淺談苯乙烯裝置精苯乙烯塔液位計(jì)的技術(shù)改造

熊杰 殷浩

摘 要：對(duì)精苯乙烯塔差壓式液位計(jì)頻繁出現(xiàn)聚合物堵塞現(xiàn)象進(jìn)行分析，解析液位計(jì)堵塞為引壓管管徑太小，反吹風(fēng)氮?dú)鈮毫Α⒘髁坎环€(wěn)定，造成吹掃效果不明顯，吹掃存在死角，差壓式液位計(jì)五閥組易被聚合物堵塞，給正常生產(chǎn)帶來了困惑。分析了法蘭差壓式液位計(jì)的工作原理以及在對(duì)于粘度大易聚合這類物料上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，提出對(duì)現(xiàn)有差壓式液位計(jì)進(jìn)行改造，改用雙法蘭差壓式液位計(jì)。原設(shè)計(jì)差壓式液位計(jì)因聚合物經(jīng)常堵塞而顯示不準(zhǔn)的問題得到有效解決，同時(shí)在處理精苯乙烯塔的回流罐液位計(jì)同樣類似問題上得到了應(yīng)用推廣，并取得了良好測(cè)量效果。

關(guān)鍵詞：苯乙烯;雙法蘭差壓式液位計(jì);差壓式液位計(jì);聚合物堵塞

隨著現(xiàn)代化工業(yè)設(shè)備規(guī)模的擴(kuò)大和集中管理，特別是應(yīng)用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)運(yùn)行后，液位的測(cè)量控制顯得更為重要。目前，在石油化工生產(chǎn)中，對(duì)重要生產(chǎn)設(shè)備液位的監(jiān)控，一般均采取現(xiàn)場(chǎng)指示液位計(jì)和遠(yuǎn)傳液位計(jì)檢測(cè)相配套的監(jiān)測(cè)方式。

苯乙烯是石油化工的基礎(chǔ)產(chǎn)品，廣泛用于涂料、醫(yī)藥、制藥、染料、汽車工業(yè)和日用輕工產(chǎn)品等行業(yè)。隨著苯乙烯裝置產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，對(duì)裝置穩(wěn)定性生產(chǎn)提出了更高的要求，同時(shí)也對(duì)液位測(cè)量要求非常準(zhǔn)確，要能迅速正確反應(yīng)某一特定水準(zhǔn)面上的物料相對(duì)變化，用以連續(xù)控制生產(chǎn)工藝過程，即需利用液位儀表進(jìn)行監(jiān)視和控制。

苯乙烯的生產(chǎn)來自精苯乙烯塔，是苯乙烯濃度最高的設(shè)備。苯乙烯的物理特性屬于高溫易聚合類物質(zhì)，據(jù)研究表明，苯乙烯熱聚合速率與單體濃度的2.5次方成正比;溫度每升高10℃，聚合速率大約加快一倍，苯乙烯在高溫的塔釜停留時(shí)間越長(zhǎng)，聚合的速率就越快。在測(cè)量液位的部位若出現(xiàn)苯乙烯流動(dòng)過緩、停滯時(shí)間過長(zhǎng)的情況，局部區(qū)域形成死角，很容易導(dǎo)致聚合物的產(chǎn)生。特別是對(duì)于苯乙烯這類易發(fā)生聚合反應(yīng)的工業(yè)生產(chǎn)裝置，苯乙烯生產(chǎn)設(shè)備的液位計(jì)是指導(dǎo)裝置平穩(wěn)生產(chǎn)的重要液位監(jiān)控手段，液位測(cè)量的準(zhǔn)確性就顯得特別的重要。

1 聚合物堵塞差壓式液位計(jì)現(xiàn)象介紹

某苯乙烯裝置精苯乙烯塔（T-403）的液位測(cè)量采取的是現(xiàn)場(chǎng)磁翻板液位計(jì)和差壓式液位計(jì)二者相互獨(dú)立的測(cè)量方式。為了液位計(jì)在工作時(shí)不發(fā)生堵塞的現(xiàn)象，在兩套液位計(jì)的引壓接口處分別增設(shè)了DN8的粗苯乙烯沖洗線和氮?dú)獯祾呔€。但在裝置運(yùn)行期間，現(xiàn)場(chǎng)磁翻板液位計(jì)能實(shí)時(shí)反映被測(cè)介質(zhì)的實(shí)際液位，很少有聚合物堵塞引壓管現(xiàn)象的發(fā)生。而差壓式液位計(jì)卻頻繁出現(xiàn)聚合物堵塞引壓管的現(xiàn)象，造成差壓式液位計(jì)顯示錯(cuò)誤值，磁翻板液位卻顯示出滿液位測(cè)量情況，使T-4003處于生產(chǎn)不正常的淹塔工況條件下運(yùn)行，給裝置生產(chǎn)造成了很大的安全隱患，最終迫使產(chǎn)品改線至不合格產(chǎn)品線，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2 堵塞原因分析

