专利名称：：聚丙烯生产中结块结片的检测方法及检测装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及聚丙烯生产工艺中结块结片的检测，具体为一种聚丙烯生产中结块结片的检测方法及检测装置。
背景技术：
：BPAmoco气相聚丙烯工艺采用卧式搅拌床反应器，其系统设计包含两台卧式反应器，这两台反应器始终串联运行，在某些生产情况下，聚合反应器中会生成纤维状或块状聚合物，这些纤维状或块状聚合物会将影响反应器粉料转移系统至后加工工段，当情况严重时，纤维状或块状聚合物会迫使装置停车。到目前为止，己经确认的纤维状和块状料生成的原因有料位控制不当、急冷液喷洒不均和催化剂分布不均等，目前对于BPAmoco气相聚丙烯工艺结块检测研究尚无相关文献报道。对于工业流化床反应器中结块和结片的研究相对较多，例如压降法、光纤检测法、辐射射线法、声发射检测法等。其中，压降法压降的变化反应比实际结块滞后，而且当结块的过程是多个小结块同时生长时，压降不能准确反应这一生长过程；光纤检测法装置复杂，价格昂贵，使用时技术要求高；辐射射线法对人体有伤害；另外，近年来新出现的声发射检测技术，具有不影响内部流场分布，检测的信号所包含的信息量大，检测方便，费用低廉，装置简单，容易串连微机进行同步检测处理，但是其特征参数的确立较难，灵敏度低，不容易排除无关信息。这些方法各有优缺点，不能简单地移用到BPAmoco气相聚丙烯工艺的结块检测中，因此，发展一种简单的、适用于BPAmoco气相聚丙烯工艺的结块结片检测方法对保证装置的长周期稳定运行具有重要的意义。
发明内容本发明要解决的技术问题是现有聚丙烯生产中检测结块结片的方法不能均衡满足精度高成本低，简单易用等生产要求，尤其是没有一种适用于BPAmoco气相聚丙烯工艺的结块结片检测方法。本发明的技术方案是聚丙烯生产中结块结片的检测方法，丙烯在反应器中发生聚合反应生成聚丙烯，从反应器出来的粉料送到气体膨胀袋滤器中，粉料通过袋滤器下方的旋转阀落入脱气仓之中，采集气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，选择电流信号的幅值A、一段时间内电流信号幅值的平均值A^n、最大值A,、最小值A^或均方差o中的任意一个做为特征参数C，将没有结块结片时电流信号的特征参数设定为预警阈值C。，当生产中采集的电流信号特征参数C大于预警阈值C。时，可认为有结块结片产生，c二c。则认为处于正常状况。为方便辨识，设置结块结片状态系数D=(C—C。)/C。，如果D〉0，说明有结块结片存在，D-O则说明没有结块结片存在；结块结片状态系数D越大，说明结块结片越大或者结块结片越多。BPAmoco气相聚丙烯工艺中，丙烯在催化剂的作用下在两个卧式反应器中发生聚合反应生成聚丙烯，从第一反应器(单反应器操作)或第二反应器(双反应器串联操作)出来的粉料靠压差送到气体膨胀袋滤器中，气体膨胀袋滤器操作压力为0.02MPa，低压有助于脱除易挥发组份，但是袋滤器不能完全除去粉料中的烃类。粉料通过袋滤器下方的旋转阀落入脱气仓之中，粉料中的结块会导致旋转阀能耗的增加，电压一定的情况下表现为旋转阀电流的增大，粉料中的结块越多或越大，旋转阔的电流也就越大。因此，可以对电流信号进行采集分析，提取出特征参数，将没有结块存在时的特征参数作为标准值，设定为预警阈值，当提取的特征参数大于预警阈值时，可认为有结块结片产生，提取的特征参数等于预警阈值则认为处于正常状况。本发明气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号采集频率为1Hz1MHz。本发明检测方法的检测装置包括前置信号放大电路、传输电缆、采集卡和计算机，旋转阀上电动机的电流信号输入前置信号放大电路，前置信号放大电路输出再由传输电缆传送到采集卡上转换为数字信号在计算机中进行储存或后续处理，所述前置信号放大电路包括至少一个信号放大器。根据需要，检测装置还可设置转换电路，旋转阀上的电动机电流信号输入转换电路转换成电压信号，所述电压信号输入前置信号放大电路，再由传输电缆传送到采集卡上转换为数字信号在计算机中进行储存或处理，根据实际使用对阻值的需要，转换电路可由一个或多个的电阻串并联组成。本发明还可应用于聚乙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚工艺的结块结片检测。本发明通过接收和分析气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号来检测结块结片，无需改动现有的工艺和设备，能够精确快捷的检测结块结片，检测装置结构简单，使用方便，是一种绿色、安全、环保的检测方法。图1是本发明通过电流信号进行结块结片检测的检测装置原理框图。图2是本发明通过电压信号进行结块结片检测的检测装置原理框图。图3是对应图1检测装置的电路原理图e图4是对应图2检测装置的电路原理图。图5是本发明实施例1旋转阀电流信号的幅值随结块加入数目的变化曲线图。图6是本发明实施例1旋转阀电流信号的幅值随结块大小的变化曲线图。具体实施方式本发明方法在聚丙烯的生产过程中，采集气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，提取出特征参数C，并将没有结块存在时的特征参数作为标准值，设定为预警阈值c。