二甲基甲酰胺合成反應(yīng)器液位測(cè)量方法的優(yōu)化研究

周宏軒

摘 要：安陽九天精細(xì)化工有限責(zé)任公司第二套N，N-二甲基甲酰胺（DMF）裝置采用的是一氧化碳一步合成法生產(chǎn)工藝。本研究從安陽九天精細(xì)化工有限責(zé)任公司N，N-二甲基甲酰胺生產(chǎn)裝置的實(shí)際出發(fā)，針對(duì)N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位測(cè)量?jī)x表存在的經(jīng)常堵塞、使用周期短、影響工藝操作等問題，探索多種方案并不斷優(yōu)化，逐步完善測(cè)量方法，取得了良好的效果。改造實(shí)施完成后，N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位測(cè)量?jī)x表實(shí)現(xiàn)了安全可靠、長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，為N，N-二甲基甲酰胺裝置高負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了良好條件。

關(guān)鍵詞：N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器;差壓式液位計(jì);雙法蘭變送器;研究

中圖分類號(hào)：TH816 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2022）12-0099-06

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.12.021

Research on Optimization of Liquid Level Measurement Method in

Dimethylformamide Synthesis Reactor

ZHOU Hongxuan

（Anyang Chemical Industry Group Co.， Ltd.， Anyang 455133，China）

Abstract：The second set of N，N-dimethylformamide （DMF） plant of Anyang Jiutian Fine Chemical Co.， Ltd.， adopts the one-step synthesis process of carbon monoxide. Starting from the reality of N，N-dimethylformamide production unit of Anyang Jiutian Fine Chemical Co.， Ltd.， aiming at the problems of frequent blockage， short service cycle and affecting process operation of liquid level measuring instrument in N，N-dimethylformamide reactor， the research explores and optimizes various schemes， gradually improves the measurement method， and achieves good results. After the transformation， the liquid level measuring instrument of N，N-dimethylformamide reactor has realized safe， reliable and long-term stable operation， creating good conditions for the high load and stable operation of N，N-dimethylformamide unit.

Keywords：N，N-dimethylformamide reactor; differential pressure liquid level gauge; double flange transmitter; research

0 引言

安陽九天精細(xì)化工有限責(zé)任公司N，N-二甲基甲酰胺（DMF）生產(chǎn)裝置中，合成反應(yīng)器液位測(cè)量數(shù)值是生產(chǎn)工藝操作的一項(xiàng)重要參考指標(biāo)，合成反應(yīng)器液位測(cè)量裝置的運(yùn)行情況直接影響著N，N-二甲基甲酰胺合成反應(yīng)的效果。在該反應(yīng)器的液位測(cè)量中，原設(shè)計(jì)采用的是差壓式液位計(jì)。自裝置投運(yùn)以來，該液位計(jì)經(jīng)常出現(xiàn)液位指示不準(zhǔn)確、不顯示等異常情況，這不僅影響合成反應(yīng)器液位指示的準(zhǔn)確性，也造成了合成反應(yīng)器液位無法采用自動(dòng)調(diào)節(jié)模式運(yùn)行，只能改用手動(dòng)操作，同時(shí)增加了生產(chǎn)工藝操作的強(qiáng)度和難度，嚴(yán)重制約著N，N-二甲基甲酰胺生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和高負(fù)荷生產(chǎn)。

1 生產(chǎn)工藝

安陽九天精細(xì)化工有限責(zé)任公司N，N-二甲基甲酰胺生產(chǎn)采用的是“一步法”合成工藝路線，即二甲胺與一氧化碳在一定的溫度、壓力和催化劑存在條件下，一步生成N，N-二甲基甲酰胺，該生產(chǎn)工藝是當(dāng)今世界上較為先進(jìn)的工藝技術(shù)。

1.1 反應(yīng)原理

在N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器內(nèi)部，合成N，N-二甲基甲酰胺的反應(yīng)實(shí)際上分兩步進(jìn)行。第一步是一氧化碳與甲醇在甲醇鈉催化下反應(yīng)生成甲酸甲酯，第二步是甲酸甲酯與二甲胺反應(yīng)生成N，N-二甲基甲酰胺。化學(xué)反應(yīng)方程式如下。

