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      氯計量方式探討


      氯計量方式探討,探討液態氯及氣態氯的計量方法。分析氯氣的性質、流量計的使用情況, 介紹了液態和氣態氯的計量儀表選型方案。著重介紹孔板流量計和渦街流量計測量氯氣流量, 以及用質量流量計計量液氯, 及計量液氯鋼瓶充裝量測量液氯的方法。

      1 氯氣生產及處理工藝流程
      中石化江漢油田分公司鹽化工總廠 (以下簡稱“江漢油田”) 從鹽硝廠化鹽工段送來的鹽水通過鹽水精制后進入離子膜電解工段進行電解, 生產出燒堿、氯氣、氫氣, 電解工段生產的濕氯氣通過管道送入氯氣處理裝置進行干燥加壓處理得到干燥的氣態氯, 一部分作為中間原料送入下游裝置:合成鹽酸裝置、漂粉精廠、強氯精事業部。而作為外賣產品的氯氣通過氯氣液化裝置生產出液態氯, 液態氯通過管道、液氯鋼瓶、液氯槽車輸送給用戶。作為主要原料, 氯氣流量檢測對于工藝控制和成本核算意義重大。
      2 氯氣計量方式選擇
      氯氣由于性質特殊, 流量檢測難度較大。多年來, 江漢油田對此問題作了許多研究和試驗, 基本形成了一種較有效的氯氣計量方法。下面針對氯堿裝置各種工藝狀態下的氯氣的計量方式分別進行探討。
      2.1 氣態氯氣的計量方式
      氯氣是強腐蝕性氣體, 密度為3.21 kg/m3, 操作壓力一般為0.103 MPa[1]。由于氯氣的強腐蝕性, 對測量儀表的材質要求較高。氣態氯的計量使用了孔板流量計測量和渦街流量計測量方式。
      2.1.1 孔板流量計測量氯氣流量
      在合成鹽酸裝置, 氯氣和氫氣要按一定的流量配比后送入合成爐燃燒制備氯化氫氣體[2], 氯氣在這種情況下主要用于中間控制, 因此氯氣流量計量精度不需要很高, 可以選用孔板流量計來測量氯氣流量[3]。由于氯氣對大部分金屬具有強腐蝕性, 取壓孔板選用比較重要:可以使用316L, 哈氏合金C及鉭材質來制作;考慮到氯氣含水量較低、孔板制作成本因素, 選用316L材質來制作孔板。
      2.1.2 渦街流量計測量氯氣流量
      渦街流量計是一種流體振動型流量計, 是應用流體振蕩原理來測量流量的。江漢油田漂粉精廠、強氯精事業部所使用的原料之一為氣態氯。氯氣的計量采用了美國產渦街流量計8800D系列。
      選擇該流量計的主要原因是: (1) 由于通氯管道隔離閥內漏等故障使得反應釜內的漿料回流到氯氣管道, 這種工藝狀況不能使用孔板流量計、轉子流量計來測量氯氣流量, 而渦街流量計儀表內腔的介質漿料, 即使返流也不會聚集在儀表里, 從而造成無法測量的故障; (2) 氯氣管道口徑為50 mm, 如果使用質量流量計來進行計量, 成本高, 性價比差。由此可見, 選擇渦街流量計作為氯氣流量測量的方案為*優方案。
      在這種工藝條件下, 選用渦街流量計關鍵考慮3點: (1) 材質; (2) 流量計前后直管段的要求; (3) 溫度壓力補償儀表的安裝部位。做到以上3點就可以測量出比較**穩定的流量值。通過江漢油田10多年的使用來看, 該流量計效果比較好。
      2.2 液氯計量方法探討
      氯氣處理干燥后的氯氣送入氯氣液化裝置進行壓縮處理得到液態氯[4]。液氯是黃綠色透明液體。液氯通過液氯輸送泵從液氯儲罐充裝到液氯槽車, 通過管道送入液氯用戶, 或充裝到液氯鋼瓶。這3種方式都要計量液氯, 計量方式各不一樣:液氯槽車充裝計量采用質量流量計, 管道輸送計量采用質量流量計, 液氯鋼瓶充裝采用電子秤計量。
      2.2.1 液氯充裝過程中流量計量的重要意義
      我國對液氯容器及其充裝有嚴格的規定, 并有公安、消防、安監等部門在運輸環節上進行嚴格監督檢查, 對過量充裝的處罰力度非常大。在液氯充裝時就要進行實時監控, 防止過量充裝。由此可見, 液氯充裝過程中的計量十分重要。
      2.2.2 質量流量計在液氯充裝計量中的應用
      江漢油田鹽化工總廠液氯槽車充裝量較大, 充裝高峰時有10臺左右的液氯槽車需要充裝。通過對其他廠家氯堿裝置的液氯計量儀表進行調研、技術交流, 使用了質量流量計。目前多數氯堿企業的液氯計量選用德國或美國產的質量流量計。德國公司產的質量流量計型號為83F50, DN50, 哈氏C材質, 精度為0.1%。美國公司產的質量流量計型號為CFM00H, DN50, 哈氏C材質, 精度為0.35%[5]。江漢油田鹽化工總廠液氯槽車充裝臺共安裝4臺質量流量計, 滿足了充裝需求, 提高了充裝效率和安全性, 計量效果理想。基于質量流量計的計量準確性和高精度, 對新增的化工園區用戶的液氯輸送, 不再用液氯鋼瓶供氯, 而是通過管道輸送, 管道供氯選用美國產F100H型質量流量計計量, 達到高精度計量的要求。目前江漢油田在液氯裝置實現了液氯充裝自動控制。
      2.2.3 液氯鋼瓶充裝量的計量
      通常情況下液氯鋼瓶的計量采用電子地上衡, 一般使用專用的液氯鋼瓶秤。而鋼瓶的復秤采用電子吊鉤秤。液氯鋼瓶充裝量有500 kg和1 000 kg兩種規格。江漢油田選用了梅特勒托利多推出的框架秤, 專用于鋼瓶灌裝的稱重。這種秤的優點有: (1) 帶有鋼瓶滾輪支架可放置多種規格的鋼瓶, 并且方便鋼瓶轉動連接充裝管; (2) 采用4只專用橋式傳感器, 能耐沖擊, 傳感器壽命長; (3) 秤臺表面涂覆防腐涂料耐腐蝕; (4) 稱重顯示儀能將信號傳入稱重顯示大屏和DCS, 方便充裝工人監控充裝質量, 信號接入DCS后能建成自動充裝系統, 達到安全、高效的充裝效果。
      3 結語
      由于氯氣計量儀表的重要性, 在各種工藝狀態下選擇計量儀表既要達到性價比高、安全準確, 又要在工藝控制中測量穩定、可靠。江漢油田的儀表和計量人員一直在探索和實踐中, 并經過多年的經驗積累和應用效果檢驗, 得到氯堿裝置氯氣計量的目前較為經濟合理的計量方案, 為企業的生產工藝控制和氯氣貿易結算提供了可靠的保證, 對江漢油田擴建和新建氯堿裝置的氯氣計量有借鑒意義, 對其他裝置也有一定的參考價值。

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