，当生产过程中提取的特征参数c大于预警阈值c。时，可认为有结块结片产生，若两者相等则认为处于正常状况。为方便辨识，设置结块结片状态系数D=(C—C。)/C。，如果D〉0，说明有结块结片存在，D二O则说明没有结块结片存在；结块结片状态系数D越大，说明结块结片越大或者结块结片越多。本发明的检测装置包括前置信号放大电路、传输电缆、采集卡和计算机，如图1，旋转阀上电动机的电流信号通过前置电流信号放大器放大以后，由传输电缆传送到数据采集卡上转换为数字信号，再输入计算机中进行储存或后续处理，电路原理图如图3。检测装置也可以通过电压信号来检测结块结片，如图2，旋转阀电动机的电流信号先通过转换/取样电路(电阻值R)转换成电压信号(U=I*R)，再通过前置电压信号放大电路放大，由传输电缆传送到数据采集卡上转换为数字信号后再经过计算转换为电流信号(I'=U/R)，在计算机中进行储存或后续处理，电路原理图如图4。转换/取样电路由一个或多个的电阻串并联组成，前置信号放大电路的信号放大器可以是一个或多个，输入信号是电流信号使用电流信号放大器，输入信号是电压信号使用电压信号放大器。实施例1在实验室装置中，设置和年产200吨聚丙烯装置相同的旋转出料阀、相同的物料以及相同的出料速率，通过向物料中加入不同大小的结块或者不同数目的同种结块，采集和分析气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，考察电流信号随结块大小和结块数目的变化情况。其中，采样频率500Hz，采样时间2s。将采集到的电流信号的幅值A作为特征参数，己知正常状态下电流信号的幅值A。^0.400安培。依次向物料中加入直径为30mm的类球形结块15个，旋转阀电流信号的幅值如表1和图5所示。从图5中可以看出，旋转阀电流信号的幅值随结块数目的增加近似呈线性关系递增。表1不同结块加入量下旋转阀电流信号的幅值结块数目012345<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>6种类球形结块，此时，旋转阀电流信号的幅值如表2和图6所示。从图中可以发现，旋转阀电流信号随结块直径的增加近似呈三次方关系递增，增速逐渐增大。这是因为，结块的重量随结块直径的增加呈三次方关系递增。结块越重，旋转阀所需的能耗就越大，相应的其输出的电流信号就越大。表2加入不同大小的结块时旋转阀电流信号的幅值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例2在某公司年产20万吨聚丙烯工业生产装置中，采集和分析气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，采样频率10000Hz，采样时间10s，采集的电流信号转换为数字信号输入计算机处理，将采集到的电流信号的幅值A作为特征参数，已知正常状态下电流信号的幅值A。^13.00安培，则结块结片的状态系数D二(A—A。)/A。，当D大于0时，即可以判断反应器中有结块结片，0=0则说明反应器中没有有结块结片；D越大，说明反应器中的结块越大或越多。实施例3在某公司年产20万吨聚丙烯工业生产装置中，采集和分析气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，经过转换电路转换后得到的电压信号，采样频率1Hz，采样时间100s，其中转换电路由两个电阻串联组成，电阻阻值为500欧姆。将采集到的电压信号转换为数字信号，再除以转换电路的阻值即转化为数字电流信号，也就是100s内电流信号幅值的平均值Am6a，将A^作为特征参数输入计算机，已知正常状态下100s内电流信号幅值的平均值Am,。二12.98安培，则结块结片的状态系数D二(A_—A_。)/Am。an。，当D大于0时，即可以判断反应器中有结块结片，D=0则说明反应器没中有结块结片；D越大，说明反应器中的结块越大或越多。实施例4在某公司年产2万吨聚丙烯试生产装置中，采集和分析气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，采样频率lMHz，采样时间O.1s，将O.ls内采集到的电流信号幅值的最大值A^作为特征参数，已知正常状态下，0.1s内采集到的电流信号幅值的最大值A,。-l.32安培，则结块结片的状态系数D=(Amax_A_。)/A^。，当D大于0时，即可以判断反应器中有结块结片，D二O则说明反应器中没有结块结片；D越大，说明反应器中的结块越大或越多。实施例5在某公司年产2万吨聚丙烯中试生产装置中，采集和分析气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，采样频率100Hz，采样时间5s,将5s内采集到的电流信号幅值的最小值A^作为特征参数，已知正常状态下，0.1s内采集到的电流信号幅值的最小值Ami。。二1.29安培，则结块结片的状态系数D二(Ai_Ami。)/Ami。，当D大于0时，即可以判断反应器中有结块结片，D-O则说明反应器中没有结块结片；D越大，说明反应器中的结块越大或越多。实施例6在某研究院年产200吨聚丙烯中试生产装置中，采集和分析气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，采样频率500Hz，采样时间2s，采集的电流信号转换为数字信号输入计算机处理，将2s内采集到的电流信号幅值的均方差o作为特征参数，已知正常状态下，2s内采集到的电流信号幅值的均方差o。