系統(tǒng)參數(shù)，進(jìn)而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。改造前后精餾塔差壓測(cè)量工藝流程和控制圖見圖1～圖4。

圖1 精餾塔差壓測(cè)量工藝流程圖（改造前）

圖2 精餾塔差壓測(cè)量控制圖（改造前）

精餾塔壓更換壓力測(cè)量儀表原理如圖3所示。

圖3 精餾塔差壓測(cè)量工藝流程圖（改造后）

圖4 精餾塔差壓測(cè)量控制圖（改造后）

3.2 壓力變送器選型分析

在精餾塔差壓測(cè)量儀表的選用方面，雖然被測(cè)介質(zhì)甲醇為無色透明液體，但在濃度較低時(shí)對(duì)金屬也會(huì)有輕微腐蝕，因此必須選用法蘭隔離型變送器；考慮到設(shè)備的工作壓力為0.7～0.8MPa，變送器的壓力等級(jí)也必須與應(yīng)用場(chǎng)合相符合；從經(jīng)濟(jì)角度上講，外膜片及插入部分材質(zhì)比較重要，要選合適，但連接法蘭可以降低材質(zhì)要求，如選用碳鋼，這樣會(huì)節(jié)約很多成本；從選用變送器測(cè)量范圍上來說，變送器都具有一定的量程可調(diào)范圍，使用的量程范圍設(shè)定在它量程的1/4～3/4段，這樣精度會(huì)有所保證，綜合考慮下決定選用穩(wěn)定性和耐久性更高的羅斯蒙特3051系列變送器。

3.3 儀表通訊及數(shù)據(jù)同步分析

該兩塊變送器的通訊應(yīng)用的是總線協(xié)議，從現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過兩塊3051壓力變送器將壓力信號(hào)通過總線電纜傳到現(xiàn)場(chǎng)接線箱的安全柵，再通過電纜接入系統(tǒng)AI卡件，最后通過計(jì)算塊實(shí)現(xiàn)差壓檢測(cè)；其中采用雙絞線傳輸信號(hào)，減少大量導(dǎo)線，提高了可靠性和抗干擾能力；與此同時(shí)，為了保證一個(gè)差壓測(cè)量的兩塊壓力變送器測(cè)量數(shù)據(jù)在系統(tǒng)處理中不出現(xiàn)延時(shí)，把兩塊儀表的數(shù)據(jù)放在同一塊卡件上，對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)都采用高速掃描，來保證數(shù)據(jù)的同步性，減小因數(shù)據(jù)處理同步產(chǎn)生的測(cè)量誤差，提高測(cè)量精度。精餾塔差壓測(cè)量儀表通訊圖見圖5。

圖5 精餾塔差壓測(cè)量儀表通訊圖

3.4 方案實(shí)施前后效果對(duì)比分析

方案實(shí)施前后效果對(duì)比分析見圖6～圖7。

圖6 精餾塔差壓測(cè)量儀表趨勢(shì)圖（改造前）

圖7 精餾塔差壓測(cè)量儀表趨勢(shì)圖（改造后）

4 結(jié)束語

綜上，通過現(xiàn)場(chǎng)差壓儀表的改造，儀表運(yùn)行情況良好，減少了儀表指示波動(dòng)，進(jìn)而提高了精餾塔差壓的控制精準(zhǔn)度，從而使得精餾塔的工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量都有了明顯的提升，與此同時(shí)，也間接論證了采用兩塊壓力變送器來代替一塊壓差儀表作為精餾塔差壓測(cè)量的可行性，拓展了由于安裝條件受限影響精餾塔這種正負(fù)相距離大以及氣液混合介質(zhì)設(shè)備的差壓測(cè)量，而合理利用不同測(cè)量方式來進(jìn)行差壓測(cè)量在精餾塔類似設(shè)備中具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。