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吹氣式液位計(jì)在PBAT酯化釜上的應(yīng)用
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吹氣式液位計(jì)在PBAT酯化釜上的應(yīng)用

時(shí)間:2023-11-24 10:48:06

 摘要:吹氣式法測(cè)量 PBAT 裝置酯化反應(yīng)釜的液位更具優(yōu)勢(shì)——PTA 與 BDO 發(fā)生的酯化反應(yīng)在240℃、真空狀態(tài)下進(jìn)行,PTA 酯化釜內(nèi)有盤管和攪拌器,當(dāng)溫度低于 200℃,反應(yīng)釜內(nèi)物料容易凝結(jié),常規(guī)的液位計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜液位的精que測(cè)量。經(jīng)過(guò)多套 PBAT 裝置的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),采用吹氣式法測(cè)量酯化反應(yīng)釜的液位,在真空、高溫工作環(huán)境中的物料測(cè)量上具有一定的優(yōu)勢(shì),更可靠、更穩(wěn)定。Zu2壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
      PBAT 生產(chǎn)裝置由酯化、縮聚、增粘等反應(yīng)組成。在PTA(精對(duì)苯二甲酸)和BDO(1,4 丁二醇)發(fā)生的 PTA酯化反應(yīng)中,通過(guò)水噴射泵保持真空狀態(tài),通過(guò)內(nèi)盤管進(jìn)行加熱和外伴夾套管進(jìn)行保溫,使操作溫度維持在 230℃~ 240℃,一旦溫度低于 200℃,反應(yīng)釜內(nèi)的物料就容易凝固,反應(yīng)釜內(nèi)又有攪拌器,常用于液位測(cè)量的雷達(dá)等一些液位儀表都無(wú)法適應(yīng)該工況,不能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。液位測(cè)量不精準(zhǔn)或失效時(shí),就無(wú)法及時(shí)反饋反應(yīng)釜內(nèi)液體液面的波動(dòng)情況,從而導(dǎo)致產(chǎn)品指標(biāo)不合格或者滿罐而發(fā)生安全事故。吹氣式液位計(jì)通過(guò)吹氣管與被測(cè)介質(zhì)接觸,避免出現(xiàn)檢測(cè)元件接觸介質(zhì)而被凝固介質(zhì)堵塞的情況,使液位狀態(tài)保持穩(wěn)定。吹氣式液位計(jì)適用于真空狀態(tài)下的液位測(cè)量,為酯化反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行提供了保障。
 
吹氣式液位計(jì)組成
      吹氣式液位計(jì)主要由吹氣裝置(或吹掃裝置)、壓力變送器(或差壓變送器)以及吹氣管路組成。吹氣式液位計(jì)特別適用于腐蝕性、易結(jié)晶、高黏度、熔融性、易沉淀、含固體顆粒以及高溫液體的液位測(cè)量。
 
外形結(jié)構(gòu)圖
      吹氣式液位計(jì)分為單路式和雙路式。單路式吹氣液位計(jì)用于密度不變的敞口容器液位測(cè)量;雙路式吹氣液位計(jì)用于密閉容器或密度會(huì)改變的密閉容器或敞口容器的液位測(cè)量。本文主要介紹雙路式吹氣液位計(jì)的應(yīng)用,其外形結(jié)構(gòu),如圖 1 所示。
 吹氣式液位計(jì)結(jié)構(gòu)
      吹氣液位計(jì)的關(guān)鍵設(shè)備為吹氣裝置,吹氣裝置是一種機(jī)械式小流量控制器,通常由金屬管浮子流量計(jì)、針形閥、空氣過(guò)濾減壓閥、壓力表以及恒流量閥等組合而成。可將其各部件集成在一塊面板上,采用立柱方式就近安裝于差壓變送器取壓管路旁邊,便于安裝和維修。吹氣裝置的外形結(jié)構(gòu),如圖 2 所示。
 
測(cè)量原理
      如圖 1 所示的雙路式吹氣液位計(jì)結(jié)構(gòu),氣體經(jīng)過(guò)濾減壓后進(jìn)入吹氣裝置,經(jīng)吹氣管路恒定地由插入被測(cè)介質(zhì)中的吹氣管末端鼓泡排出。由于從吹氣管排出的氣體流量非常小,A 處氣體壓力P A與液體介質(zhì)的壓力相等,B 處氣體P B 等于P A 加上 AB 兩處的壓力差△P AB,吹氣管 D 處氣體壓力P D 等于C處氣體壓力P C加上CD兩處的壓力差△P CD。通過(guò)差壓變送器測(cè)量 BD 兩處的差壓△P BD 即可得到容器的液位高度h。
 