引壓管管徑太小。根據(jù)吹氣法液位測(cè)量原理，在T-403的差壓式液位計(jì)上采用的是DN8的氮?dú)獯祾吖芫€對(duì)差壓變送器的正、負(fù)測(cè)量室引壓部位保持一定流量的吹掃，引壓管采用的為DN15的管徑。在實(shí)際的生產(chǎn)中，當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫?、流量出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，會(huì)使小部分的被測(cè)介質(zhì)苯乙烯進(jìn)入到變送器的正、負(fù)測(cè)量室，形成一小段液柱，造成液位測(cè)量不準(zhǔn)，給工藝正常操作帶來不利影響。通過將氮?dú)饬髁空{(diào)至大流量后，但吹掃效果仍不理想，苯乙烯在差壓式變送器正、負(fù)測(cè)量室附近停滯時(shí)間依然過長(zhǎng)，致使在測(cè)量接口處出現(xiàn)了聚合物，堵塞了引壓管線，儀表維修人員需經(jīng)常拆檢變送器及導(dǎo)壓管，維護(hù)工作量大而且又影響正常的生產(chǎn)。

3 差壓式液位計(jì)改造

針對(duì)差壓式液位計(jì)在T-403上發(fā)生聚合物堵塞引壓管現(xiàn)象，提出對(duì)現(xiàn)有的差壓式液位計(jì)進(jìn)行改造，改用DN80雙法蘭差壓式液位計(jì)。

3.1 雙方法蘭差壓式液位計(jì)測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)

3.1.1 對(duì)于測(cè)量粘度大、易聚合類介質(zhì)應(yīng)用性強(qiáng)

在測(cè)量有粘度大的液體的液位時(shí)，為解決引壓管被堵塞的問題，在導(dǎo)壓管入口處加隔離膜片的法蘭式差壓變送器。測(cè)量元件的金屬膜片，經(jīng)毛細(xì)管與變送器的正、負(fù)測(cè)量室相連通。在膜片、毛細(xì)管和測(cè)量室所組成的封閉系統(tǒng)內(nèi)充有傳壓介質(zhì)硅油，使被測(cè)介質(zhì)不進(jìn)入毛細(xì)管與變送器;很好的處理了被測(cè)介質(zhì)苯乙烯與毛細(xì)管和變送器之間如何避免堵塞問題的發(fā)生。獨(dú)特的測(cè)量原理從源頭上解決了苯乙烯引壓管堵塞問題，在處理這類粘度大、易聚合的介質(zhì)上在實(shí)際的生產(chǎn)有很強(qiáng)的應(yīng)用性。

3.1.2 金屬膜片測(cè)量表面積大，性能穩(wěn)定

法蘭差壓式液位計(jì)應(yīng)用在T-403的液位測(cè)量時(shí)，金屬膜片被測(cè)介質(zhì)苯乙烯的接觸面，由于物料的物理特性，金屬膜片底部仍會(huì)出現(xiàn)局部、少量的聚合物。法蘭差壓式液位計(jì)的金屬膜片測(cè)量面采用DN80口徑的法蘭面，測(cè)量表面積大，即使出現(xiàn)了小量的聚合物，只要膜片不被全堵塞，就不會(huì)影響膜片上部對(duì)液位測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.1.3調(diào)校簡(jiǎn)便

當(dāng)要對(duì)法蘭差壓式液位計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，只需將雙法蘭液位計(jì)的一次閥關(guān)閉，打開法蘭沖洗環(huán)上的排放閥，用475現(xiàn)場(chǎng)通訊器檢查、調(diào)校方便簡(jiǎn)潔。帶氮?dú)獯祾吖艿牟顗阂何挥?jì)需要拉滿液位標(biāo)定程量，再排空液位標(biāo)定零點(diǎn)，校驗(yàn)措施相對(duì)雙法蘭液位計(jì)繁瑣。

