某化工廠費(fèi)托合成油裝置在開車過(guò)程中發(fā)生重質(zhì)油流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)重質(zhì)油流量沒(méi)有指示，工藝人員無(wú)法監(jiān)控重質(zhì)油產(chǎn)出量，很大程度影響對(duì)費(fèi)托反應(yīng)器及循環(huán)換熱分離器的操作。筆者通過(guò)對(duì)費(fèi)托合成裝置重質(zhì)油流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)原因進(jìn)行分析，對(duì)重質(zhì)油含催化劑固體顆粒物工況下，重質(zhì)油流量計(jì)的幾種改型應(yīng)用進(jìn)行比較分析。
1、工藝簡(jiǎn)介：
費(fèi)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(guò)費(fèi)托合成（F-T）反應(yīng)生成油品和化學(xué)品的過(guò)程。凈化合成氣經(jīng)過(guò)精脫硫裝置進(jìn)一步脫硫后與來(lái)自PSA單元的氫氣、來(lái)自循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后的循環(huán)氣混合后進(jìn)入費(fèi)托合成反應(yīng)器，進(jìn)入反應(yīng)器的合成氣通過(guò)反應(yīng)器底部的氣體分布器以鼓泡的形式通過(guò)含有催化劑的漿態(tài)床層，進(jìn)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(fèi)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(fèi)托合成反應(yīng)器內(nèi)過(guò)濾系統(tǒng)排至蠟收集罐。反應(yīng)器頂部出來(lái)的高溫油氣進(jìn)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(guò)進(jìn)一步冷卻分離出輕質(zhì)油，液相分離出重質(zhì)油。
2、費(fèi)托合成重質(zhì)油流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)原因分析：
費(fèi)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(diǎn)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(jì)測(cè)量不準(zhǔn)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(jì)磨損、堵塞，造成流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)。重質(zhì)油流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，重質(zhì)油中的催化劑固體顆粒沖刷、磨損流量計(jì)測(cè)量裝置，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的沖刷磨損，導(dǎo)致流量計(jì)測(cè)量裝置受損，造成測(cè)量不準(zhǔn)。催化劑顆粒還會(huì)堵塞差壓式流量計(jì)的取壓裝置，造成壓力無(wú)法正常傳遞，導(dǎo)致流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)。另一方面，重質(zhì)油的凝點(diǎn)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(huì)出現(xiàn)部分凝固的情況，固相重質(zhì)油經(jīng)過(guò)流量計(jì)時(shí)會(huì)造成測(cè)量裝置損壞，導(dǎo)致流量計(jì)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。
3、費(fèi)托合成重質(zhì)油流量計(jì)的幾種選型應(yīng)用對(duì)比：
3.1、靶式流量計(jì):
靶式流量計(jì)是一種適用于測(cè)量高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測(cè)量?jī)x表，常用于測(cè)量油、漿液及腐蝕性介質(zhì)的流量。靶式流量計(jì)由檢測(cè)和轉(zhuǎn)換部分組成，檢測(cè)部分包括放在管道中心的圓形靶、杠桿和測(cè)量管，當(dāng)介質(zhì)流過(guò)靶時(shí)，靶片受到主要由流體的動(dòng)壓力和靶對(duì)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(guò)測(cè)量靶片所受作用力，可以測(cè)出流體流量。
靶式流量計(jì)應(yīng)用于費(fèi)托重質(zhì)油流量測(cè)量，在初期就出現(xiàn)流量測(cè)量不準(zhǔn)，沒(méi)有流量指示等問(wèn)題，拆檢流量計(jì)后發(fā)現(xiàn)靶式流量計(jì)靶片受外力作用變形嚴(yán)重，甚至靶片平面已平行于管道軸向，靶片的嚴(yán)重變形導(dǎo)致流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)甚至沒(méi)有指示。造成靶片嚴(yán)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(guò)流量計(jì)時(shí)致使靶片變形。
質(zhì)量流量計(jì)如科里奧利質(zhì)量流量計(jì)利用科里奧利效應(yīng)測(cè)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(dòng)起來(lái)，則兩側(cè)的直管會(huì)跟著振動(dòng)，即它們會(huì)同時(shí)靠攏或同時(shí)張開，即兩根管的振動(dòng)是同步的，對(duì)稱的。如果在管子同步振動(dòng)的同時(shí)，將流體導(dǎo)入管內(nèi)，使之沿管內(nèi)向前流動(dòng)，則管子將強(qiáng)迫流體與之一起上下振動(dòng),流體為了反抗這種強(qiáng)迫振動(dòng)，會(huì)給管子一個(gè)與其流動(dòng) 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(dòng)不同步了，入口段管與出口段管在振動(dòng)的時(shí)間先后會(huì)出現(xiàn)差異，這種差異與流過(guò)管子的流體質(zhì)量流量的大小成正比。
3.3、楔式流量計(jì)：
楔式流量計(jì)是一種新型流量計(jì)，其檢測(cè)件是一個(gè) V 字形楔塊（又稱楔形節(jié)流件），流體通過(guò)楔式流量計(jì)時(shí)，由于楔塊的節(jié)流作用，在其上、下游側(cè)產(chǎn)生了一個(gè)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?hào)輸出，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后即可獲知流量值。
考慮到重質(zhì)油帶催化劑顆粒對(duì)楔式流量計(jì)節(jié)流件有一定的磨損，可以對(duì)楔式流量計(jì)節(jié)流件進(jìn)行硬化處理（如碳化鎢噴涂），經(jīng)過(guò)硬化后的節(jié)流件硬度可達(dá) HIC60 以上，可以滿足帶催化劑顆粒重質(zhì)油的長(zhǎng)期磨損。楔式流量計(jì)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(jì)根部閥處堵塞。
經(jīng)過(guò)實(shí)踐應(yīng)用，采用節(jié)流件經(jīng)過(guò)硬化處理的楔式流量計(jì)，取壓根部閥水平安裝，可以解決費(fèi)托重質(zhì)油流量測(cè)量問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定測(cè)量。
4、結(jié)束語(yǔ)：
筆者通過(guò)對(duì)費(fèi)托合成裝置重質(zhì)油流量計(jì)測(cè)量不準(zhǔn)原因進(jìn)行分析，對(duì)費(fèi)托合成重質(zhì)油流量計(jì)的幾種選型應(yīng)用進(jìn)行了比較分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，提出了目前費(fèi)托合成油裝置重質(zhì)油流量計(jì)*佳選型為節(jié)流件經(jīng)過(guò)硬化處理的楔式流量計(jì)，對(duì)費(fèi)托合成裝置重質(zhì)油流量測(cè)量及費(fèi)托合成油裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義。
