某化工廠費托合成油裝置在開車過程中發(fā)生重質(zhì)油流量計測量不準問題，嚴重時重質(zhì)油流量沒有指示，工藝人員無法監(jiān)控重質(zhì)油產(chǎn)出量，很大程度影響對費托反應(yīng)器及循環(huán)換熱分離器的操作。筆者通過對費托合成裝置重質(zhì)油流量計測量不準原因進行分析，對重質(zhì)油含催化劑固體顆粒物工況下，重質(zhì)油流量計的幾種改型應(yīng)用進行比較分析。
1、工藝簡介：
費托合成油工藝是煤粉經(jīng)氣化產(chǎn)生粗合成氣(H2+CO)，粗合成氣經(jīng)凈化后的凈化合成氣經(jīng)過費托合成（F-T）反應(yīng)生成油品和化學(xué)品的過程。凈化合成氣經(jīng)過精脫硫裝置進一步脫硫后與來自PSA單元的氫氣、來自循環(huán)氣壓縮機壓縮后的循環(huán)氣混合后進入費托合成反應(yīng)器，進入反應(yīng)器的合成氣通過反應(yīng)器底部的氣體分布器以鼓泡的形式通過含有催化劑的漿態(tài)床層，進行F-T合成反應(yīng)。反應(yīng)生成的輕質(zhì)烴類化合物、二氧化碳、水及未反應(yīng)的合成氣以氣相形式從費托合成反應(yīng)器的頂部導(dǎo)出，反應(yīng)產(chǎn)生的重質(zhì)烴類經(jīng)費托合成反應(yīng)器內(nèi)過濾系統(tǒng)排至蠟收集罐。反應(yīng)器頂部出來的高溫油氣進入換熱分離器與循環(huán)氣和新鮮原料氣的混合氣換熱冷卻分離，氣相通過進一步冷卻分離出輕質(zhì)油，液相分離出重質(zhì)油。
2、費托合成重質(zhì)油流量計測量不準原因分析：
費托合成反應(yīng)器產(chǎn)出的重質(zhì)油介質(zhì)壓力 2.7Mpa，溫度125℃，密度 682Kg/m3，凝點在 30℃左右，重質(zhì)油介質(zhì)帶部分催化劑顆粒。根據(jù)重質(zhì)油的工況分析，重質(zhì)油流量計測量不準的原因主要有兩方面，一方面是由于重質(zhì)油含催化劑固體顆粒，導(dǎo)致流量計磨損、堵塞，造成流量計測量不準。重質(zhì)油流經(jīng)流量計時，重質(zhì)油中的催化劑固體顆粒沖刷、磨損流量計測量裝置，經(jīng)過一定時間的沖刷磨損，導(dǎo)致流量計測量裝置受損，造成測量不準。催化劑顆粒還會堵塞差壓式流量計的取壓裝置，造成壓力無法正常傳遞，導(dǎo)致流量計測量不準。另一方面，重質(zhì)油的凝點較高，在開車初期，管道中的重質(zhì)油由于流速慢，管線伴熱等因素，會出現(xiàn)部分凝固的情況，固相重質(zhì)油經(jīng)過流量計時會造成測量裝置損壞，導(dǎo)致流量計無法準確測量。
3、費托合成重質(zhì)油流量計的幾種選型應(yīng)用對比：
3.1、靶式流量計:
靶式流量計是一種適用于測量高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測量儀表，常用于測量油、漿液及腐蝕性介質(zhì)的流量。靶式流量計由檢測和轉(zhuǎn)換部分組成，檢測部分包括放在管道中心的圓形靶、杠桿和測量管，當(dāng)介質(zhì)流過靶時，靶片受到主要由流體的動壓力和靶對流體的節(jié)流作用而形成的力，此作用力與流體流速存在一定關(guān)系，通過測量靶片所受作用力，可以測出流體流量。
靶式流量計應(yīng)用于費托重質(zhì)油流量測量，在初期就出現(xiàn)流量測量不準，沒有流量指示等問題，拆檢流量計后發(fā)現(xiàn)靶式流量計靶片受外力作用變形嚴重，甚至靶片平面已平行于管道軸向，靶片的嚴重變形導(dǎo)致流量計測量不準甚至沒有指示。造成靶片嚴重變形的原因是在開車初期，管線中部分重質(zhì)油凝固，固相重質(zhì)油經(jīng)過流量計時致使靶片變形。
質(zhì)量流量計如科里奧利質(zhì)量流量計利用科里奧利效應(yīng)測量介質(zhì)流量，以結(jié)構(gòu)主體采用兩根并排的 U 形管，讓兩根管的回彎部分相向微微振動起來，則兩側(cè)的直管會跟著振動，即它們會同時靠攏或同時張開，即兩根管的振動是同步的，對稱的。如果在管子同步振動的同時，將流體導(dǎo)入管內(nèi)，使之沿管內(nèi)向前流動，則管子將強迫流體與之一起上下振動,流體為了反抗這種強迫振動，會給管子一個與其流動 方向垂直的反作用力，在這種被叫做科里奧利效應(yīng)力的作用下，管子的震動不同步了，入口段管與出口段管在振動的時間先后會出現(xiàn)差異，這種差異與流過管子的流體質(zhì)量流量的大小成正比。
3.3、楔式流量計：
楔式流量計是一種新型流量計，其檢測件是一個 V 字形楔塊（又稱楔形節(jié)流件），流體通過楔式流量計時，由于楔塊的節(jié)流作用，在其上、下游側(cè)產(chǎn)生了一個與流量值成平方關(guān)系的差壓，將此差壓從楔塊兩側(cè)取壓口引出，送至差壓變送器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觯?jīng)過運算后即可獲知流量值。
考慮到重質(zhì)油帶催化劑顆粒對楔式流量計節(jié)流件有一定的磨損，可以對楔式流量計節(jié)流件進行硬化處理（如碳化鎢噴涂），經(jīng)過硬化后的節(jié)流件硬度可達 HIC60 以上，可以滿足帶催化劑顆粒重質(zhì)油的長期磨損。楔式流量計根部取壓方向根據(jù)重質(zhì)油特性，選擇取壓口水平安裝，這樣可以有效避免楔式流量計根部閥處堵塞。
經(jīng)過實踐應(yīng)用，采用節(jié)流件經(jīng)過硬化處理的楔式流量計，取壓根部閥水平安裝，可以解決費托重質(zhì)油流量測量問題，實現(xiàn)長期穩(wěn)定測量。
4、結(jié)束語：
筆者通過對費托合成裝置重質(zhì)油流量計測量不準原因進行分析，對費托合成重質(zhì)油流量計的幾種選型應(yīng)用進行了比較分析，結(jié)合現(xiàn)場實際應(yīng)用，提出了目前費托合成油裝置重質(zhì)油流量計*佳選型為節(jié)流件經(jīng)過硬化處理的楔式流量計，對費托合成裝置重質(zhì)油流量測量及費托合成油裝置長周期穩(wěn)定運行有著重要意義。