第一步：CH3OH + CO → HCOOCH3

第二步：（CH3）2NH + HCOOCH3 →

（CH3）2NCHO + CH3OH

總反應(yīng)式：（CH3）2NH + CO → （CH3）2NCHO

其中，第一步反應(yīng)進(jìn)行得很慢，第二步反應(yīng)進(jìn)行得很快，整個(gè)反應(yīng)速度由第一步?jīng)Q定。反應(yīng)器中甲醇的有效濃度決定著整個(gè)反應(yīng)的速度，因此，反應(yīng)器中的甲醇需要維持一個(gè)合適的濃度。第二步反應(yīng)生成的N，N-二甲基甲酰胺對(duì)第一步反應(yīng)起著助催化的作用[1]。

1.2 生產(chǎn)工藝流程

N，N-二甲基甲酰胺合成生產(chǎn)工藝流程為：二甲胺、催化劑（甲醇鈉溶液）經(jīng)加壓、計(jì)量后，從反應(yīng)器R-801頂部進(jìn)入反應(yīng)器，來自氣化PSA系統(tǒng)的2.3 MPa（G）一氧化碳自反應(yīng)器下部通過噴嘴進(jìn)入反應(yīng)器，氣液兩相反應(yīng)生成N，N-二甲基甲酰胺。合成反應(yīng)液經(jīng)反應(yīng)器底部出口流出后分為兩路，一路經(jīng)冷卻器E-801降溫后回流到反應(yīng)器，另一路經(jīng)蒸發(fā)分離器除去催化劑殘?jiān)筮M(jìn)入分離提純系統(tǒng)。此外，反應(yīng)器頂部流出的氣相經(jīng)冷凝器E-802冷凝后回到反應(yīng)器，未冷凝的氣體再經(jīng)尾凝器E-803冷凝后也回到反應(yīng)器。

N，N-二甲基甲酰胺提純工段生產(chǎn)工藝流程為：反應(yīng)液在蒸發(fā)分離器吸熱汽化后以氣相形式進(jìn)入脫輕塔T-811脫除二甲胺等輕組分，經(jīng)真空塔T-821脫除重組分，經(jīng)氣提塔T-831脫除微量的輕組分后獲得合格的N，N-二甲基甲酰胺產(chǎn)品。

在實(shí)際生產(chǎn)中，因?yàn)樵隙装分泻形⒘康乃?，原料一氧化碳中含有微量的水、二氧化碳、氧氣等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在反應(yīng)器中會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng)。

CH3ONa+H2O→NaOH+CH3OH

CH3ONa+O2→HCOONa+H2O

CO+NaOH→HCOONa

CO2+NaOH=NaHCO3

2HCOONa→Na2CO3+CO↑+H2↑

Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

其中，NaOH、HCOONa、NaHCO3、Na2CO3等雜質(zhì)在N，N-二甲基甲酰胺中溶解度較低，它們會(huì)沉積在合成反應(yīng)器及管線上。

