
为什么聚丙烯装置在生产时,DCS料位计的膜片总是1个月就破裂?同样的反应器,同样的工况,为何SIS料位计安然无恙,而DCS仪表却反复损坏? 更奇怪的是,仅仅1.75米的高度差,竟成了决定仪表寿命的关键!是设计缺陷?还是抗冲聚丙烯的独特物性在"作怪"?为什么传统耐磨膜片仍然无法解决问题? 最终,一项看似简单的引压管改造,竟让故障彻底消失——它究竟是如何做到的?
注:本文内容摘选自《仪表问答360》(四)精选案例,更多内容敬请关注!
45万吨/年聚丙烯装置采用巴塞尔(LyondellBasell)工艺包技术,原料为石化厂自产丙烯。丙烯在催化剂作用下聚合生成不同牌号的固态聚丙烯粉料,经挤压造粒后出售。抗冲聚丙烯是一种特殊改性聚丙烯,具有较高冲击强度和韧性。
反应器配置3台料位计,2台信号进DCS,1台进SIS系统联锁。料位计采用差压变送器。高压侧采用插入式法兰膜盒,低压侧采用引压管带反吹取压。DCS料位计取压口位于锥形塔盘分布板上沿K1、K2位置;SIS料位计取压口在K7位置,比DCS料位计高1.75m。

01 料位计膜盒膜片为何频繁破裂?
3#PP气相反应器在生产抗冲聚丙烯约一个月后,DCS的两台料位计先后故障。拆检发现料位计膜盒膜片破裂(316L膜片),更换为耐磨金刚膜片变送器后,运行两个月仍出现膜片破裂。该问题在装置投产后多次发生在抗冲聚丙烯生产期间。
DCS测点的4台变送器均因膜片破裂失效,判断为外力冲击摩擦导致,排除变送器质量问题。
反应器底部锥形塔盘分布板开孔使循环气带动聚合物旋转,颗粒摩擦击打反应器内壁。DCS料位计膜盒与内壁齐平,受共聚物颗粒持续冲击,导致膜片损坏;SIS料位计取压口位置较高,受冲击较小,未发生故障。
02 如何处理该故障?
由于插入式法兰膜盒测量已不适合抗冲聚丙烯生产工况,决定将变送器高压侧改成引压管+反吹风方式测量:
1)为了防止反应器料位计设备口因物料反应聚合堵塞,使用原隔膜变送器进行改造,保留原插入式结构,确保反应器料位计管嘴不留“死区”。
2)在原料位计膜盒中心打孔,将原来的毛细管连接改为12mm引压管,引压管伸入反应器20cm并将末端打弯,打弯方向和物料旋转方向一致(如下图)。引压管从根部法兰引出后增加直通根部阀和三通接头,一端连接变送器,一端通入反吹气。
3)吹扫气路增加吹扫转子流量计,带单向阀和调节进行小气量反吹,运行时长期投用。同时增加大流量自动吹扫旁路,根据运行情况设定自动吹扫时间,同时优化吹扫逻辑,吹扫前将保持测量数据,吹扫完成后对前后数据进行判断,无差别后投运仪表,以实现无扰动吹扫。

图 取压方式改造后的料位计高压侧取压管
生产抗冲料工况下,改造前液位计使用寿命在1个月左右,改造后料位计再未发生故障,且测量准确、稳定。
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