催化裂化裝置分餾塔塔底雙法蘭液位計(jì)改造
摘要: 催化裂化裝置油漿密度大并含催化劑固體顆粒,使得分餾塔塔底雙法蘭液位計(jì)易結(jié)焦堵塞,導(dǎo)致液位計(jì)指示失靈。采用反吹蒸汽對(duì)液位計(jì)進(jìn)行連續(xù)反吹,解決了引壓管堵塞導(dǎo)致液位計(jì)失靈等生產(chǎn)問(wèn)題,此技術(shù)適合各種差壓式液位計(jì)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
單、雙法蘭式差壓變送器由差壓變送器、毛細(xì)管和帶密封隔膜的法蘭組成。密封隔膜的作用是防止管道中的介質(zhì)直接進(jìn)入差壓變送器,它與變送器之間是靠注滿液體( 一般采用硅油) 的毛細(xì)管連接起來(lái)的,當(dāng)膜片受壓后產(chǎn)生微小變形,變形位移或頻率通過(guò)毛細(xì)管的液體傳遞給變送器,由變送器處理后轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)。
煉油廠催化裂化、常減壓、焦化等重蠟油、渣油裝置普遍采用雙法蘭等差壓式變送器指示液位。而催化裂化裝置分餾塔塔底液位計(jì)普遍采用普通差壓式、浮球式、雙法蘭液位計(jì)。由于雙法蘭液位計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn),目前越來(lái)越多的液位計(jì)采用雙法蘭液位計(jì)[1]。由于重蠟油、渣油等介質(zhì)較為粘稠且容易結(jié)焦,雙法蘭液位計(jì)隔膜及引壓管部分經(jīng)常發(fā)生堵塞,造成液位計(jì)指示偏差、失靈,影響裝置平穩(wěn)運(yùn)行。本文著重從工藝角度對(duì)儀表進(jìn)行相應(yīng)改造,徹底解決了引壓管堵塞導(dǎo)致儀表失靈等問(wèn)題。
1、改造前液位計(jì)使用情況:
1. 1、液位計(jì)概況:
中國(guó)石化齊魯分公司勝利煉油廠第三催化裂化裝置( 簡(jiǎn)稱齊魯三催化) 分餾塔塔底的 2 只液位計(jì)均為雙法蘭液位計(jì),液位計(jì)引壓管及密封膜盒等位置均有保溫伴熱,硅油毛細(xì)管有保溫。分餾塔塔底的介質(zhì)為催化油漿,溫度 345 ℃,密度1 080 kg / m3,催化劑固體顆粒含量 2. 0 g /L。改造前液位計(jì)引壓管結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 1,引壓管中部有反沖洗柴油。催化油漿中含有較多的稠環(huán)芳烴,在較高溫度下容易縮合結(jié)焦。沖洗柴油對(duì)油漿中稠環(huán)芳烴溶解能力較差且難以清除掛壁的催化劑顆粒,導(dǎo)致反沖洗效果不理想。
圖 1 改造前雙法蘭液位計(jì)
齊魯三催化于 2015 年 4 月投產(chǎn),分餾塔塔底2 只雙法蘭液位計(jì)使用 3 個(gè)月后,與現(xiàn)場(chǎng)玻璃板真實(shí)液位相比出現(xiàn)不同程度的指示偏差。隨著裝置運(yùn)行時(shí)間增加,2 只雙法蘭液位計(jì)***大偏差超過(guò) 20% ,嚴(yán)重影響工藝人員對(duì)分餾塔塔底液面的正確判斷,對(duì)裝置安全生產(chǎn)造成隱患。儀表人員多次對(duì)液位計(jì)差壓變送器及毛細(xì)管等進(jìn)行檢查均未發(fā)現(xiàn)異常,對(duì)液位計(jì)零點(diǎn)進(jìn)行遷移校正之后很快又出現(xiàn)新的偏差,儀表人員據(jù)此判斷液位計(jì)指示偏差非儀表本身原因。工藝人員投用反沖洗柴油對(duì)液位計(jì)引壓管進(jìn)行反沖洗,沖洗之后稍有改善,但液位計(jì)很快又出現(xiàn)較大偏差,根據(jù)此現(xiàn)象初步判斷引壓管可能局部堵塞。2015 年 8 月,將液位計(jì)引壓管及密封膜盒進(jìn)行拆裝檢查,發(fā)現(xiàn)引壓管基本被粘稠易結(jié)焦的油漿堵塞,壓力傳導(dǎo)不暢造成液位計(jì)指示偏差。液位計(jì)引壓管堵塞情況見(jiàn)圖 2。
