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烷基化液位變送器中的儀表波動原因分析與改造

作時間:2019-09-11  來源:  作者:
   
摘 要:烷基化液位變送器在冬季天氣寒冷時頻繁波動,通過對儀表的伴熱進行改造,解決了由于伴熱問題造成 儀表波動的原因, 烷基化液位變送器運行平穩的目的。
 
烷基化工藝是低碳異構烷烴和低碳烯烴在濃硫酸的接觸作用下進行烷基化反應,生產高辛烷值的異構烷烴,也是利用輕質烴類生產高辛烷值的汽油組分的主要方法之一。它具有辛烷值高、揮發性小、有毒物含量少,燃燒清潔性好等特點,是清潔汽油的理想調節組分。利用烷基化油調和汽油有許多優點,第一它能稀釋汽油中的硫、氮等有害物質,使汽油更加符合所要求的標準;第二對催化重整汽油組分中的芳烴也有稀釋作用,從而可以摻入更多的催化重整汽油組分,以達到提高汽油辛烷值的目的。
烷基化液位變送器于2018年11月17日竣工投產,采用自主研發技術,以MTBE裝置的醚后碳四為原料,采用硫酸法烷基化技術,生產出高辛烷值汽油調和組分-烷基化油,滿足國Ⅵ排放標準。它的投產標志著寧夏石化公司的汽油產品有了質的飛躍,率先實現了國六標準。它主要有反應區、分餾區、精制區、罐區和公用工程,設備全部采用國產設備,11月17日進行開車后,裝置運行穩定,工藝技術先進成熟可靠,產品質量合格,目前已處于長周期運行階段。本文針對試車、開車以來儀表出現的問題和技改進行一個簡要的分析和總結。
 
1 問題的發現
D101是烷基化的主要預處理設備,也是烷基化液位變送器的關鍵設備之一,自界外MTBE裝置來的醚后碳四原料進入原料緩沖罐D-101,經原料進料泵P-101A/B升壓后,與脫鹽水泵P-001A/B送來的脫鹽水混合,在原料碳四脫甲醇罐D-104中通過聚結內件,萃取原料碳四中的甲醇后,再與界外來的氫氣混合,送至加氫進料換熱器E-101。D101的主要作用是預處理,將碳四進行脫水。設備上面總共有4臺液位儀表。分別為LT1102A/B/C和LT1101,它主要是測量D101的液位高低,在冬季天氣寒冷時,由于溫度過低,儀表常常出現波動,造成測量不準確,工藝人員無法正常操作,致使裝置波動。
由于LT1102A/B/C三臺儀表是D101的非常主要液位儀表,反應靈敏,并且有三取二液位高高聯鎖,當液位計有兩臺高高時聯鎖關閉D-101原料緩沖罐的入口緊急切斷閥XV-1102,造成烷基化液位變送器停車。
 
2原因分析
2.1伴熱管線太細
D101設備上的儀表伴熱是使用的熱水伴熱,熱水溫度正常在70℃左右,壓力0.02MPa。從分配器出來采用Φ20×1.5mm的不銹鋼管,采用多臺儀表串聯供熱方式,分配到每臺儀表,儀表導壓管處則采用Φ12×1mm的不銹鋼管,通過工藝玻璃板和雙法蘭儀表后,再返回至工藝回水總管,管線里的熱水流量經過20m左右的管線后幾乎是流量為零,加上冬天寒冷,造成管線結冰。
2.2壓力不夠
從分配器出來的2.0kg低壓熱水,經過Φ12×1.0mm的管線到達這幾臺儀表壓力變送器的高度,再加上熱水入口和回水的高度差較小,管線里的壓力基本為零。
 
20190911085852.jpg
 
2.3布置不合理,拐彎太多
原來的伴熱管線從初端至末端90°彎有20多個,45°彎有十幾個。它首先進到了工藝的玻璃板,然后再進入到雙法蘭變送器,總共有五臺設備通過它來伴熱,這樣就給整個伴熱管線造成了壓力減小,熱水還未到末端管線就已凍凝,造成儀表測量值不準。
2.4伴熱太遠
儀表保溫伴熱系統是檢測儀表測量準確的保障,儀表的伴熱分為輕伴熱和重伴熱,LT1102A/B/C和LT1101這4臺儀表所測的介質都是碳四,由于施工方的原因,將這幾臺表的伴熱執行輕伴熱,離儀表的距離遠,熱水的溫度不能給測量點充分加熱,造成了液位計正壓測結冰,儀表指示超低限,造成儀表波動無指示。
 
20190911085911.jpg
 
2.5設計問題
伴熱系統原來使用的是針型閥,型號為J61H-CL800,由于此針型閥為不銹鋼材料,使用中又是處于溫度高的狀態,一段時間后,容易使閥的腔體處粘合,造成閥門開關卡澀,閥門損壞,流水不暢,儀表不能正常指示。
 
3解決方案
由于儀表的頻繁波動,嚴重影響了烷基化液位變送器的穩定運行,經過詳細的查找資料,現場摸底了解,決定使用熱水伴熱和電伴熱來解決儀表的凍凝問題。
 
3.1壓差變送器的工作原理
壓差變送器利用差動電容檢測原理將差壓轉為電信號。用于測量液體、氣體或蒸汽的液位差壓,利用測量變送器兩端壓力之差,將差壓信號轉變為標準信號(4mA~20mA、1V~5V)輸出。它有兩個壓力接口,一個為正壓端,一個為負壓端,正壓端的壓力大于負壓端壓力時,顯示出測量值。測量蒸汽等液體介質時,為防止冬季結冰,通常對變送器進行保溫(見圖2)。
 
3.2處理方法
使用原來的DN15的熱水管線作為儀表的伴熱管線,先將工藝的玻璃板伴熱管線隔離,將LT1101使用一路伴熱管線,將原來的熱水管線和回水管線不銹鋼部分緊貼儀表,使儀表本體充分接收熱量,回水管線引至管廊的工藝總管,使它的高度在管廊的下方,高度差為一米多,按照伴熱施工安裝規范,保證它有一定的坡度,使每臺儀表伴熱管線有充足的壓力。
由于這三臺儀表的伴熱閥門損壞無法操作,重新進行更換時需要動火,但由于裝置正在運行,新裝置隨處有碳四介質泄露,造成無法更換閥門。故改為電伴熱,通過增加電源箱,敷設電伴熱帶和絕緣測試,末端接線后,送電投用電伴熱正常,保證了液位儀表的正常使用溫度,解決了液位計LT1102A/B/C在冬季儀表的波動問題,并且施工簡單,維護方便:還減少了大量的工作量。還不需要再找安檢或者其他的安裝單位進行施工,節省人工費。
 
4效果總結
經過對烷基化D101預處理器LT1102A/B/C伴熱成功改造后,裝置一直穩定運行,儀表指示準確無波動,給工藝操作人員帶來了極大的方便,減少了儀表人員的維護量。并且有效地杜絕了跑、冒、滴、漏現象,也省去了伴熱管線出現漏點后,拆保溫、堵漏點、恢復保溫的費用,有效改善了企業的生產現場環境。也省去了現場維護時辦理工作票、用電票、動火票、動火分析、搭架設以及現場監護等等一系列復雜程序。同時也節約了成本,為企業創造了較大的經濟效益。
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