2 反應(yīng)器液位測(cè)量和控制

2.1 基本情況

N，N-二甲基甲酰胺合成反應(yīng)器為立式結(jié)構(gòu)，它通過4個(gè)支耳懸掛在裝置框架上，在反應(yīng)器的側(cè)面有上下2個(gè)DN80的法蘭口，法蘭面和設(shè)備的內(nèi)壁間距為200 mm，這兩個(gè)法蘭口用來安裝液位測(cè)量?jī)x表。反應(yīng)器采用的是差壓式液位計(jì)，由于二甲基甲酰胺反應(yīng)過程中可能形成各種鹽類副產(chǎn)物，易結(jié)晶，因此，設(shè)計(jì)選用的是智能型插入式雙法蘭液位變送器，即正壓側(cè)法蘭安裝在反應(yīng)器液位測(cè)量的下法蘭口，與反應(yīng)液直接接觸，負(fù)壓側(cè)法蘭安裝在反應(yīng)器液位測(cè)量的上法蘭口。該插入式雙法蘭液位變送器的型號(hào)為EJA118E-EMJ-914DB-EH53B2SE06-AB28，變送器的法蘭為DN80，插入深度為150 mm，隔離膜片材質(zhì)為316L，位號(hào)為L(zhǎng)T-8201，其將液位高度轉(zhuǎn)換為4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，并通過信號(hào)線傳輸?shù)郊⒖刂葡到y(tǒng)DCS上進(jìn)行顯示和高低限報(bào)警。二甲胺和CO合成反應(yīng)后，反應(yīng)液從合成塔的底部流出，經(jīng)反應(yīng)器循環(huán)泵，一路經(jīng)反應(yīng)器冷卻器冷卻后從合成塔上部返回到合成塔內(nèi)，另一路經(jīng)液位調(diào)節(jié)閥LV-8201進(jìn)入蒸發(fā)分離器。反應(yīng)器液位遠(yuǎn)傳信號(hào)、DCS控制器及調(diào)節(jié)閥組成了一個(gè)簡(jiǎn)單控制回路LIC-8201，實(shí)現(xiàn)了N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位的自動(dòng)控制。在一個(gè)控制回路中，控制品質(zhì)的好壞不僅與PID參數(shù)和調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)精度有關(guān)，還與測(cè)量信號(hào)有關(guān)。如果測(cè)量信號(hào)發(fā)生故障時(shí)，該控制回路就無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。因此，測(cè)量信號(hào)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性直接影響控制回路能否投運(yùn)及能否實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。

正常生產(chǎn)時(shí)，N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位一般控制在80%，若液位控制過高，很容易出現(xiàn)合成塔放空尾氣帶液現(xiàn)象，造成物料浪費(fèi)，甚至造成反應(yīng)器壓力劇烈波動(dòng)，影響裝置安全生產(chǎn);若液位控制過低，一氧化碳反應(yīng)不徹底，系統(tǒng)放空量大，物料浪費(fèi)嚴(yán)重，會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)器溫度下降，壓力上升，甚至?xí)霈F(xiàn)反應(yīng)器循環(huán)泵抽空等嚴(yán)重事故。總之，嚴(yán)格控制反應(yīng)器液位是化工操作的重點(diǎn)，液位穩(wěn)定是化工生產(chǎn)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

2.2 差壓式液位計(jì)工作原理及應(yīng)用

N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位測(cè)量采用差壓式液位計(jì)完成，其測(cè)量原理：根據(jù)流體靜力學(xué)原理對(duì)液位或界面進(jìn)行測(cè)量，無論是開口容器還是密閉容器，容器中的液體在同一水平面上的任何點(diǎn)的壓力都相同。如果容器中液面為零的位置為H0，液體的液面距離H0的垂直高度為h，液體密度為ρ，容器中氣相壓力為P0，那么根據(jù)流體靜力學(xué)原理，液面高度為h的液體所產(chǎn)生的壓力為[Ph=ρgh+P0]。如果用差壓式變送器測(cè)量，差壓變送器的正壓側(cè)與H0液面相連，負(fù)壓側(cè)與容器的氣相空間相連，那么差壓變送器的正壓側(cè)的壓力為[P+=ρgh+P0]，負(fù)壓側(cè)的壓力為[P?=]P0，差壓變送器在傳感器元件上所產(chǎn)生的壓力差為[ΔP=P+?P?=ρgh+P0?P0=ρgh]，即[ΔP=ρgh]，采用差壓變送器測(cè)量液位能夠消除容器內(nèi)氣相壓力對(duì)測(cè)量的影響。由于密度ρ和重力加速度g是定值，因此，差壓變送器正負(fù)壓端產(chǎn)生的壓差ΔP只與液面高度h有關(guān)，且呈單一的線性關(guān)系[2]。

