CN101275894A - 一种石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法，是在装置管道安装各类检测仪表，对管道内物料的质量流量、差压、温度以及环境温度进行实时连续检测，由工业控制计算机实时采集现场数据，并通过预先设定在计算机内的模型计算出物料的当前粘度。本发明采用技术成熟、测量精度高的常规仪表进行现场信号检测，测量信息精确可靠，滞后时间小，设备投资少，成本低，安装维护方便。

Description

一种石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法

技术领域

本发明属于在线检测技术领域，涉及一种流体物质粘度的在线检测方法，尤其涉及一种石油树脂聚合物料粘度的在线连续检测方法。

背景技术

物质粘度测量有多种方法，对于牛顿流体，可采用毛细管差压式、超声波式、振动式等多种方法；对于非牛顿流体，一般采用转筒式进行测量。石油树脂聚合物属于非牛顿流体，因此，目前对石油树脂聚合物粘度的测量主要采用转筒式进行测量，而这种测量方法需要通过在装置上配备复杂的在线采样系统、恒温系统、分析系统和集成系统来实现，检测速度慢，且价格昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测速度快，成本低廉的石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法。

本发明石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法，是在装置管道安装各类检测仪表，对管道内物料的质量流量、差压、温度以及环境温度进行实时连续检测，由工业控制计算机实时采集现场数据，并通过预先设定在计算机内的模型计算出物料的当前粘度。

管道内物料的质量流量由安装在管道上的质量流量计实时测量；测量物料在不同管道位置的压力降由安装在水平管道上的水平管差压变送器和安装在竖直管道上的竖直管对装差压变送器和竖直管竖装差压变送器进行实时测量，其中水平管差压变送器的测量信号为主要信号，竖直管差压变送器的测量信号为修正信号；管道内物料的温度和环境温度由分别安装在管道内部和管道外部物料温度检测器和环境温度检测器进行实时测量；工业控制计算机安装在控制室，用于收集现场各类信号并进行滤波、计算、存储及显示。

本发明主要利用石油树脂聚合粘度和物料的质量流量、温度、差压之间的对应关系，通过一定量数据的积累和分析，可以将这种对应关系总结为一套或分段的多套模型(不同的石油树脂装置对应的模型数量和格式有较大差异)。将这些模型写入到工业控制计算机中，当现场新的质量流量、温度、差压等信息进入工业控制计算机后，计算机可以依据这些模型直接计算出当前的聚合粘度值。

通过大量采样分析和数学计算，我们总结出聚合单元反应釜中石油树脂120℃粘度模型为：

μ＝a₁S^b1+a₂D₁ ^b2+a₃2D₂ ^b3+a₄D₃ ^b4+a₅(T₁-120)^b5+a₆T₂ ^b6+c

μ——物料120℃粘度(单位：厘沲)

S——质量流量(单位：吨/小时)  a₁——质量流量系数  b1——质量流量指数

D₁——水平管差压(单位：帕)    a₂—水平管差压系数  b2——水平管差压指数

D₂——竖直管对装差压(单位：帕)  a₃—竖直管对装差压系数    b3——竖直管对装差压指数

D₃——竖直管竖装差压(单位：帕)  a₄——竖直管竖装差压系数  b4——竖直管竖装差压指数

T₁——物料温度(单位：摄氏度)  a₅—物料温度差值系数    b5——物料温度差值指数

T₂——环境温度(单位：摄氏度)  a₆——物料温度差值系数  b6——物料温度差值指数

c——差异补正量(单位：厘沲)

本发明相比现有技术具有以下特点：

1、本发明采用技术成熟、测量精度高的常规仪表进行现场信号检测，测量信息精确可靠，滞后时间小；

2、设备投资少，成本低，安装维护方便。对石油树脂聚合物料粘度变化的跟踪趋势和测量精度较高，完全满足树脂生产的需要；可根据物料变化随时调整模型，扩充数据库，使测量更加精确。

