一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统的制作方法

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统。

背景技术：

生产三氯乙烯过程中，三氯乙烯解吸塔回流物料中的水分含量是影响装置运行安全的关键指标。如果反应分离工序汽化器(蒸汽加热四氯乙烷，使四氯乙烷汽化)发生泄漏，水分会进入三氯乙烯解吸塔回流物料内，导致反应中产生的氯化氢气体生成盐酸，若不能及时发现，将会对解吸塔及后续系统设备、管线造成快速的严重腐蚀，威胁到装置运行安全。

目前，三氯乙烯解吸塔回流物料中的水分含量是化验人员通过取样检测得到的，受检测手段和取样频次的影响，只能对物料中的水分含量进行间歇性非连续的检测，存在一定的滞后性。这种情况下，一旦发生泄漏，若没有立即进行检测，生成的盐酸就会立即对解析塔及后续设备产生腐蚀，在短时间内将会使设备腐蚀穿孔损坏，严重影响装置的安全稳定运行。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统，以解决三氯乙烯解吸塔回流物料中的水分含量测量的间歇性、滞后性问题。

本实用新型提供的一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统，包括流通池、电容式液位计、dcs控制器、显示器和状态指示灯，其中：

流通池的介质进口和介质出口均连通待监控回流物料的管路，且介质进口位置低于介质出口，电容式液位计通过法兰连接至流通池的检测口，电容式液位计的检测杆伸入流通池中；

检测杆的输出端通过出线口电连接dcs控制器的i/o卡件，dcs控制器的显示器接口通信连接显示器，dcs控制器的信号输出端通信连接状态指示灯。

可选地，状态指示灯包括绿色电源指示灯、黄色预警指示灯和红色警报指示灯。

可选地，还包括蜂鸣器，蜂鸣器与dcs控制器信号输出端通信连接。

可选地，电容式液位计还包括四氟护套，四氟护套包括一体成型的法兰护套和检测杆护套，法兰护套为同心圆状，位于法兰与检测口之间，检测杆护套为一端封闭一端开口的筒状，由下至上套设于检测杆上。

可选地，流通池上还开设有氮气进口，氮气进口位于介质出口和检测口之间，氮气进口连通氮气管路，氮气管路还设置有减压阀。

可选地，电容式液位计外壳接地。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统，解决了三氯乙烯解吸塔回流物料中的含水量无法在线监控的难题。实现在线实时的、连续的检测三氯乙烯解吸塔回流物料中的含水量的变化，便于及时发现三氯乙烯装置反应分离工序汽化器泄漏，最大限度的减少设备腐蚀，延长设备、管道的寿命，提高装置安全运行保障保证能力。该三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统性价比高，安装、调试简单，便于实现，维护便捷。该三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统可以拓展应用在任何液体物料中含水量和变化趋势的检测。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种三氯乙烯解吸塔回流物料的现场管路改造的结构示意图；

图3为本实用新型提供的另一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控方法的流程示意图；

图5为本实用新型提供的另一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控方法的流程示意图。

上图1-5中，各标号分别表示：1-流通池，2-电容式液位计，3-dcs控制器，4-显示器，11-介质进口，12-介质出口，21-法兰，22-检测杆，3-dcs控制器，4-显示器，5-状态指示灯，6-蜂鸣器，23-四氟护套，231-法兰护套，232-检测杆护套，14-氮气进口，7-氮气管路，71-减压阀。

具体实施方式

本实用新型提供了一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统及方法，以解决三氯乙烯解吸塔回流物料中的水分含量测量的间歇性、滞后性问题。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1和2所示，为本实施例1提供的一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统，包括流通池1、电容式液位计2、dcs控制器3和显示器4。

为方便测量出三氯乙烯解吸塔回流物料的电容值，实现回流物料含水量的间接分析和监控，改造回流物料管路，在回流物料管路上安装连通池1。流通池1的介质进口11和介质出口12均连通待监控回流物料的管路，且介质进口11位置低于介质出口12，实现回流物料在流通池1中下进上出，通过溢流方式保持流通池1内回流物料液位恒定(与介质出口12处保持统一水平高度)和回流物料不断流动，保证监控的时效性、稳定性和连续性。电容式液位计2通过法兰21连接至流通池1的检测口13，电容式液位计2的检测杆22伸入流通池1中。可将流通池1设计成为筒状结构，介质进口11和介质出口12均开设于筒壁上，检测口13开设于筒顶部，筒底部封闭，检测杆22的中轴线与流通池1的中轴线重合。检测杆22的输出端通过外壳出线口电连接dcs控制器3的i/o卡件，dcs控制器3的显示器接口通信连接显示器4。