筆者公司的N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器使用的液位計(jì)是日本橫河EJA差壓變送器，變送器由膜盒組件和智能轉(zhuǎn)換部件構(gòu)成。其中，膜盒組件硅諧振式傳感器上有兩個(gè)H型諧振梁，當(dāng)受到壓力差時(shí)，這兩個(gè)諧振梁的固有頻率就會(huì)發(fā)生變化，利用測(cè)量?jī)蓚€(gè)諧振梁的頻率之差，就能夠?qū)⒉顗盒盘?hào)轉(zhuǎn)換為頻率差信號(hào)，再經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換處理后輸出4～20 mA DC標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。

法蘭式差壓變送器和差壓變送器的工作原理基本一樣，其相對(duì)差壓變送器來說，增加了遠(yuǎn)傳密封裝置。在工作時(shí)，遠(yuǎn)傳密封裝置的法蘭膜盒與工藝介質(zhì)直接接觸，膜片受力產(chǎn)生形變，經(jīng)毛細(xì)管內(nèi)的填充液將壓力傳遞到變送器的膜盒上，再經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換，輸出標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。

法蘭式差壓變送器根據(jù)設(shè)備容器是否密閉，分為單法蘭和雙法蘭。其中，單法蘭用于敞口容器，雙法蘭用于密閉容器;根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的特性分為平法蘭和插入式法蘭，其中，平法蘭變送器一般用在強(qiáng)腐蝕性、低凝固點(diǎn)、低黏性、不易結(jié)晶、易汽化和含懸浮物的工藝介質(zhì)上，插入式法蘭變送器一般用在弱腐蝕性、高凝固點(diǎn)、高黏性、易結(jié)晶和沉淀的工藝介質(zhì)上。由于N，N-二甲基甲酰胺合成反應(yīng)過程中會(huì)有含鹽的副產(chǎn)物出現(xiàn)，這些鹽類物質(zhì)屬于易結(jié)晶和沉淀的工藝介質(zhì)，因此，在N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器的液位測(cè)量中選用插入式雙法蘭差壓變送器是比較合適的[3]。

3 存在的問題

N，N-二甲基甲酰胺裝置投運(yùn)以來，N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位計(jì)在每次裝置檢修結(jié)束正常開車后的大約兩個(gè)月內(nèi)儀表指示是正常的，但是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，該液位計(jì)測(cè)量的數(shù)值就會(huì)出現(xiàn)偏差，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)儀表指示失靈，無法顯示液位的情況，而且隨著時(shí)間推移這種情況會(huì)越來越嚴(yán)重，直至徹底失效，從出現(xiàn)問題到徹底失效一般不會(huì)超過一個(gè)月。N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位計(jì)指示異常，不僅不能給生產(chǎn)工藝參數(shù)調(diào)整提供可靠的參考數(shù)據(jù)，而且也不能實(shí)現(xiàn)N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位的自動(dòng)調(diào)節(jié)和聯(lián)鎖控制。這不僅增加了工藝操作的難度和強(qiáng)度，而且給二甲基甲酰胺系統(tǒng)的生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的安全隱患。因此，必須解決液位計(jì)不能及時(shí)提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)問題，才能保證N，N-二甲基甲酰胺生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

4 原因分析

針對(duì)N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位計(jì)存在的無法及時(shí)提供準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)問題，多次利用裝置的停車機(jī)會(huì)，對(duì)該液位計(jì)進(jìn)行拆檢，仔細(xì)查找原因。在每次的拆檢過程中，發(fā)現(xiàn)在插入式雙法蘭差壓變送器的膜盒處的設(shè)備法蘭短節(jié)與變送器插入筒的環(huán)隙中都有結(jié)晶物，嚴(yán)重時(shí)結(jié)晶物會(huì)將變送器插入筒的膜盒到設(shè)備內(nèi)壁之間全部堵死，造成膜盒無法檢測(cè)壓力，液位計(jì)指示失靈。一般來說，液相的正壓側(cè)膜盒與反應(yīng)液直接接觸，結(jié)晶的程度比氣相的負(fù)壓側(cè)膜盒嚴(yán)重得多。曾經(jīng)有兩次生產(chǎn)裝置運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，拆檢時(shí)發(fā)現(xiàn)N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器內(nèi)壁也有一些結(jié)晶物，而且負(fù)壓側(cè)膜盒也有堵塞情況。根據(jù)每次拆檢的情況可以確定造成反應(yīng)器液位計(jì)指示失靈的原因就是結(jié)晶物堵塞。

