雷達(dá)料位計(jì)在自動(dòng)分液系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要: 兩種互不相容液體的液位、界位的測(cè)量，液體的分離和回收是石油化工行業(yè)生產(chǎn)過程中的一個(gè)常見工序。對(duì)于生產(chǎn)過程中互不相溶、密度相近且各自密度值不穩(wěn)定的兩種液體確很難通過常規(guī)液位或界位計(jì)進(jìn)行在線液位和界位的檢測(cè)，進(jìn)而也就很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)將其分離的目的。本文著力研究一種適用的合理的方案，來實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種互不相溶、密度相近且密度值不穩(wěn)定的液體進(jìn)行在線自動(dòng)分離和回收。

本公司對(duì)兩種互不相溶液體采用的原分液方案為，通過二次靜置分相器分相，普通磁翻板液位計(jì)進(jìn)行在線液位和界位的檢測(cè)，通過液位和界位連鎖啟停上下層液體輸送泵和上下層液體輸送管道上的自動(dòng)切換閥門來實(shí)現(xiàn)1。

由于分層的兩種液體密度相差較小( 據(jù)取樣檢測(cè)上層溶液密度為 0． 85 × 103 ～ 0． 97 × 103 kg·m － 3，下層溶液密度為 0． 90 × 103 ～ 1． 03 × 103 kg·m － 3) ，且密度值隨工況條件一直變化不穩(wěn)定，使用普通浮子類液位計(jì)根本無法有效測(cè)出液位和界位，致使此系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，一直靠人工現(xiàn)場(chǎng)通過分相器上的視鏡觀測(cè)，來進(jìn)行手動(dòng)操作。

1 方案制定

若想實(shí)現(xiàn)液體的自動(dòng)分離和輸送，關(guān)鍵是要能有效檢測(cè)出分相器中兩種溶液的界位和總的液位位置，然后通過程序連鎖控制即可實(shí)現(xiàn)。

對(duì)兩種液體的有效成分進(jìn)行分析，上層溶液為多種有機(jī)溶劑混合物，下層溶液為堿性水溶液。考慮兩種溶液的性質(zhì)，其導(dǎo)電率有較大差距( 取樣檢測(cè)兩種溶液雷達(dá)料位計(jì)結(jié)果為: 上層為0． 07μs·cm － 1 ; 下層為 3． 09ms·cm －1。下層溶液的雷達(dá)料位計(jì)約為上層溶液的 4． 4 萬倍，差距很大。) 由此可以利用雷達(dá)料位計(jì)進(jìn)行界位檢測(cè)，通過在罐壁一定高度位置，安裝一個(gè)雷達(dá)料位計(jì)探頭，檢測(cè)罐內(nèi)溶液雷達(dá)料位計(jì)。由于上層溶液雷達(dá)料位計(jì)較小，下層溶液雷達(dá)料位計(jì)較大，通過檢測(cè)雷達(dá)料位計(jì)的變化率，來確定兩種溶液的界位位置，當(dāng)檢測(cè)到雷達(dá)料位計(jì)突然大幅增大或減小時(shí)，說明界位已上升或下降到探頭安裝位置，由此便可檢測(cè)出兩種溶液的界位位置。

2 方案實(shí)施

當(dāng)檢測(cè)到界位信號(hào)時(shí)，連鎖啟動(dòng)重組分泵，可將下層溶液輸送出去。由于分相器容積固定、界位位置固定、泵的輸送能力一定，可以通過時(shí)間來控制重組分泵的停泵時(shí)間。由于混合液不斷連續(xù)進(jìn)入第一分相器，當(dāng)界位再次到達(dá)檢測(cè)位置時(shí)，可再次自動(dòng)連鎖輸送泵啟動(dòng)。如此反復(fù)，便可將下層溶液輸送到下一工序。對(duì)于上層溶液，采用通過溢流方式流入輕組分罐內(nèi)，為保證溢流出的溶液不再混入重組份成份，溢流管與分相器連接要保證有一定的向上傾斜角度( 如圖所示，與水平方向夾角應(yīng)不小于 45°) ，且溢流管與分相器接口位置要位于雷達(dá)料位計(jì)安裝位置的上方，約 10cm 處。為保證溢流的順暢性，分相器與重組分罐要在罐頂安裝一根壓力平衡管，保證兩罐內(nèi)的壓力平衡。

輕組分罐安裝普通遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)，通過液位連鎖控制輕組分泵的啟停，將罐內(nèi)輕組分打出。由于溢流管可能還會(huì)有少量重組分混入，導(dǎo)致在輕組分罐內(nèi)也形成分層現(xiàn)象，輕組分罐的輕組分泵的進(jìn)料管要高于罐底一定高度( 具體高差需根據(jù)輕組分罐的容積大小及溢流效果來確定，本公司實(shí)際方案采用20cm 的高差) ，罐底再接一根出液管與分相器的重組分泵的進(jìn)料口相連，這樣當(dāng)輕組分罐內(nèi)重組分達(dá)到一定量時(shí)，可以通過重組分泵手動(dòng)將其打出。若想要進(jìn)行更徹底的分離效果，可再通過一次溢流，控制方案與以上相同。

3 實(shí)施結(jié)果

以上方案，通過實(shí)際應(yīng)用，切實(shí)可行，不僅實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)分離自動(dòng)輸送的目的，且分離效果較好。每套系統(tǒng)省去了原設(shè)計(jì)方案的兩臺(tái)氣動(dòng)閥門和一臺(tái)中間泵，還省去一名固定看守操作人員。同時(shí)本公司的混合液是有蒸餾得出，上層溶液回收利用，通過改造，回收的上層溶液的純度大大提高，從而降低了二次蒸餾帶來的能量消耗。即提高了工作效率和工作質(zhì)量，同時(shí)也有利于節(jié)能降耗。

4 總結(jié)

通過利用雷達(dá)料位計(jì)作為界位計(jì)來測(cè)量界位位置，有效解決了密度相近且密度值不穩(wěn)定的兩種不相溶液體的界位無法通過傳統(tǒng)浮子類液位計(jì)來測(cè)量的難題( 兩種溶液雷達(dá)料位計(jì)要有較大差異) 。并且在一定程度上提高了回收液體的質(zhì)量，有利于節(jié)能降耗，提高了工作效率。