=0.01，则结块结片的状态系数D=(o—o。)/o。，当D大于0时，即可以判断反应器中有结块结片，D二O则说明反应器中有结块结片；D越大，说明反应器中的结块越大或越多。由于聚丙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚生产工艺过程中，结块结片的状况与聚丙烯类似，本发明结块结片检测方法还可应用于聚乙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚工艺中。权利要求1、聚丙烯生产中结块结片的检测方法，丙烯在反应器中发生聚合反应生成聚丙烯，从反应器出来的粉料送到气体膨胀袋滤器中，粉料通过袋滤器下方的旋转阀落入脱气仓之中，其特征是采集气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，选择电流信号的幅值A、一段时间内电流信号幅值的平均值Amean、最大值Amax、最小值Amin或均方差σ中的任意一个做为特征参数C，将没有结块结片时电流信号的特征参数设定为预警阈值C0，当生产中采集的电流信号特征参数C大于预警阈值C0时，可认为有结块结片产生，C＝C0则认为处于正常状况。2、根据权利要求1所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法，其特征是设置结块结片状态系数D二(C一C。)/C。，如果D〉0，说明有结块结片存在，D二O则说明没有结块结片存在；结块结片状态系数D越大，说明结块结片越大或者结块结片越多。3、根据权利要求1或2所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法，其特征是气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号采集频率为1Hz1MHz。4、根据权利要求1或2所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法的检测装置，其特征是包括前置信号放大电路、传输电缆、采集卡和计算机，旋转阀上电动机的电流信号输入前置信号放大电路，前置信号放大电路输出再由传输电缆传送到采集卡上转换为数字信号在计算机中进行储存或后续处理，所述前置信号放大电路包括至少一个信号放大器o5、根据权利要求3所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法的检测装置，其特征是包括前置信号放大电路、传输电缆、采集卡和计算机，旋转阀上电动机的电流信号输入前置信号放大电路，前置信号放大电路输出再由传输电缆传送到采集卡上转换为数字信号在计算机中进行储存或后续处理，所述前置信号放大电路包括至少一个信号放大器。6、根据权利要求4所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法的检测装置，其特征是还包括转换电路，旋转阀上的电动机电流信号输入转换电路转换成电压信号，所述电压信号输入前置信号放大电路，再由传输电缆传送到采集卡上转换为数字信号在计算机中进行储存或处理。7、根据权利要求5所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法的检测装置，其特征是还包括转换电路，旋转阀上的电动机电流信号输入转换电路转换成电压信号，所述电压信号输入前置信号放大电路，再由传输电缆传送到采集卡上转换为数字信号在计算机中进行储存或处理。8、根据权利要求6所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法的检测装置，其特征是转换电路由一个或多个电阻串并联组成。9、根据权利要求7所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法的检测装置，其特征是转换电路由一个或多个电阻串并联组成。10、根据权利要求1或2所述的聚丙烯生产中结块结片的检测方法，其特征是还可应用于聚乙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚工艺的结块结片检测。全文摘要聚丙烯生产中结块结片的检测方法，丙烯在反应器中发生聚合反应生成聚丙烯，从反应器出来的粉料送到气体膨胀袋滤器中，粉料通过袋滤器下方的旋转阀落入脱气仓之中，采集气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号，通过接收和分析气体膨胀袋滤器出口处旋转阀的电流信号来检测结块结片，本发明还可应用于聚乙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚工艺的结块结片检测。本发明无需改动现有的工艺和设备，能够精确快捷的检测结块结片，检测装置结构简单，使用方便，是一种绿色、安全、环保的检测方法。文档编号G01R19/165GK101241149SQ20081001980公开日2008年8月13日申请日期2008年3月17日优先权日2008年3月17日发明者健周,华夏,曹翌佳,殷大斌,纯王,王靖岱,蒋斌波,贾中明,阳永荣,黄正梁申请人:中国石化扬子石油化工有限公司