烷基化裝置液位變送器在冬季頻繁波動(dòng)原因分析與改造

烷基化裝置液位變送器在冬季天氣寒冷時(shí)頻繁波動(dòng)，上海上自儀公司通過對(duì)儀表的伴熱進(jìn)行改造，解決了由于伴熱問題造成 儀表波動(dòng)的原因, 烷基化裝置運(yùn)行平穩(wěn)的目的。

烷基化工藝是低碳異構(gòu)烷烴和低碳烯烴在濃硫酸的接觸作 用下進(jìn)行烷基化反應(yīng)，生產(chǎn)高辛烷值的異構(gòu)烷烴，也是利用輕質(zhì)烴類生產(chǎn)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(fā)性小、有毒物含量少，燃燒清潔性好等特點(diǎn)，是清潔汽油 的理想調(diào)節(jié)組分。利用烷基化油調(diào)和汽油有許多優(yōu)點(diǎn)，非常好它能 稀釋汽油中的硫、氮等有害物質(zhì)，使汽油更加符合所要求的標(biāo) 準(zhǔn)；第二對(duì)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(dá)到提高汽油辛烷值的目的。

寧夏石化公司烷基化裝置于 2018 年 11 月 17 日竣工投產(chǎn)， 采用蘭州寰球工程有限公司自主研發(fā)技術(shù)，以MTBE 裝置的醚 后碳四為原料，采用硫酸法烷基化技術(shù)，生產(chǎn)出高辛烷值汽油調(diào) 和組分-烷基化油，滿足國(guó)Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)。它的投產(chǎn)標(biāo)志著寧夏石 化公司的汽油產(chǎn)品有了質(zhì)的飛躍，率先實(shí)現(xiàn)了國(guó)六標(biāo)準(zhǔn)。它主要 有反應(yīng)區(qū)、分餾區(qū)、精制區(qū)、罐區(qū)和公用工程，設(shè)備全部采用國(guó)產(chǎn) 設(shè)備，11 月 17 日進(jìn)行開車后，裝置運(yùn)行穩(wěn)定，工藝技術(shù)先進(jìn)成熟可靠，產(chǎn)品質(zhì)量合格，目前已處于長(zhǎng)周期運(yùn)行階段。本文針對(duì) 試車、開車以來儀表出現(xiàn)的問題和技改進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)要的分析和總結(jié)。

1 問題的發(fā)現(xiàn)

D101 是烷基化的主要預(yù)處理設(shè)備，也是烷基化裝置的關(guān)鍵 設(shè)備之一，自界外 MTBE 裝置來的醚后碳四原料進(jìn)入原料緩沖 罐 D-101，經(jīng)原料進(jìn)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(jié)內(nèi)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(jìn)料換熱器 E-101。D101 的主要作用是預(yù)處理，將碳 四進(jìn)行脫水。設(shè)備上面總共有 4 臺(tái)液位儀表。分別為 LT1102A/B/C 和 LT1101，它主要是測(cè)量 D101 的液位高低，在冬季天氣寒 冷時(shí)，由于溫度過低，儀表常常出現(xiàn)波動(dòng)，造成測(cè)量不準(zhǔn)確，工藝 人員無法正常操作，致使裝置波動(dòng)。

由于 LT1102A/B/C 三臺(tái)儀表是 D101 的非常主要液位儀表，反 應(yīng)靈敏，并且有三取二液位高高聯(lián)鎖，當(dāng)液位計(jì)有兩臺(tái)高高時(shí)聯(lián) 鎖關(guān)閉 D-101 原料緩沖罐的入口緊急切斷閥 XV-1102，造成烷 基化裝置停車。

2 原因分析

2.1 伴熱管線太細(xì)

D101 設(shè)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 0.02 MPa。從分配器出來采用Φ20×1.5 mm的不銹鋼管，采用多臺(tái)儀表串聯(lián)供熱方式，分配到每臺(tái)儀表，儀 表導(dǎo)壓管處則采用 Φ12×1 mm 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(jīng)過20 m 左右的管線后幾乎是流量為零，加上冬天寒冷，造成管線 結(jié)冰。

2.2 壓力不夠

從分配器出來的 2.0 kg 低壓熱水，經(jīng)過 Φ12×1.0 mm 的管 線到達(dá)這幾臺(tái)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。

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(gè)，45°彎有十 幾個(gè)。它首先進(jìn)到了工藝的玻璃板，然后再進(jìn)入到雙法蘭變送 器，總共有五臺(tái)設(shè)備通過它來伴熱，這樣就給整個(gè)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(cè)量值不 準(zhǔn)。

2.4 伴熱太遠(yuǎn)

儀表保溫伴熱系統(tǒng)是檢測(cè)儀表測(cè)量準(zhǔn)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(tái)儀表所測(cè)的介質(zhì)都是碳四，由于施工方的原因，將這幾臺(tái)表的伴熱執(zhí)行輕伴熱，離儀表的距離遠(yuǎn)，熱水的溫度不能給測(cè)量點(diǎn)充分加熱，造成了液位計(jì)正壓測(cè)結(jié)冰，儀表指示超低限，造成儀表波動(dòng)無指 示。

2.5 設(shè)計(jì)問題

伴熱系統(tǒng)原來使用的是針型閥，型號(hào)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(tài)，一段時(shí) 間后，容易使閥的腔體處粘合，造成閥門開關(guān)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(dòng)，嚴(yán)重影響了烷基化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行， 經(jīng)過詳細(xì)的查找資料，現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)電容檢測(cè)原理將差壓轉(zhuǎn)為電信號(hào)。用 于測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位差壓，利用測(cè)量變送器兩端壓力之差，將差壓信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)信號(hào)（4 mA~20 mA、1 V~5 V）輸 出。它有兩個(gè)壓力接口，一個(gè)為正壓端，一個(gè)為負(fù)壓端，正壓端的 壓力大于負(fù)壓端壓力時(shí)，顯示出測(cè)量值。測(cè)量蒸汽等液體介質(zhì)時(shí)，為防止冬季結(jié)冰，通常對(duì)變送器進(jìn)行保溫

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(guī)范，保證它有 一定的坡度，使每臺(tái)儀表伴熱管線有充足的壓力。 由于這三臺(tái)儀表的伴熱閥門損壞無法操作，重新進(jìn)行更換時(shí)需要?jiǎng)踊?，但由于裝置正在運(yùn)行，新裝置隨處有碳四介質(zhì)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(shè)電 伴熱帶和絕緣測(cè)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(jì) LT1102A/B/C 在冬季儀表的波動(dòng)問題，并且施工簡(jiǎn)單，維護(hù)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(jìn)行施工，節(jié)省人 工費(fèi)。

4 效果總結(jié)

經(jīng)過對(duì)烷基化 D101 預(yù)處理器 LT1102A/B/C 伴熱成功改造 后，裝置一直穩(wěn)定運(yùn)行，儀表指示準(zhǔn)確無波動(dòng)，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(hù)量。并且有效地杜絕了跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，也省去了伴熱管線出現(xiàn)漏點(diǎn)后，拆保溫、堵 漏點(diǎn)、恢復(fù)保溫的費(fèi)用，有效改善了企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。上海上自儀公司也省 去了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)時(shí)辦理工作票、用電票、動(dòng)火票、動(dòng)火分析、搭架設(shè)以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)等等一系列復(fù)雜程序。同時(shí)也節(jié)約了成本，為企業(yè) 創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。