需要注意的是，该三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统具有以下安装要点和要求：

1、防干扰，保证电容值测量的时效性和准确性。

(1)远离磁场、振动等环境。磁场、振动对电子元器件和信号测量和传输会产生影响，故应尽量远离。

(2)做好电容式液位计2外壳接地，电阻不大于2ω。

(3)信号先接入安全栅，再接入i/o卡件。

2、防腐蚀，三氯乙烯含有酸性物质，当含水增加时形成酸腐蚀管线和仪表。

(1)采用耐腐蚀的管道和法兰连接，具体地，可采用以下方案：电容式液位计2还包括四氟护套23，四氟护套23包括一体成型的法兰护套231和检测杆护套232，法兰护套231为同心圆状，位于法兰21与检测口13之间，检测杆护套232为一端封闭一端开口的筒状，由下至上套设于检测杆22上。

(2)引入氮气管线14，对流通池1顶部进行氮气保护，防止酸性其他对电容式液位计2的腐蚀，具体地，可采用以下方案：流通池1上还开设有氮气进口14，氮气进口14位于介质出口12和检测口13之间，氮气进口14连通氮气管路7，氮气管路7还设置有减压阀71。

(3)防护等级采用ip65以上防腐蚀，保证使用寿命。

本实用新型旨在三氯乙烯解吸塔回流管线中安装一种在线仪表，若汽化器泄漏导致三氯乙烯解吸塔回流物料中的含水量变化时，会引起其中某些参数的变化，而且参数的变化与三氯乙烯中水分含量呈某种对应关系，可间接监控回流物料中含水量变化。经过大量试验，发现三氯乙烯回流物料中水分变化时，其介电常数也随之变化，通过测量电容值的方式就能间接反映甚至计算回流物料中的含水量。

电容的计算公式c＝εs/d，其中：c电容值，ε介电常数，s极板面积，d极板间距离。从公式可以看出，当s和d一定时，电容值仅与ε有关。通过大量的试验数据获得电容值和含水量之间的关系，建立数学模型。根据此原理将一根带绝缘套管的金属棒插入盛三氯乙烯的容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为三氯乙烯液体。由于三氯乙烯的介电常数ε1和含水分的三氯乙烯的介电常数ε2不同，当介质含水增多时，电容式液位计两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。因此，当特定流通池1和特定电容式液位计2下，即可保证s和d一定，此时电容值即可反映介电常数。三氯乙烯回流物料中含水量变化时，其介电常数ε也随之变化，从而引起电容值c变化，且为正相关。

因此，通过按照上述描述设置的流通池1和电容式液位计2，测得三氯乙烯解吸塔回流物料的电容值，将实时电容值传输给dcs控制器3，dcs控制器3根据实时电容值以及测量时间生成电容值实时测量曲线，在显示器上显示电容值实时测量曲线。工作人员通过观察电容值实时测量曲线，实现回流物料含水量的间接分析和监控，当实时电容值出现迅速升高则可预判回流物料含水量在不断增大，此时，需要工作人员采用现有技术对三氯乙烯解吸塔回流物料取样检测水含量进行验证，若确实水含量过高，则需要停车检修。

当然，也可通过试验摸索不同阶段回流物料含水量与电容值的函数关系，通过该关系也可实现含水量的在线实时测量。例如，使用内径为80cm的流通池1，检测杆22外径为1.5-2cm，液位测量高度为80cm，当实时电容值在80-100pf的范围内时，回流物料含水量与电容值的关系基本满足x＝y/1.3(x：含水，单位ppm；y：电容值，单位pf)。当实时电容值小于80pf时，回流物料含水量较小，设备处于安全运行状态，无需干预。当实时电容值大于或等于100pf时，此时含水量大于80ppm，需要工作人员进行取样检测验证。

实施例2

如图3所示，本实施例2还提供了另一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统，在实施例1提供的系统基础上，增设状态指示灯5和蜂鸣器6,dcs控制器3的信号输出端通信连接状态指示灯5，状态指示灯5包括绿色电源指示灯、黄色预警指示灯和红色警报指示灯。蜂鸣器6与dcs控制器3的信号输出端通信连接。状态指示灯5和蜂鸣器6可安装在任意工作人员可方便观察的位置，例如监控室，也可安装于现场。

