在线分析技术在聚α-烯烃合成油生产过程中的应用

2007年管辽技术与设备2007第6期Pipeline Technique and EquipmentNo.6 .在线分析技术在聚a-烯烃合成油生产过程中的应用陈以俊",许新普”,朱文胜'(1.兰州石油化工公司研究院,甘肃兰州730060;2. 兰州石化公司质检部,甘肃兰州730060)摘要:通过对合成油车间的现状调查,分析了在线黏度分析仪改造的可行性;针对具体工艺流程,对仪表及其系统的进行了配置;对工程实施后的经济效益做了分析，并介绍了仪表维护中需要注意的事项。关键词:在线分析;聚a-烯烃;合成油中图分类号:T196文献标识码:B文章编号:1004- 9614200)06- 011-02Application of On-line Analysis Technology to thePoly - a Alkene Synthetic Oil Production ProcessCHEN Yijum' ,XU Xinp? ,zHu Wen shengt(1.Research Institute of Ianzhou Petrochemilal Company,Lanzhou 730060,China;2.Quility Check Department of Lanzbou petrochemnical Company,Lanuhou 730060,Chian)Abtract:A fesibliti analysis o renovation of the om-line viscometer is made by surveying the present state o a syathetie oil plant.Configuration of the analyzer and its system i made for actual procas flow. An economic analysis of complicated engineeing i alo madeto offer some worth in the analyzer' B mainltenance.Key words:on-line analysi; poly - a alkene; syathetic oil1现状分析间,a;h为油柱高度，m; g为重力加速度，m/s;p为油品的密所生产的聚a-烯烃合成油是由a-烯烃在催化剂作用下度.kg/m2;V为毛细管流出油品的体积,m'.聚合后加氢处理获得的纯净和稳定的产品。它的生产工艺主当毛细管确定后,r、L、V、h、g均为常数,则:要由聚合、中和、加氢和蒸馏4部分组成。合成油的黏度测量η=Cxτ(2都是人工化验,何时采样是根据经验而定,并且化验一-次需要1πrthgC= 8以h左右。这样就出现两种情况:在目标产品形成前化验,化验结果尚未达到规定的产品质量指标，只好继续蒸馏,等到下次化式中C为毛细管黏度计常数。验,蒸馏结果往往过度;在目标产品形成后化验，直接造成蒸馏从式(2)中可以看出,当在某-确定温度下,运动黏度等于过度。总之,不管是哪-一种情况发生都对操作控制产生很大的毛细管黏度计常数与油样流动时间的乘积。所以在人工化验滞后,蒸馏出现过度，目标产品的产量会随之减少。另外,如果时,只要确定毛细管的尺寸和样品的温度,通过测量油品流动分析出来的化验值还没有达到油品的目标指标，这样就必须进的时间就可以测定出运动黏度。行二次化验,增加了人工成本、能耗等。所生产的在线黏度分析仪就是根据该标准原理研制而成2可行性分析的。该分析仪的分析原理也是毛细管原理。油品在-定温度由于润滑脂厂从未使用过在线分析仪表,并且生产过程是下以一定的流量Q通过直径为d的毛细管,然后用差压传感部-种半连续过程,即蒸馏过程是一签为一个周期的间歌式生件测毛细管两端的压力差Op ,将Op转换成电信号y,再由电信产,所以仪表的准确性运行可靠性需要进行论证。号。换算成对应的黏度值输出。2.1分析原理的可行性该仪表是根据海根-泊肃叶原理测牛顿流体黏度[3] ,此原润滑脂厂对油品运动黏度的人工化验方法是石油产品的理可用下列方程式表示:运动黏度测定法黏度计算法(GB 265- -88),该方法采用的测定”=12810(4原理是毛细管黏度计测定原理。毛细管黏度计测定原理的依据为泊塞尔方程式(2]:式中:η为被测液体的动力黏度,Pa's;d为毛细管内径,m;Q为被测流体流盘,m2/s;Op为毛细管两端的压差,Pa's.(1)从式(4)可以看出当被测流体的温度、流量、毛细管长度及式中:u为运动黏度, m?/;p为动力黏度,Pa^s;r为毛细管半内径一定时,被测流体的动力黏度η与毛细管两端的压差Op径,m;L为毛细管长度,m;r为油样从毛细管流出所需要的时成正比。