圖2 液位計(jì)引壓管局部堵塞
儀表人員對(duì)引壓管一次閥后及密封膜盒表面油漿進(jìn)行清理后回裝,液位計(jì)穩(wěn)定運(yùn)行 1 個(gè)月,后期又發(fā)生油漿堵塞現(xiàn)象。工藝人員頻繁投用沖洗柴油對(duì)液位計(jì)進(jìn)行反沖洗,但未能從根本上解決引壓管堵塞問(wèn)題。
齊魯三催化分餾塔塔底油漿密度高達(dá) 1 080kg / m3,且含有較多的稠環(huán)芳烴和催化劑固體顆粒,在雙法蘭液位計(jì)膜盒緩流區(qū)容易形成軟焦或者焦塊,堵塞了壓力傳導(dǎo)管線,導(dǎo)致液位計(jì)指示失靈。由于沖洗柴油在引壓管中部,對(duì)引壓管進(jìn)行沖洗時(shí)只能沖洗中后部,對(duì)靠近膜盒位置的軟焦只能起到松動(dòng)作用,并不能清除已經(jīng)形成的軟焦。由于靠近膜盒緩流區(qū)軟焦塊及催化劑顆粒無(wú)法徹底清除,液位計(jì)指示一段時(shí)間后偏差逐漸增大,***終再次失靈。
2、雙法蘭液位計(jì)改造情況:
2015 年 8 月齊魯三催化停工消缺期間對(duì)液位計(jì)引壓管部分進(jìn)行了相應(yīng)改造。液位計(jì)引壓管一次閥后整體更換,原材質(zhì)為碳鋼,更換為不銹鋼管,其內(nèi)部光滑度有所提高,減少了油漿及催化劑在內(nèi)管壁附著和掛壁。引壓管長(zhǎng)度整體縮短 5cm,減少了緩流區(qū),***大可能降低了堵塞面積。引壓管增加連續(xù)反吹蒸汽,反吹蒸汽盡量靠近膜盒端,原沖洗油線保留。利用反吹蒸汽對(duì)引壓管進(jìn)行不間斷反吹,對(duì)引壓管形成扇形面蒸汽保護(hù),阻擋易結(jié)焦介質(zhì)污染膜盒及堵塞引壓管。引壓管采用 DN15 mm 管線,管線加裝 3. 9 mm 孔板,反吹用 0. 9 MPa 低壓蒸汽,蒸汽流量 35 kg /h。引壓管中間底部增加倒淋閥一只,方便在線切除處理。以上改造在雙法蘭液位計(jì)上下引壓管同步進(jìn)行。由于液位計(jì)上下引壓管同時(shí)增加了帶限流孔板的反吹蒸汽,其對(duì)上下引壓管產(chǎn)生相同的壓力,相同壓力可以相互抵消,保證了液位計(jì)指示準(zhǔn)確。改造后的引壓管見(jiàn)圖 3。
圖 3 改造后的液位計(jì)引壓管
3、改造后液位計(jì)運(yùn)行情況:
2015 年 9 月液位計(jì)改造后投入使用,引壓管保溫伴熱全部恢復(fù)。上下引壓管反吹蒸汽同時(shí)投用,抵消了蒸汽壓力對(duì)膜盒壓力信號(hào)的影響。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)就地玻璃板液位計(jì)與雙法蘭遠(yuǎn)傳液位計(jì)比較,改造后的雙法蘭液位計(jì)指示準(zhǔn)確,兩者偏差在5% 以內(nèi)。得益于反吹蒸汽對(duì)引壓管的連續(xù)反沖洗作用,運(yùn)行至今,液位計(jì)引壓管未發(fā)生堵塞,液位計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定、指示準(zhǔn)確。
4、結(jié)語(yǔ):
催化分餾塔塔底雙法蘭液位計(jì)改造為同行業(yè)內(nèi)首次增加帶孔板連續(xù)反吹蒸汽,創(chuàng)造性的實(shí)現(xiàn)對(duì)引壓管及膜盒的持續(xù)清潔,同時(shí)不影響其對(duì)液位的正確指示。煉油化工行業(yè)普遍使用雙法蘭膜盒差壓變送器,尤其是在流動(dòng)介質(zhì)較粘稠或含有固體顆粒時(shí),帶反吹蒸汽的改造型雙法蘭液位計(jì)更適用。