通過分析研究，證實(shí)結(jié)晶物形成的原因是生產(chǎn)中使用的原料二甲胺中含有少量水，原料一氧化碳中含有水、二氧化碳、氧氣等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)在N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器中與甲醇鈉催化劑發(fā)生副反應(yīng)，副產(chǎn)物為甲酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等鹽類，這些鹽類在N，N-二甲基甲酰胺中的溶解度一般都很小，由于反應(yīng)器液位計(jì)正負(fù)壓側(cè)法蘭短管部分溫度較低，容易達(dá)到過飽和，會(huì)在雙法蘭變送器的膜盒和法蘭短管部位析出白色結(jié)晶。這些結(jié)晶物堵塞儀表膜盒，造成液位計(jì)指示不準(zhǔn)確甚至失靈，但是變送器本身并沒有損壞。

根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和條件暫時(shí)無法消除N，N-二甲基甲酰胺在合成反應(yīng)過程中產(chǎn)生的鹽類結(jié)晶物。因此，要想解決液位計(jì)指示不準(zhǔn)確甚至失靈的問題，必須從液位計(jì)自身結(jié)構(gòu)組成、測(cè)量原理和測(cè)量方式出發(fā)來解決問題。

5 探索解決方案及實(shí)施情況

5.1 方案實(shí)施前

方案實(shí)施前，N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位法蘭口距離設(shè)備內(nèi)壁為200 mm，而插入式雙法蘭變送器的插入深度為150 mm，這樣變送器插入筒的膜盒距離設(shè)備內(nèi)壁還有50 mm（見圖1），由于這一部分溫度較低，反應(yīng)液中的副產(chǎn)物鹽類物質(zhì)容易達(dá)到飽和而析出結(jié)晶物，在雙法蘭變送器的膜盒和法蘭短管部位造成結(jié)晶堵塞。

5.2 探索實(shí)施第一種解決方案

為解決因物料溫度低出現(xiàn)的結(jié)晶堵塞問題，探索將變送器插入筒加長(zhǎng)到300 mm，使其超出反應(yīng)器內(nèi)壁100 mm，形成變送器插入筒加長(zhǎng)的液位計(jì)（見圖2）。這樣，變送器的正壓側(cè)膜盒就浸泡在反應(yīng)液中，可以解決因物料溫度降低出現(xiàn)鹽結(jié)晶堵塞的問題。

變送器插入筒長(zhǎng)度為300 mm，屬于非標(biāo)產(chǎn)品，因此，按照現(xiàn)場(chǎng)情況定制了一臺(tái)插入式雙法蘭變送器，膜片材質(zhì)還選用原材質(zhì)316L。利用停車機(jī)會(huì)，按照第一種解決方案將原長(zhǎng)度150 mm變送器更換為長(zhǎng)度300 mm插入式雙法蘭變送器，更換后液位計(jì)指示正常。運(yùn)行兩個(gè)多月后，液位計(jì)數(shù)值顯示又出現(xiàn)了異常，再次利用停車機(jī)會(huì)對(duì)液位計(jì)進(jìn)行拆檢，發(fā)現(xiàn)液位計(jì)2個(gè)插入筒的膜片丟失了。為尋找膜片丟失的原因，首先考慮排除液位計(jì)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量問題，為此從另外一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)定制了一臺(tái)同樣規(guī)格的插入式雙法蘭變送器，運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)了同樣的問題，初步排除了產(chǎn)品質(zhì)量問題。進(jìn)一步查找膜片丟失的原因，考慮到變送器的膜片非常薄，厚度一般為0.06～0.12 mm，另外，考慮物料的操作條件和存在狀態(tài)等因素，綜合分析后確定膜片損壞的原因可能是變送器插入筒伸入反應(yīng)器太多，膜片受氣、液、固物料不斷沖刷磨損變薄直至消失，這種情況影響了第一種方案的實(shí)施效果。