3.2 改用粗苯乙烯溶劑作為沖洗介質(zhì)

采用雙法蘭式差液位計(jì)后很大程度上解決了引壓管及變送器被苯乙烯堵塞的問題，但在與苯乙烯接觸的測(cè)量金屬膜片測(cè)量面仍然會(huì)有聚合物現(xiàn)象的出現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間的積累也會(huì)影響測(cè)量值的準(zhǔn)確性。為解決金屬膜片測(cè)量面與被測(cè)介質(zhì)苯乙烯接觸面出現(xiàn)聚合物的問題，根據(jù)相似相溶的原理，在隔離膜盒的導(dǎo)壓管入口處注入粗苯乙烯作為沖洗介質(zhì)。粗苯乙烯與T-403高濃度的苯乙烯具有良好的互溶性能，同時(shí)也起到了稀釋和增強(qiáng)流動(dòng)性能的作用，從而更好的降低了在膜片測(cè)量面處苯乙烯形成聚合物的可能性，使測(cè)量值更加的準(zhǔn)確。

3.3 差壓式液位計(jì)在T-403上的具體改造措施

為了不影響遠(yuǎn)傳液位測(cè)量的準(zhǔn)確性，準(zhǔn)備在原有的差壓式液位計(jì)正、負(fù)取壓法蘭口的設(shè)置位置上進(jìn)行改造。將原有設(shè)計(jì)的DN20差壓式液位計(jì)正、負(fù)取壓法蘭口擴(kuò)大為DN80的法蘭取壓口，接觸面大不易全堵塞，保證了壓力全傳遞。

為了使雙法蘭差壓式液位計(jì)正常穩(wěn)定地工作，減少膜片測(cè)量面苯乙烯聚合物的產(chǎn)生，在隔離膜片的導(dǎo)壓管入口處增設(shè)兩條DN8的粗苯乙烯線。利用粗苯乙烯溶劑作為沖洗介質(zhì)對(duì)膜片測(cè)量面進(jìn)行沖洗，避免聚合物聚集在膜片測(cè)量面現(xiàn)象的發(fā)生。

4 雙法蘭差壓式液位計(jì)應(yīng)用效果

將現(xiàn)有的差壓式液位計(jì)改為雙法蘭差壓式液位計(jì)后，T-403的遠(yuǎn)傳液位檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性取得很大幅度的提高，基本上和磁翻板液位計(jì)檢測(cè)數(shù)據(jù)做到同步相一致。通過裝置后來的幾次大檢修驗(yàn)證，對(duì)改造后的液位計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拆下檢查發(fā)現(xiàn)，雙法蘭差壓式液位計(jì)正、負(fù)測(cè)量膜片法蘭面很少再出現(xiàn)過苯乙烯聚合物堵塞檢測(cè)面的現(xiàn)象。對(duì)比之前采用的差壓式液位計(jì)測(cè)量液位時(shí)，頻繁出現(xiàn)苯乙烯聚合物堵塞引壓管現(xiàn)象得到了有效解決，遠(yuǎn)傳液位測(cè)量的精確度使T-403的穩(wěn)定生產(chǎn)得到了有效保障，避免了因差壓式液位計(jì)的堵塞，造成產(chǎn)品改線甚至裝置停工等生產(chǎn)事故的發(fā)生。

5 結(jié)語

對(duì)于具有易聚合、粘度大的被測(cè)介質(zhì)，使用一般導(dǎo)壓管差壓式液位計(jì)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，在工業(yè)生產(chǎn)上仍具有一定的局限性;通過對(duì)一般導(dǎo)壓管差壓式液位計(jì)的改造，采用雙法蘭差壓式液位計(jì)測(cè)量液位，使得液位的測(cè)量精度得到了很大的提高。這對(duì)于同類生產(chǎn)裝置的物料檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，起到了很強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)作用，同時(shí)也給同類生產(chǎn)裝置的液位測(cè)量改造提供了很好的實(shí)施方案，有著積極的推廣意義。

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作者簡(jiǎn)介：

熊杰（1988- ），男，漢族，本科學(xué)歷，中海油東方石化有限責(zé)任公司助理工程師。