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费托合成油装置重质油流量计应用

随着国内煤制油技术的发展及工业化应用,费托合成油装置重质油、重质蜡等介质流量的测量问题成为影响费托合成油装置长周期稳定运行的一个突出问题,本文从费托合成油装置重质油、重质蜡流量计应用工况、各种形式的流量计应用情况来分析研究费托合成油装置重质油、重质蜡流量计的选型及应用。

  某化工厂费托合成油装置在开车过程中发生重质油流量计测量不准问题,严重时重质油流量没有指示,工艺人员无法监控重质油产出量,很大程度影响对费托反应器及循环换热分离器的操作。笔者通过对费托合成装置重质油流量计测量不准原因进行分析,对重质油含催化剂固体颗粒物工况下,重质油流量计的几种改型应用进行比较分析。

1、工艺简介:

  费托合成油工艺是煤粉经气化产生粗合成气(H2+CO),粗合成气经净化后的净化合成气经过费托合成(F-T)反应生成油品和化学品的过程。净化合成气经过精脱硫装置进一步脱硫后与来自PSA单元的氢气、来自循环气压缩机压缩后的循环气混合后进入费托合成反应器,进入反应器的合成气通过反应器底部的气体分布器以鼓泡的形式通过含有催化剂的浆态床层,进行F-T合成反应。反应生成的轻质烃类化合物、二氧化碳、水及未反应的合成气以气相形式从费托合成反应器的顶部导出,反应产生的重质烃类经费托合成反应器内过滤系统排至蜡收集罐。反应器顶部出来的高温油气进入换热分离器与循环气和新鲜原料气的混合气换热冷却分离,气相通过进一步冷却分离出轻质油,液相分离出重质油。

1  工艺流程简图

2、费托合成重质油流量计测量不准原因分析:

  费托合成反应器产出的重质油介质压力 2.7Mpa温度125℃,密度 682Kg/m3,凝点在 30℃左右,重质油介质带部分催化剂颗粒。根据重质油的工况分析,重质油流量计测量不准的原因主要有两方面,一方面是由于重质油含催化剂固体颗粒,导致流量计磨损、堵塞,造成流量计测量不准。重质油流经流量计时,重质油中的催化剂固体颗粒冲刷、磨损流量计测量装置,经过一定时间的冲刷磨损,导致流量计测量装置受损,造成测量不准。催化剂颗粒还会堵塞差压式流量计的取压装置,造成压力无法正常传递,导致流量计测量不准。另一方面,重质油的凝点较高,在开车初期,管道中的重质油由于流速慢,管线伴热等因素,会出现部分凝固的情况,固相重质油经过流量计时会造成测量装置损坏,导致流量计无法准确测量。

3、费托合成重质油流量计的几种选型应用对比:

3.1、靶式流量计:

  靶式流量计是一种适用于测量高粘度、低雷诺数流体的流量测量仪表,常用于测量油、浆液及腐蚀性介质的流量。靶式流量计由检测和转换部分组成,检测部分包括放在管道中心的圆形靶、杠杆和测量管,当介质流过靶时,靶片受到主要由流体的动压力和靶对流体的节流作用而形成的力,此作用力与流体流速存在一定关系,通过测量靶片所受作用力,可以测出流体流量。

  靶式流量计应用于费托重质油流量测量,在初期就出现流量测量不准,没有流量指示等问题,拆检流量计后发现靶式流量计靶片受外力作用变形严重,甚至靶片平面已平行于管道轴向,靶片的严重变形导致流量计测量不准甚至没有指示。造成靶片严重变形的原因是在开车初期,管线中部分重质油凝固,固相重质油经过流量计时致使靶片变形。

3.2、质量流量计:

  质量流量计如科里奥利质量流量计利用科里奥利效应测量介质流量,以结构主体采用两根并排的 U 形管,让两根管的回弯部分相向微微振动起来,则两侧的直管会跟着振动,即它们会同时靠拢或同时张开,即两根管的振动是同步的,对称的。如果在管子同步振动的同时,将流体导入管内,使之沿管内向前流动,则管子将强迫流体与之一起上下振动,流体为了反抗这种强迫振动,会给管子一个与其流动  方向垂直的反作用力,在这种被叫做科里奥利效应力的作用下,管子的震动不同步了,入口段管与出口段管在振动的时间先后会出现差异,这种差异与流过管子的流体质量流量的大小成正比。

质量流量计测量费托重质油流量,在开车初期,带有催化剂颗粒的重质油流经质量流量计时会出现堵塞情况,而且催化剂颗粒对质量流量计磨损也是一个问题。

3.3、楔式流量计:

  楔式流量计是一种新型流量计,其检测件是一个 V 字形楔块(又称楔形节流件),流体通过楔式流量计时,由于楔块的节流作用,在其上、下游侧产生了一个与流量值成平方关系的差压,将此差压从楔块两侧取压口引出,送至差压变送器转变为电信号输出,经过运算后即可获知流量值。

  考虑到重质油带催化剂颗粒对楔式流量计节流件有一定的磨损,可以对楔式流量计节流件进行硬化处理(如碳化钨喷涂),经过硬化后的节流件硬度可达 HIC60 以上,可以满足带催化剂颗粒重质油的长期磨损。楔式流量计根部取压方向根据重质油特性,选择取压口水平安装,这样可以有效避免楔式流量计根部阀处堵塞。

  经过实践应用,采用节流件经过硬化处理的楔式流量计,取压根部阀水平安装,可以解决费托重质油流量测量问题,实现长期稳定测量。

4、结束语:

  笔者通过对费托合成装置重质油流量计测量不准原因进行分析,对费托合成重质油流量计的几种选型应用进行了比较分析,结合现场实际应用,提出了目前费托合成油装置重质油流量计*佳选型为节流件经过硬化处理的楔式流量计,对费托合成装置重质油流量测量及费托合成油装置长周期稳定运行有着重要意义。

点击次数:  更新时间:2019-03-28 10:56:06  【打印此页】  【关闭