与实施例1相同的部分皆可参考实施例1的描述，在此不再具体阐述。

可将设备可承受的最大含水量(回流物料所允许的最大含水量)对应的电容值定义为极限电容值。极限电容值的60-80％预设为临界电容预警值，即预设电容值，将预设电容值输入dcs控制器3的存储器中，当实时电容值达到预设电容值时，发出预警信号。同时，将预设时间间隔也输入dcs控制器3的存储器中，以发出预警信号开始计时，当在预设时间间隔(10-20s)内，实时电容值处于持续上升状态时，发出报警信号。

例如，使用内径为80cm的流通池1，检测杆22外径为1.5-2cm，液位测量高度为80cm，当实时电容值小于80pf时，回流物料含水量较小，设备处于安全运行状态，无需干预。当实时电容值大于或等于100pf时，此时含水量大于80ppm，需要工作人员进行取样检测验证。这种情况下，极限电容值可设置为100pf，对应地，预设电容值可设置为80pf，预设时间间隔可设置为10s。当实时电容值小于80pf时，绿色电源指示灯亮，黄色预警指示灯和红色警报指示灯暗；当实时电容值大于或等于80pf时，黄色预警指示灯亮，绿色电源指示灯和红色警报指示灯暗，提醒工作人员密切关注；当实时电容值大于或等于80pf，且在10s内越来越大时，红色警报指示灯亮，绿色电源指示灯和黄色预警指示灯暗，同时蜂鸣器6响，警示工作人员进行取样检测验证。这是因为一旦汽化器泄漏，回流物料中的含水量会迅速上升。

为更清楚地阐述本实用新型提供的三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控系统结构和工作原理，本实用新型还提供了与之相关的一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控方法。

如图4所示，为本实用新型提供的一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控方法的流程图。该三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控方法对应施用上述实施例1提供的系统，包括以下步骤：

步骤s110：获取电容式液位计的检测杆测量的流通池中回流物料的实时电容值和对应的测量时间。

步骤s120：以实时电容值为纵坐标，以测量时间为横坐标，根据实时电容值和测量时间的具体数值获得回流物料的电容值实时测量曲线。

步骤s130：在显示器上显示电容值实时测量曲线。工作人员通过观察电容值实时测量曲线，实现回流物料含水量的间接分析和监控，当实时电容值出现迅速升高则可预判回流物料含水量在不断增大，此时，需要工作人员采用现有技术对三氯乙烯解吸塔回流物料取样检测水含量进行验证，若确实水含量过高，则需要停车检修。

如图5所示，为本实用新型提供的另一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控方法的流程图。本实用新型提供的另一种三氯乙烯解吸塔回流物料中含水量的在线监控方法，包括以下步骤：

步骤s210：获取电容式液位计的检测杆测量的流通池中回流物料的实时电容值和对应的测量时间。

步骤s220：以实时电容值为纵坐标，以测量时间为横坐标，根据实时电容值和测量时间的具体数值获得回流物料的电容值实时测量曲线。

步骤s230：在显示器上显示电容值实时测量曲线。

步骤s240：获取预设电容值和预设时间间隔。预设电容值和预设时间间隔皆为用户自行设置，方法为:获取用户发送的包含预设电容值和预设时间间隔的输入指令，其中，所述预设电容值为临界电容预警值，所述预设时间间隔为10-20秒，以发出预警信号开始计时。根据所述输入指令，更新存储器中保存的预设电容值和预设时间间隔。根据该方法应用场景所处情况的不同，预设电容值和预设时间间隔的设置也会有相应变化，因此，存储器中预设电容值和预设时间间隔是可调可变的。

步骤s250：判断所述实时电容值是否大于或等于预设电容值。

步骤s260：如果所述实时电容值大于或等于预设电容值，发出预警信号。

如果所述实时电容值大于或等于预设电容值，初步回流物料的含水量较大，但是由于回流物料在流通池1中是持续流动的，出现含水量的波动也是正常现象，所以此时并不能就此推断是汽化器泄漏等设备故障。因此，此时仅发出预警信号以引起工作人员注意。在本实施方式中，可选择点亮黄色预警指示灯。

如果电场强度小于预设电容值，说明此时回流物料的含水量较小，此时，可断定汽化器无泄漏，正在安全运行。

步骤s270：判断预设时间间隔内，所述实时电容值的变化趋势；

步骤s280：如果实时电容值的变化趋势为逐渐增大，发出报警信号。

由于一旦汽化器泄漏，回流物料中的含水量会迅速上升，因此，当实时电容值越来越大时，说明需要采取相应措施。此时发出报警信号(点亮红色警报指示灯，触发蜂鸣器6)警示工作人员进行取样检测验证。

以上所述的本实用新型实施方式并不构成对本实用新型保护范围的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本实用新型旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。