探索實(shí)施的第一種解決方案盡管可以解決液位計(jì)顯示異常問題，但是存在膜片使用周期短、更換頻繁等問題，需要進(jìn)一步完善。

5.3 探索實(shí)施第二種解決方案

為了能夠?yàn)榉磻?yīng)器生產(chǎn)工藝操作提供準(zhǔn)確的液位參數(shù)，繼續(xù)探索解決方案。在沒有尋找到更好的方案之前，為不影響生產(chǎn)正常進(jìn)行，臨時(shí)增加了一臺(tái)差壓變送器用于測(cè)量反應(yīng)器液位。具體方法是在N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器的就地液位計(jì)的兩個(gè)根部閥后短管上開孔，焊接短節(jié)、根部閥，并敷設(shè)導(dǎo)壓管，安裝普通差壓變送器。由于氣相容易冷凝積液，所以在負(fù)壓根部增加了隔離罐，并加裝N，N-二甲基甲酰胺隔離液。另外，為防止管線結(jié)晶，又增加了蒸汽伴熱。這臺(tái)差壓變送器投運(yùn)后，能夠維持運(yùn)行一段時(shí)間，為生產(chǎn)提供液位參數(shù)。但本方案會(huì)出現(xiàn)有時(shí)隔離液被抽走的現(xiàn)象，需要不定期補(bǔ)充隔離液，且為防止堵塞，還須在正壓側(cè)定期排液，這樣造成了維護(hù)頻次增多。探索實(shí)施的第二種解決方案存在使用周期短、安裝和維護(hù)煩瑣、維護(hù)頻次多等問題。

5.4 探索實(shí)施第三種解決方案

第二種方案通過臨時(shí)增加一臺(tái)差壓變送器測(cè)量反應(yīng)器液位，比第一種方案稍好，但是還不能從根本上解決問題。為此，需要繼續(xù)尋找新的解決方案?？紤]到設(shè)備上的液位計(jì)法蘭口為DN80，內(nèi)徑為80 mm，變送器插入筒的外徑為71 mm，環(huán)隙為4.5 mm，在雙法蘭變送器的插入筒上分別增加一個(gè)保護(hù)套，這樣可以防止物料沖刷變送器膜片，保護(hù)其不被損壞，保護(hù)套采用厚度0.5 mm、長(zhǎng)度450 mm的304不銹鋼皮卷成一個(gè)圓筒后，將圓筒包裹在變送器的插入筒上，并用不銹鋼絲將圓筒捆綁在插入筒上。具體情況見圖3。

利用停車機(jī)會(huì)，按照第三種解決方案完成整改，生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行后，反應(yīng)器液位計(jì)連續(xù)運(yùn)行8個(gè)多月，指示準(zhǔn)確、穩(wěn)定，同時(shí)液位實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)節(jié)。利用停車機(jī)會(huì)，對(duì)液位計(jì)和保護(hù)套進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)保護(hù)套消失了。分析原因應(yīng)該是304材質(zhì)的保護(hù)套不太適合工藝物料特性，且厚度不夠，影響使用周期，但液位計(jì)能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行8個(gè)多月，增加了進(jìn)一步優(yōu)化整改的可能。

