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烷基化液位变送器中的仪表波动原因分析与改造

作时间:2019-09-11  来源:  作者:
   
摘 要:烷基化液位变送器在冬季天气寒冷时频繁波动,通过对仪表的伴热进行改造,解决了由于伴热问题造成 仪表波动的原因, 烷基化液位变送器运行平稳的目的。
 
烷基化工艺是低碳异构烷烃和低碳烯烃在浓硫酸的接触作用下进行烷基化反应,生产高辛烷值的异构烷烃,也是利用轻质烃类生产高辛烷值的汽油组分的主要方法之一。它具有辛烷值高、挥发性小、有毒物含量少,燃烧清洁性好等特点,是清洁汽油的理想调节组分。利用烷基化油调和汽油有许多优点,第一它能稀释汽油中的硫、氮等有害物质,使汽油更加符合所要求的标准;第二对催化重整汽油组分中的芳烃也有稀释作用,从而可以掺入更多的催化重整汽油组分,以达到提高汽油辛烷值的目的。
烷基化液位变送器于2018年11月17日竣工投产,采用自主研发技术,以MTBE装置的醚后碳四为原料,采用硫酸法烷基化技术,生产出高辛烷值汽油调和组分-烷基化油,满足国Ⅵ排放标准。它的投产标志着宁夏石化公司的汽油产品有了质的飞跃,率先实现了国六标准。它主要有反应区、分馏区、精制区、罐区和公用工程,设备全部采用国产设备,11月17日进行开车后,装置运行稳定,工艺技术先进成熟可靠,产品质量合格,目前已处于长周期运行阶段。本文针对试车、开车以来仪表出现的问题和技改进行一个简要的分析和总结。
 
1 问题的发现
D101是烷基化的主要预处理设备,也是烷基化液位变送器的关键设备之一,自界外MTBE装置来的醚后碳四原料进入原料缓冲罐D-101,经原料进料泵P-101A/B升压后,与脱盐水泵P-001A/B送来的脱盐水混合,在原料碳四脱甲醇罐D-104中通过聚结内件,萃取原料碳四中的甲醇后,再与界外来的氢气混合,送至加氢进料换热器E-101。D101的主要作用是预处理,将碳四进行脱水。设备上面总共有4台液位仪表。分别为LT1102A/B/C和LT1101,它主要是测量D101的液位高低,在冬季天气寒冷时,由于温度过低,仪表常常出现波动,造成测量不准确,工艺人员无法正常操作,致使装置波动。
由于LT1102A/B/C三台仪表是D101的非常主要液位仪表,反应灵敏,并且有三取二液位高高联锁,当液位计有两台高高时联锁关闭D-101原料缓冲罐的入口紧急切断阀XV-1102,造成烷基化液位变送器停车。
 
2原因分析
2.1伴热管线太细
D101设备上的仪表伴热是使用的热水伴热,热水温度正常在70℃左右,压力0.02MPa。从分配器出来采用Φ20×1.5mm的不锈钢管,采用多台仪表串联供热方式,分配到每台仪表,仪表导压管处则采用Φ12×1mm的不锈钢管,通过工艺玻璃板和双法兰仪表后,再返回至工艺回水总管,管线里的热水流量经过20m左右的管线后几乎是流量为零,加上冬天寒冷,造成管线结冰。
2.2压力不够
从分配器出来的2.0kg低压热水,经过Φ12×1.0mm的管线到达这几台仪表压力变送器的高度,再加上热水入口和回水的高度差较小,管线里的压力基本为零。
 
20190911085852.jpg
 
2.3布置不合理,拐弯太多
原来的伴热管线从初端至末端90°弯有20多个,45°弯有十几个。它首先进到了工艺的玻璃板,然后再进入到双法兰变送器,总共有五台设备通过它来伴热,这样就给整个伴热管线造成了压力减小,热水还未到末端管线就已冻凝,造成仪表测量值不准。
2.4伴热太远
仪表保温伴热系统是检测仪表测量准确的保障,仪表的伴热分为轻伴热和重伴热,LT1102A/B/C和LT1101这4台仪表所测的介质都是碳四,由于施工方的原因,将这几台表的伴热执行轻伴热,离仪表的距离远,热水的温度不能给测量点充分加热,造成了液位计正压测结冰,仪表指示超低限,造成仪表波动无指示。
 
20190911085911.jpg
 
2.5设计问题
伴热系统原来使用的是针型阀,型号为J61H-CL800,由于此针型阀为不锈钢材料,使用中又是处于温度高的状态,一段时间后,容易使阀的腔体处粘合,造成阀门开关卡涩,阀门损坏,流水不畅,仪表不能正常指示。
 
3解决方案
由于仪表的频繁波动,严重影响了烷基化液位变送器的稳定运行,经过详细的查找资料,现场摸底了解,决定使用热水伴热和电伴热来解决仪表的冻凝问题。
 
3.1压差变送器的工作原理
压差变送器利用差动电容检测原理将差压转为电信号。用于测量液体、气体或蒸汽的液位差压,利用测量变送器两端压力之差,将差压信号转变为标准信号(4mA~20mA、1V~5V)输出。它有两个压力接口,一个为正压端,一个为负压端,正压端的压力大于负压端压力时,显示出测量值。测量蒸汽等液体介质时,为防止冬季结冰,通常对变送器进行保温(见图2)。
 
3.2处理方法
使用原来的DN15的热水管线作为仪表的伴热管线,先将工艺的玻璃板伴热管线隔离,将LT1101使用一路伴热管线,将原来的热水管线和回水管线不锈钢部分紧贴仪表,使仪表本体充分接收热量,回水管线引至管廊的工艺总管,使它的高度在管廊的下方,高度差为一米多,按照伴热施工安装规范,保证它有一定的坡度,使每台仪表伴热管线有充足的压力。
由于这三台仪表的伴热阀门损坏无法操作,重新进行更换时需要动火,但由于装置正在运行,新装置随处有碳四介质泄露,造成无法更换阀门。故改为电伴热,通过增加电源箱,敷设电伴热带和绝缘测试,末端接线后,送电投用电伴热正常,保证了液位仪表的正常使用温度,解决了液位计LT1102A/B/C在冬季仪表的波动问题,并且施工简单,维护方便:还减少了大量的工作量。还不需要再找安检或者其他的安装单位进行施工,节省人工费。
 
4效果总结
经过对烷基化D101预处理器LT1102A/B/C伴热成功改造后,装置一直稳定运行,仪表指示准确无波动,给工艺操作人员带来了极大的方便,减少了仪表人员的维护量。并且有效地杜绝了跑、冒、滴、漏现象,也省去了伴热管线出现漏点后,拆保温、堵漏点、恢复保温的费用,有效改善了企业的生产现场环境。也省去了现场维护时办理工作票、用电票、动火票、动火分析、搭架设以及现场监护等等一系列复杂程序。同时也节约了成本,为企业创造了较大的经济效益。
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