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如何利用液位仪表确保乙烯装置的安全性和效率

来源:作者:发表时间:2018-07-07 11:28:02

    在乙烯工厂中,液位仪表在平衡环境,健康和安全方面起着关键作用,同时最大限度地提高生产率。
乙烯加工厂
    在乙烯工厂中,液位仪表在平衡环境,健康和安全方面起着关键作用,同时最大限度地提高生产率。
    在乙烯工厂中,平衡环境,健康和安全,同时最大化生产力,是至关重要的。在这方面,液位仪表在防止主要安全壳的损失和保持罐内安全环境方面起着关键作用。这是至关重要的,因为事故后果很严重,工作相关死亡的直接成本估计为100万美元,间接成本几乎高出近四倍。*
    液位仪器还可以通过最大化生产率来协助乙烯应用,包括在一些最恶劣的环境中进行界面类型测量。
 
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    今天,符合IEC 61508标准是可靠性的标准。具有适当SIL要求的仪器适用于SIL 1,SIL 2或SIL 3安全回路,作为单个设备或具有冗余。符合最新安全标准(包括SIL要求)的液位仪器能够辅助乙烯装置中最关键的应用。以下文章介绍了一系列应用场景,其中利用水平仪器来利用与乙烯相关的过程。
乙烯淬火塔/沉降器的界面水平
应用和挑战:
    原料进入工厂并通过乙烯炉(热解)。一旦裂解成各种碳氢化合物和氢气,它立即开始重新组合成更大的分子。为了防止这些反应,裂化的蒸汽通过骤冷塔以使用油或水冷却。最大的碳氢化合物随水一起进入骤冷沉降器或骤冷水分离罐(QWSD)。
    在尝试最大化生产时,淬火塔和定居者可能成为瓶颈。随着原料的增加,需要更多的冷却液。沉降器中的停留时间需要最小,以保持组成和防止二次反应(包括较大的链或较重的烃)。
解决方案:
    淬火沉降器或QWSD从淬火塔捕获碳氢化合物液体和水,在QWSD中形成界面,如果添加过多苛性碱,则可能形成乳剂层。界面对于将沉降水从沉降器再循环到塔中并且不使烃再循环是重要的,这将降低生产率并且可能导致设备结垢(也适用于淬火油与焦油和其他重质烃)。
    如果淬火水或油不能从淬火沉降器中正确回收,则可能导致设备结垢问题并使熔炉中的流体成分降解。如果在骤冷塔中发生过多的结垢或流体组成变差,则最终从原料中产生较少的乙烯。这就是接口电平测量至关重要的原因。虽然QWSD传统上配备了差压系统,但导波雷达或磁致伸缩液位测量技术具有显着的优势。
用于多相测量的导波雷达级
应用与挑战:
    世界上最大的石油天然气和石化公司之一面临着涉及碳氢化合物与水底和气体蒸汽空间的多相应用的挑战。正在使用导波雷达,但它在探头的整个长度上没有产生可靠的信号,并且界面使得难以区分上层和下层的水。由于测量误差,这可能导致主要安全壳(LOPC)的损失。
解决方案:
    当与现有解决方案并排测试时,水平仪器跟踪水平,直至设备的法兰过程连接(高于100%水平点),即使是水底。探头顶部没有死区或盲点。新的解决方案阻止了LOPC并通过碳氢化合物水平提供了优异的信号强度直至水位。
图1.当与现有解决方案并排测试时,水平仪表显示出通过碳氢化合物水平到水位的优异信号强度。
优点:
直接液位测量,与比重(SG)或其他介质特性无关
没有校准或毛细管
直接安装或安装在腔室中
具有波形捕获和累积检测功能的高级诊断功能
快速设置,无移动部件
当脉冲从上表面反射时,对于界面应用是有效的,其中一些能量沿探针向下继续到较高介电液体
支持安全关键应用,如溢出保护
适用于SIL 2/3回路(取决于制造商)
安全系统的磁致伸缩液位测量
应用与挑战:
    加拿大一家主要生产乙烯的炼油厂和石化厂正在寻找一种有效的解决方案来应对具有挑战性的液位测量应用。该设施的可靠性和安全组需要满足紧急停机(ESD)和安全系统SIL要求的级别设备。SIL 1和SIL 2应用均存在于现场。
该设施需要为其仪表和控制设备实施验证测试程序,以满足安全回路要求。一个验证测试要求是将mA输出设置为低于4 mA且高于20 mA; 这是满足NAMUR NE43建议的必要输出范围。
解决方案:
    所选的磁致伸缩变送器允许每个NAMUR NE43的电流输出为低或高。发射器的高级诊断功能允许用户从发射器显示器拉出回波曲线,或者通过连接电流回路使用PC从外部访问它们。
磁致伸缩的优点:
    经过验证的技术,特别是与大乳剂层的接口和具有波形捕获的高级诊断
    能够在上下液体之间提供非常小的SG差异(0.96 / 0.973)
    由于闪光潜力而构建为高压
    支持油/水或水/油的接口以及具有适合不同SG的浮子的多个点SIL等级可用
 

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