附图说明

图1石油树脂聚合物料粘度现场配置图

1——质量流量计  2——水平管差压变送器  3——竖直管对装差压变送器

4——竖直管竖装差压变送器               5——物料温度检测器

6——环境温度检测器                     7——工业控制计算机

具体实施方式

下面以某聚合单元反应釜中的石油树脂为例，进一步说明本发明测量其在120℃的粘度的方法。

(1)测量仪表的安装

物料如图1中箭头方向流动，选择管道安装位置时应尽量保证管道内充满物料，以保证各检测器所测数据的真实性。质量流量计1水平安装在管道上，用于实时测量物料的质量流量，单位为吨/小时(或其他标准单位)。流动过程中，由于物料的粘度特性，物料和管道的摩擦会导致其在管道流动过程中产生一定压力降，不同的物料粘度会产生不同的压力降，因此，在水平管道上安装有水平差压变送器2，用于检测水平管道中的压力降，且差压变送器2的两个检测探头间距为900mm，并要求其前后要留有1000mm以上的直管段。由于装置现场生产过程中有一定的干扰因素，比如：管道内物料没有充满、物料内有一定的固体颗粒等，都会对水平管的压力降测量产生影响，因此，在竖直管安装了竖直管对装差压变送器3和竖直管竖装差压变送器进行差压补正，当出现波动时，依据这两个探头的检测信号变化来修正水平管压力降的测量数据。

物料温度变化对物料粘度有较大的影响，例如某树脂装置聚合单元物料在110℃时粘度为57.59厘泊，在120℃时粘度为39.51厘泊，而装置上一般要求提供恒定温度下的粘度值(如120±0.1℃下的粘度)，因此进行物料温度的测量，当物料温度不在规定范围内，利用粘度和温度的关联关系，将粘度值依据温度的差异进行补正。补正方法为：通过大量采样分析和数学计算，得到不同温度下粘度和120℃粘度差异数据，形成数据库，当物料温度不在规定范围内时(如120±0.1℃)，由数据库中调用当前温度下的差异补正数据对物料粘度进行补正。环境温度的测量主要对设备的温度漂移和管道的膨胀进行补正，具体补正方法同上，但需另建独立数据库。

(2)现场信号的采集

进行现场质量流量信号、差压信号、温度信号的连续采集，最好能够在装置波动较大时增加采集频率，数据采集数量应该在30组以上，所采数据变化范围涵盖装置运行变化范围的70％以上。

(3样品粘度的化验室分析

对应现场信号采集时间进行样品采样，并进行2次以上的物料粘度重复化验，保留数据。

(4)模型的建立

根据现场信号和与之对应的化验室分析粘度数据，利用特定算法总结出一套或分段的多套模型，使95％以上现场数据和化验室粘度分析值能够满足模型关系。

某石油树脂厂聚合单元反应釜中物料120℃粘度模型可总结为：

μ＝4.035S-20.2D₁-0.02D₂-0.003D₃-9.88(T₁-120)-0.43T₂+4608.5

μ——物料120℃粘度

S——质量流量

D₁——水平管差压

D₂——竖直管对装差压

D₃——竖直管竖装差压

T₁——物料温度

T₂——环境温度

通过本模型计算得到的物料粘度经化验室粘度分析，其绝对误差为±50厘泊，完全满足装置运行要求。

Claims (3)

1、一种石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法，是在装置管道安装各类检测仪表，对管道内物料的质量流量、差压、温度以及环境温度进行实时连续检测，由工业控制计算机实时采集现场数据，并通过预先设定在计算机内的模型计算出物料的当前粘度。

2、如权利要求1所述石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法，其特征在于：聚合单元反应釜中石油树脂120℃粘度模型为：

μ＝a₁S^b1+a₂D₁ ^b2+a₃2D₂ ^b3+a₄D₃ ^b4+a₅(T₁-120)^b5+a₆T₂ ^b6+c

μ——物料120℃粘度

S——质量流量     a₁——质量流量系数  b1——质量流量指数

D₁——水平管差压  a₂—水平管差压系数  b2——水平管差压指数

D₂——竖直管对装差压  a₃——竖直管对装差压系数  b3——竖直管对装差压指数

D₃——竖直管竖装差压  a₄——竖直管竖装差压系数  b4——竖直管竖装差压指数

T₁——物料温度        a₅——物料温度差值系数    b5——物料温度差值指数

T₂——环境温度        a₆——物料温度差值系数    b6——物料温度差值指数

c——差异补正量

3、如权利要求1所述石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法，其特征在于：聚合单元反应釜中石油树脂在120℃粘度模型为：

μ＝4.035S-20.2D₁-0.02D₂-0.003D₃-9.88(T₁-120)-0.43T₂+4608.5

μ——物料120℃粘度

S——质量流量

D₁——水平管差压

D₂——竖直管对装差压

D₃——竖直管竖装差压

T₁——物料温度

T₂——环境温度

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