5.5 探索實(shí)施第四種解決方案

針對(duì)第三種解決方案存在的問題，探索進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化方案，將第三種解決方案的保護(hù)套改為保護(hù)管，同時(shí)增強(qiáng)保護(hù)管的耐腐蝕性和強(qiáng)度，提高測(cè)量的穩(wěn)定性。該設(shè)計(jì)方案將保護(hù)套的材質(zhì)更換為316的不銹鋼管，尾端焊接封堵，另一端焊接上法蘭。其中鋼管直徑為76 mm，壁厚為3.5 mm，長(zhǎng)度為450 mm，由于內(nèi)徑為69 mm，不能套在變送器的插入筒上，需要將其加工成直徑為76 mm，壁厚為2 mm，內(nèi)徑為72 mm;利用同樣的方法，將DN80材質(zhì)為316的盲法蘭的內(nèi)徑加工成77 mm。同時(shí)，在保護(hù)管的尾端水平兩側(cè)分別鉆4個(gè)直徑為14 mm的孔，減小反應(yīng)器對(duì)變送器測(cè)量膜片的擾動(dòng)，提高穩(wěn)定性。另外，在保護(hù)管尾端的下面也鉆4個(gè)直徑為14 mm的孔，這樣可以避免鹽類聚集。保護(hù)管的作用是對(duì)變送器膜片進(jìn)行保護(hù)，防止沖刷和擾動(dòng)，另外，也方便拆檢和維護(hù)。安裝時(shí)，先在帶法蘭的保護(hù)管上安裝墊片，放到反應(yīng)器液位計(jì)的法蘭口上，然后再把加上墊片的變送器法蘭安裝到保護(hù)管的外側(cè)，再用螺栓緊固。具體情況如圖4所示。

利用停車機(jī)會(huì)，按照優(yōu)化后的方案對(duì)液位計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改造，反應(yīng)器液位計(jì)不僅測(cè)量數(shù)值準(zhǔn)確可靠、穩(wěn)定，且投入了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，液位自動(dòng)調(diào)節(jié)正常，至今運(yùn)行良好。最終改造過程得到比較好的效果，解決了長(zhǎng)期存在的不能為生產(chǎn)工藝操作持續(xù)提供準(zhǔn)確可靠的液位參數(shù)的問題，減少了維護(hù)頻次，保障了生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

6 結(jié)語

運(yùn)用系統(tǒng)分析方法，考慮物料本身和液位計(jì)自身結(jié)構(gòu)組成、測(cè)量原理和測(cè)量方法對(duì)液位參數(shù)測(cè)定準(zhǔn)確度的影響，探索解決長(zhǎng)期存在的不能為生產(chǎn)工藝操作持續(xù)提供準(zhǔn)確可靠的液位參數(shù)的問題。在物料本身影響因素?zé)o法消除的情況下，從改進(jìn)液位計(jì)結(jié)構(gòu)、材料入手，設(shè)計(jì)解決方案，通過不斷探索和嘗試，不斷分析方案缺陷、優(yōu)化改進(jìn)檢測(cè)方案，最終取得了較好的運(yùn)行效果，解決了二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位計(jì)因物料析出不溶性鹽類結(jié)晶堵塞變送器引起的指示不準(zhǔn)確甚至失靈的問題，且實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器液位自動(dòng)化調(diào)節(jié)控制，儀表維護(hù)周期延長(zhǎng)，降低了儀表維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)優(yōu)化了工藝操作條件，降低了操作強(qiáng)度。二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位計(jì)的持續(xù)可靠、安全穩(wěn)定運(yùn)行，為二甲基甲酰胺生產(chǎn)裝置的安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、高負(fù)荷運(yùn)行創(chuàng)造了有利條件。同時(shí)，能促使解決更多液位計(jì)在測(cè)定過程中遇到的實(shí)際問題，持續(xù)為企業(yè)化工生產(chǎn)提供準(zhǔn)確可靠的操作參數(shù)。

N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)器液位計(jì)出現(xiàn)的指示異常問題雖然在筆者公司發(fā)生，但液位計(jì)指示不準(zhǔn)確甚至失靈的問題也是化工生產(chǎn)中普遍存在的問題。探索針對(duì)生產(chǎn)過程中析出不溶性鹽類結(jié)晶影響反應(yīng)器液位計(jì)提供準(zhǔn)確液位參數(shù)的解決方案，能為同行解決其他化工設(shè)備存在的類似問題提供借鑒和幫助。

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