根據(jù)壓力公式
P=ρ×g×h (1)
可獲得
PA - ρ×g×h=P C (2)
PB=PA+ △PAB (3)
根據(jù)公式(2)和公式(3),可得出:
PB=P C+ △PAB+ρ×g×h (4)
 P D=P C+ △P CD (5)
△P BD=ρ×g×h+ △P AB -△P CD(6)
 
以上公式中:ρ-液體密度 ,g -當(dāng)?shù)刂亓铀俣,h -液位高度。取壓管路上 AB、CD 之間的壓力差與 A(C)、B(D)兩點(diǎn)之間的取壓管線距離和流量有關(guān),在設(shè)計(jì)取壓時(shí)盡量讓 A、B 的距離和通過(guò)測(cè)量△ PBD 就可計(jì)算出容器內(nèi)液位的高度h。
 
酯化反應(yīng)釜的吹氣液位計(jì)
      基于以上工作原理,并根據(jù)酯化反應(yīng)工序的工藝控制要求,在 PTA 酯化釜設(shè)置兩套吹氣式差壓液位變送器。根據(jù)酯化釜的液位高度控制漿料泵的頻率,從而控制進(jìn)入酯化釜漿料的量,當(dāng)酯化釜的液位達(dá)到設(shè)定的低低限值時(shí),聯(lián)鎖酯化釜攪拌器停止攪拌。
吹氣裝置結(jié)構(gòu)
      如圖 2 所示,分別在 PTA 酯化釜的頂部,靠近酯化釜兩邊側(cè)壁,分別安裝 1 套吹氣式差壓液位計(jì),取壓管正壓側(cè) A 端插入設(shè)備底部,取壓管負(fù)壓側(cè) C 端剛好插入設(shè)備頂部?jī)?nèi)壁一點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)度,確保液位測(cè)點(diǎn)的精準(zhǔn)度。兩臺(tái)差壓液位變送器采用“2”鋼管立柱安裝,配套的吹氣裝置采用槽鋼支撐方式,靠近液位變送器安裝,確保兩套吹氣裝置相對(duì)應(yīng)于其差壓液位變送器的安裝位置是相同的,盡量確保 A、B 的距離和 C、D的距離和流量一致,減小因安裝位置帶來(lái)的測(cè)量誤差。
酯化釜吹氣式液位計(jì)安裝
 
注意事項(xiàng)
      酯化工序是PBAT生產(chǎn)工藝中比較關(guān)鍵的一個(gè)工序,壓力和液位控制尤為重要,不但實(shí)現(xiàn)釜的液位和壓力過(guò)程監(jiān)視,還關(guān)聯(lián)著安全聯(lián)鎖。在使用過(guò)程中需要注意以下幾方面事項(xiàng)。
 
1. 確保釜內(nèi)壓力盡量穩(wěn)定,避免劇烈升壓或失真空。壓力波動(dòng),就會(huì)使物料進(jìn)入吹氣管道,可能出現(xiàn)堵塞管道的情況,為了避免壓力波動(dòng)而導(dǎo)致管道堵塞,在取壓管線增設(shè)一根氮?dú)夤芫,并設(shè)一臺(tái)切斷閥,當(dāng)發(fā)現(xiàn)壓力變送器檢測(cè)的釜內(nèi)壓力值在波動(dòng),聯(lián)鎖打開(kāi)氮?dú)夤艿狼袛嚅y,進(jìn)行反吹,確保物料不會(huì)進(jìn)入吹氣管道。
2. 反應(yīng)釜的夾套內(nèi)介質(zhì)溫度較高,變送器的安裝位置不要靠設(shè)備本體太近,避免由于熱傳導(dǎo)作用導(dǎo)致變送器溫度過(guò)高而損壞電子元件,引起測(cè)量不準(zhǔn)。
3. 安裝時(shí),吹氣管道確保坡向取壓口,避免由于氣相冷凝影響測(cè)量精度。
 
結(jié)語(yǔ)
      對(duì)影響到產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)鍵反應(yīng)工序,儀表選型顯得尤為重要,不僅要考慮工況操作條件(介質(zhì)密度、粘度、操作溫度、操作壓力、流體狀態(tài))、液位計(jì)的測(cè)量原理,還要關(guān)注工況條件下對(duì)該液位計(jì)測(cè)量精度可能會(huì)產(chǎn)生影響的各種因素,比如設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備等會(huì)影響到儀表安裝空間。經(jīng)過(guò)多套 PBAT 裝置的實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),確定酯化釜反應(yīng)工序選用吹氣式液位計(jì)測(cè)量液位,是#可靠、#穩(wěn)定、性價(jià)比#優(yōu)的技術(shù)方案,保證了測(cè)量的控制精度和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。
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