运动黏度和动力黏度有如下关系:U= n/p由式(4)和式(5)5可得.12Ppeline Techrique and ExquipmentNov.2007πd_3.2 配置U= 18i00Pp(6)采用在线黏度分析仪,根据润滑脂厂现场条件,须配备相由此可知,知道差压Op,则可以得到运动黏度0.所以测量应的油品预处理系统,油晶回收系统和仪表小房。时,只要确定毛细管的尺寸、样品温度、样品流量、样品密度,通(1)预处理系统:预处理系统将仪表要分析的油品进行降过测出毛细管得差压,就可以得到样品的黏度。温、稳流、恒压、脱水过滤,使油品符合仪表的分析要求。从式(1)、式(2)、式(6)可以看出,在分析原理上,实现聚a(2)在线黏度分析仪:在线黏度分析仪对油品的黏度进行-烯烃合成油的在线點度分析是可行的。在线测量,将所侧数据通过4- 20 mA信号送到操作室,对工艺2.2分析范围的可行性操作进行指导。该厂生产的油品在100 C下的运动黏度在2- 17 m2/s之(3)油晶回收系统:在线分析仪表分析完的油品可通过油间,凝点在- 40 C左右,低温流动性好，密度在0.850~0.840品回收系统打回工艺管线， 必须使回收器出口压力小于0.1g/emr'之间,变化不大。所生产的在线黏度分析仪输出的4-20 MPa.mA信号对应0~ 20 7/(该仪表经扩展量程可达到0~ 40 m1(4)仪表小房:仪表小房为在线黏度分析仪提供电源及信s),符合聚a-烯烃油合成油的黏度分析范围。号接线,另外对所有系统都有保护作用。2.3分析仪表的可行性(5)电源线和信号线:电源线从外部引入仪表小房的防爆由于合成油的低温特性很好,凝点在-40心左右,在温度接线箱,再由 接线箱引出经过仪表小房的汇线槽接入仪表和回较低的时候油品不会凝固，可以保证油品连续流动。所以即使收器。信号线是将仪表送出的4- 20 mA信号传输到操作室。生产装置短期停产，由于仪表安装在分析小屋内,最低温度不(6)其他辅助设备:整个分析系统进行分析所衢的水、油及会低于20 C,可保证分析仪表内的样晶不出现凝固现象,可保回油管线都是从仪 表小房外引入,这些管线都采用不锈钢管，证仪表的正常开启。采用法兰和外部连接;出水管线采用无缝钢管和外部焊接,水润滑脂厂工艺现场油品管线压力在0.4~0.5 MPa之间，温以自流的方式流出。 风管线采用无缝钢管,采用法兰的外部连度在180 C左右,经过在线黏度分析仪的预处理系统的换热处接。理就可达到仪表的分析条件。4经济性分析因此,无论是对油品的工艺流程、黏度的分析原理还是现(1)能实时准确地了解蒸馏分割深度,减少滞后,可提高目场安装来说,实现油品黏度的在线分析都是可以实现的。标产品收率,而且威少油晶在釜内停滞时间,改善油品外观。3方案的实施(2)可使工艺过程编短,一年可增效20万元左右。3.1现场工艺流程(3)缩短了工艺流程的时间,降低蒸馏所醫的电、瓦斯等能聚a-烯烃合成油产品生产工艺主要由聚合、中和、加氢和量的消耗。蒸馏4部分组成。图1中的蒸馏塔就是它的最后一部分装置，5 结束语通过蒸馏切割可以直接产出厂家所需要的产品。如图1所示，该装置通过增加在线黏度分析仪系统后,仪表运行良好，该塔有3条侧线,塔底和塔顶有一条循环线，在油品熊馏过程使蒸馏装置的关键指标实现了实时自动分析,消除了操作工的中,塔中的油通过塔底-塔顶循环线进行不断的循环流动,直切割滞后问题,降低了人工化验工作量,降低了能耗。不过,在到循环线中的油品运动黏度达到指标后，就可以产出目标产仪表的使用过程中应该注意以下问题:品。侧线有3条线,最上面拔出的轻质油，下面分别是合成油(1)要合理地配置在线分析仪表岗位人员,保证仪表的定-线、合成油二线。化验工平时采样就在循环线的采样点采期维护和日常的巡检工作。样。在线黏度分析仪的采样也可以选在化验采样的附近。在(2)要对仪表维护人员进行专业培训,保证正确维护仪表。在线分析仪表改造时,将采样点取在装置的循环泵后,这样就(3)为了保证仪表分析的准确性,可进行每周一次的动态可以利用泵后的压力样样品直接打人仪表的采样管线中,分析人工化验标定。后的回油点取在循环泵前工艺管线上o由于泵前压力低于泵(4)如果停工时间超过1周,最好关闭在线分析仪表系统后压力,保证了在线分析仪表的采样和回样系统的正常工作。的电源和进出口阀。在线黏度分析系统的采样点离工艺管线越短越好,以尽可能地(5)在停工时间比较长(超过1周),重新开表后,仪表要运减少滞后。在线黏度分析仪将分析出的运动黏度指标实时的行1-2 b后,仪表读数才能可靠。以4- 20 mA的标准信号送至操作室,供操作工参考使用。参考文献:循环拔出油(轻质油)[1]刘立新.聚a-烯烃的润滑油的生产及应用.石油与天然气化工，在线點魔回油1996(2):78-81.蒸馈增，[合成法二线分析系统2] 汪玉忠油品质量和气体成分过程分析仪北京:中国石化出版社，2004:75-89.4-20mA"e JC操作直[3] 蒋仕章,萧家宁管道顺序输送混油黏度的计算与分析管道技术与设备,2003(3):3-4.作者简介:陈以俊(198 -).高级工程师，从事在线分析仪表的研制工作。團1现场工艺流程图