催化裂化裝置分餾塔塔底雙法蘭液位計改造
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易結(jié)焦堵塞，導致液位計指示失靈。采用反吹蒸汽對液位計進行連續(xù)反吹，解決了引壓管堵塞導致液位計失靈等生產(chǎn)問題，此技術(shù)適合各種差壓式液位計大規(guī)模工業(yè)應用。
單、雙法蘭式差壓變送器由差壓變送器、毛細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) 的毛細管連接起來的，當膜片受壓后產(chǎn)生微小變形，變形位移或頻率通過毛細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。
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普遍采用普通差壓式、浮球式、雙法蘭液位計。由于雙法蘭液位計運行穩(wěn)定、維護簡單等特點，目前越來越多的液位計采用雙法蘭液位計［1］。由于重蠟油、渣油等介質(zhì)較為粘稠且容易結(jié)焦，雙法蘭液位計隔膜及引壓管部分經(jīng)常發(fā)生堵塞，造成液位計指示偏差、失靈，影響裝置平穩(wěn)運行。本文著重從工藝角度對儀表進行相應改造，徹底解決了引壓管堵塞導致儀表失靈等問題。
1、改造前液位計使用情況：
1. 1、液位計概況：
中國石化齊魯分公司勝利煉油廠第三催化裂化裝置( 簡稱齊魯三催化) 分餾塔塔底的 2 只液位計均為雙法蘭液位計，液位計引壓管及密封膜盒等位置均有保溫伴熱，硅油毛細管有保溫。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。改造前液位計引壓管結(jié)構(gòu)見圖 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，導致反沖洗效果不理想。
圖 1 改造前雙法蘭液位計
齊魯三催化于 2015 年 4 月投產(chǎn)，分餾塔塔底2 只雙法蘭液位計使用 3 個月后，與現(xiàn)場玻璃板真實液位相比出現(xiàn)不同程度的指示偏差。隨著裝置運行時間增加，2 只雙法蘭液位計***大偏差超過 20% ，嚴重影響工藝人員對分餾塔塔底液面的正確判斷，對裝置安全生產(chǎn)造成隱患。儀表人員多次對液位計差壓變送器及毛細管等進行檢查均未發(fā)現(xiàn)異常，對液位計零點進行遷移校正之后很快又出現(xiàn)新的偏差，儀表人員據(jù)此判斷液位計指示偏差非儀表本身原因。工藝人員投用反沖洗柴油對液位計引壓管進行反沖洗，沖洗之后稍有改善，但液位計很快又出現(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，將液位計引壓管及密封膜盒進行拆裝檢查，發(fā)現(xiàn)引壓管基本被粘稠易結(jié)焦的油漿堵塞，壓力傳導不暢造成液位計指示偏差。液位計引壓管堵塞情況見圖 2。
圖2 液位計引壓管局部堵塞
儀表人員對引壓管一次閥后及密封膜盒表面油漿進行清理后回裝，液位計穩(wěn)定運行 1 個月，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液位計進行反沖洗，但未能從根本上解決引壓管堵塞問題。
齊魯三催化分餾塔塔底油漿密度高達 1 080kg / m3，且含有較多的稠環(huán)芳烴和催化劑固體顆粒，在雙法蘭液位計膜盒緩流區(qū)容易形成軟焦或者焦塊，堵塞了壓力傳導管線，導致液位計指示失靈。由于沖洗柴油在引壓管中部，對引壓管進行沖洗時只能沖洗中后部，對靠近膜盒位置的軟焦只能起到松動作用，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法徹底清除，液位計指示一段時間后偏差逐漸增大，***終再次失靈。
2、雙法蘭液位計改造情況：
2015 年 8 月齊魯三催化停工消缺期間對液位計引壓管部分進行了相應改造。液位計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。利用反吹蒸汽對引壓管進行不間斷反吹，對引壓管形成扇形面蒸汽保護，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上下引壓管同步進行。由于液位計上下引壓管同時增加了帶限流孔板的反吹蒸汽，其對上下引壓管產(chǎn)生相同的壓力，相同壓力可以相互抵消，保證了液位計指示準確。改造后的引壓管見圖 3。
圖 3 改造后的液位計引壓管
3、改造后液位計運行情況：
2015 年 9 月液位計改造后投入使用，引壓管保溫伴熱全部恢復。上下引壓管反吹蒸汽同時投用，抵消了蒸汽壓力對膜盒壓力信號的影響。通過現(xiàn)場就地玻璃板液位計與雙法蘭遠傳液位計比較，改造后的雙法蘭液位計指示準確，兩者偏差在5% 以內(nèi)。得益于反吹蒸汽對引壓管的連續(xù)反沖洗作用，運行至今，液位計引壓管未發(fā)生堵塞，液位計運行穩(wěn)定、指示準確。
4、結(jié)語：
催化分餾塔塔底雙法蘭液位計改造為同行業(yè)內(nèi)首次增加帶孔板連續(xù)反吹蒸汽，創(chuàng)造性的實現(xiàn)對引壓管及膜盒的持續(xù)清潔，同時不影響其對液位的正確指示。煉油化工行業(yè)普遍使用雙法蘭膜盒差壓變送器，尤其是在流動介質(zhì)較粘稠或含有固體顆粒時，帶反吹蒸汽的改造型雙法蘭液位計更適用。