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催化裂化装置分馏塔塔底双法兰液位计改造


文章日期:2018-04-02|阅读数:


摘要: 催化裂化装置油浆密度大并含催化剂固体颗粒,使得分馏塔塔底双法兰液位计易结焦堵塞,导致液位计指示失灵。采用反吹蒸汽对液位计进行连续反吹,解决了引压管堵塞导致液位计失灵等生产问题,此技术适合各种差压式液位计大规模工业应用。
  单、双法兰式差压变送器由差压变送器、毛细管和带密封隔膜的法兰组成。密封隔膜的作用是防止管道中的介质直接进入差压变送器,它与变送器之间是靠注满液体( 一般采用硅油) 的毛细管连接起来的,当膜片受压后产生微小变形,变形位移或频率通过毛细管的液体传递给变送器,由变送器处理后转换成输出信号。
  炼油厂催化裂化、常减压、焦化等重蜡油、渣油装置普遍采用双法兰等差压式变送器指示液位。而催化裂化装置分馏塔塔底液位计普遍采用普通差压式、浮球式、双法兰液位计。由于双法兰液位计运行稳定、维护简单等特点,目前越来越多的液位计采用双法兰液位计[1]。由于重蜡油、渣油等介质较为粘稠且容易结焦,双法兰液位计隔膜及引压管部分经常发生堵塞,造成液位计指示偏差、失灵,影响装置平稳运行。本文着重从工艺角度对仪表进行相应改造,彻底解决了引压管堵塞导致仪表失灵等问题。

1、改造前液位计使用情况:
1. 1、液位计概况:

  中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂第三催化裂化装置( 简称齐鲁三催化) 分馏塔塔底的 2 只液位计均为双法兰液位计,液位计引压管及密封膜盒等位置均有保温伴热,硅油毛细管有保温。分馏塔塔底的介质为催化油浆,温度 345 ℃,密度1 080 kg / m3,催化剂固体颗粒含量 2. 0 g /L。改造前液位计引压管结构见图 1,引压管中部有反冲洗柴油。催化油浆中含有较多的稠环芳烃,在较高温度下容易缩合结焦。冲洗柴油对油浆中稠环芳烃溶解能力较差且难以清除挂壁的催化剂颗粒,导致反冲洗效果不理想。

图 1 改造前双法兰液位计

图 1 改造前双法兰液位计
1. 2、液位计故障原因分析:
  齐鲁三催化于 2015 年 4 月投产,分馏塔塔底2 只双法兰液位计使用 3 个月后,与现场玻璃板真实液位相比出现不同程度的指示偏差。随着装置运行时间增加,2 只双法兰液位计***大偏差超过 20% ,严重影响工艺人员对分馏塔塔底液面的正确判断,对装置安全生产造成隐患。仪表人员多次对液位计差压变送器及毛细管等进行检查均未发现异常,对液位计零点进行迁移校正之后很快又出现新的偏差,仪表人员据此判断液位计指示偏差非仪表本身原因。工艺人员投用反冲洗柴油对液位计引压管进行反冲洗,冲洗之后稍有改善,但液位计很快又出现较大偏差,根据此现象初步判断引压管可能局部堵塞。2015 年 8 月,将液位计引压管及密封膜盒进行拆装检查,发现引压管基本被粘稠易结焦的油浆堵塞,压力传导不畅造成液位计指示偏差。液位计引压管堵塞情况见图 2。
图2 液位计引压管局部堵塞


图2 液位计引压管局部堵塞
  仪表人员对引压管一次阀后及密封膜盒表面油浆进行清理后回装,液位计稳定运行 1 个月,后期又发生油浆堵塞现象。工艺人员频繁投用冲洗柴油对液位计进行反冲洗,但未能从根本上解决引压管堵塞问题。
  齐鲁三催化分馏塔塔底油浆密度高达 1 080kg / m3,且含有较多的稠环芳烃和催化剂固体颗粒,在双法兰液位计膜盒缓流区容易形成软焦或者焦块,堵塞了压力传导管线,导致液位计指示失灵。由于冲洗柴油在引压管中部,对引压管进行冲洗时只能冲洗中后部,对靠近膜盒位置的软焦只能起到松动作用,并不能清除已经形成的软焦。由于靠近膜盒缓流区软焦块及催化剂颗粒无法彻底清除,液位计指示一段时间后偏差逐渐增大,***终再次失灵。

2、双法兰液位计改造情况:
  2015 年 8 月齐鲁三催化停工消缺期间对液位计引压管部分进行了相应改造。液位计引压管一次阀后整体更换,原材质为碳钢,更换为不锈钢管,其内部光滑度有所提高,减少了油浆及催化剂在内管壁附着和挂壁。引压管长度整体缩短 5cm,减少了缓流区,***大可能降低了堵塞面积。引压管增加连续反吹蒸汽,反吹蒸汽尽量靠近膜盒端,原冲洗油线保留。利用反吹蒸汽对引压管进行不间断反吹,对引压管形成扇形面蒸汽保护,阻挡易结焦介质污染膜盒及堵塞引压管。引压管采用 DN15 mm 管线,管线加装 3. 9 mm 孔板,反吹用 0. 9 MPa 低压蒸汽,蒸汽流量 35 kg /h。引压管中间底部增加倒淋阀一只,方便在线切除处理。以上改造在双法兰液位计上下引压管同步进行。由于液位计上下引压管同时增加了带限流孔板的反吹蒸汽,其对上下引压管产生相同的压力,相同压力可以相互抵消,保证了液位计指示准确。改造后的引压管见图 3。
图 3 改造后的液位计引压管

图 3 改造后的液位计引压管

3、改造后液位计运行情况:
  2015 年 9 月液位计改造后投入使用,引压管保温伴热全部恢复。上下引压管反吹蒸汽同时投用,抵消了蒸汽压力对膜盒压力信号的影响。通过现场就地玻璃板液位计与双法兰远传液位计比较,改造后的双法兰液位计指示准确,两者偏差在5% 以内。得益于反吹蒸汽对引压管的连续反冲洗作用,运行至今,液位计引压管未发生堵塞,液位计运行稳定、指示准确。

4、结语:
  催化分馏塔塔底双法兰液位计改造为同行业内首次增加带孔板连续反吹蒸汽,创造性的实现对引压管及膜盒的持续清洁,同时不影响其对液位的正确指示。炼油化工行业普遍使用双法兰膜盒差压变送器,尤其是在流动介质较粘稠或含有固体颗粒时,带反吹蒸汽的改造型双法兰液位计更适用。


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