專利名稱：強腐蝕性介質(zhì)相界面的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相界面的測量方法，特別是涉及一種強腐蝕性介 質(zhì)的相界面的測量方法。
背景技術(shù)：
在化工反應(yīng)中，系統(tǒng)內(nèi)不可避免的存在著兩相或者多相介質(zhì)的分 離過程，要實現(xiàn)化工過程連續(xù)、長期、正常的運行，能夠直接、準(zhǔn)確 的判斷出設(shè)備內(nèi)相界面的高度，特別是在有強腐蝕性介質(zhì)存在的相界 面高度就顯得尤其重要。
但是，在強腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中，如氫氟酸、鹽酸等介質(zhì)環(huán)境中， 如使用一般的儀表如磁浮式液位計，差壓式液位計等測量相界面位
置，很快就會被腐蝕，很難保證長時間的有效使用；如果釆用雷達等 間接式液位計測量，儀表的成本費用又很高；另外，如生產(chǎn)過程需要 同時分離多相混合物，也需要能夠測量多相界面的儀表或方法，因此， 本發(fā)明的目的是提供一種成本低廉，能夠同時測量多個相界面，并特 別適用于強腐蝕性介質(zhì)相界面的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種測量強腐蝕性介質(zhì)的相界面的方法。 本發(fā)明的原理是根據(jù)待測液體的引壓口 (上下分布)測得的壓
力差、引壓口之間的距離以及待測液體中兩相的密度，計算出相界面
的高度，艮P:
假設(shè)上下引壓口的相對高度為H,兩引壓口的壓差為AP，相界 面上層相的密度為pl,下層相的密度為p2, 貝'J △ P= p 1 x g x ( H陽h) + p 2 x g x h
相界面高度11= ( AP畫p 1 xgxH) / ( p2-p 1 ) /g即通過以上公式計算得到相界面高度h。
本發(fā)明中所述的相界面高度為相界面的相對高度，即從下引壓口 到相界面的高度，如需要相界面的絕對高度，只需要將本發(fā)明所述的 相對高度與下引壓口的高度相加，即可得到。
具體的說，本發(fā)明先選擇一種液體作為引壓液，為避免引入雜質(zhì)， 一般可選用設(shè)備內(nèi)的某種相、介質(zhì)或不污染設(shè)備內(nèi)介質(zhì)、與待測相一
分離的液體作為引壓液；在設(shè)備側(cè)壁開口，引出上下兩個引壓口，保
證上下引壓口總是位于待測相界面的兩側(cè)，并且上引壓口和下引壓口
分別與待測相界面的上層相和下層相連通；用壓力泵將引壓液從引壓 口以一定流量泵入；用壓力表測定上下引壓口的壓力，并計算引壓口 的壓力差，利用上述公式計算出相界面的高度。
本發(fā)明的方法可容易地推廣到多相相界面的測量，如在三相相界 面的測量中，假設(shè)上引壓口和中引壓口的相對高度為H1，壓差為A Pl，中引壓口和下引壓口的相對高度為H2，壓差為AP，從上到下三 相的密度分別為Pl， P2和p3，則中層相的相對相界面高度hl (相 對中引壓口的高度)，下層相的相對相界面高度h2 (相對下引壓口的 高度)分別為
hl= ( AP畫p 1 xgxHl ) / ( p2國p 1 ) /g
h2= ( AP- p 2 x g x H2 ) / ( p 3- p 2 ) /g
依次類推，可方便的計算出多相相界面的相對高度，由此也可方 便的計算出所需的相界面的絕對高度。
本發(fā)明也可以直接利用差壓變送器測定各引壓口的壓力差，并將 壓力差轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，由數(shù)據(jù)線傳送到數(shù)據(jù)處理設(shè)備，并根據(jù)數(shù)據(jù) 處理設(shè)備內(nèi)預(yù)先設(shè)定的引壓口距離H,相界面上層密度為pl，下層 密度為p2，由數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù)上述公式計算出相界面高度h。
由于只要保證引壓口處為微正壓，就可以防止設(shè)備內(nèi)的強腐蝕性 物料倒流對儀表造成腐蝕，因此選用普通的儀表就可以達到測量的目
4的。
為準(zhǔn)確測定相界面的高度，用流量計控制引壓液的流量，使上下 引壓口的流量相同，只要保證引壓口處為微正壓(與設(shè)備內(nèi)壓力相比) 就可以將引壓液以很小的流量從引壓口壓入設(shè)備內(nèi)。
若需要測定同一設(shè)備中多個相的各個相界面高度，則需要設(shè)置多 個引壓口，保證各個引壓口與需要測定的相連通，并用壓力泵將同種 引壓液以相同的流量壓入設(shè)備內(nèi)，測定各個引壓口的壓力，通過已知 的各個引壓口的高度和各相的密度，利用上述公式計算出所需的各個 相界面的高度。
本發(fā)明的技術(shù)方案有以下優(yōu)點
1. 本發(fā)明釆用普通儀表就可以測量強腐蝕性介質(zhì)的相界面高 度，成本低廉，測量方法簡單。
2. 引壓液選用不帶入雜質(zhì)而且容易分離的其他液體或與設(shè)備內(nèi)
的一種物料相同的液體，利用該測量方法不會在分離相中引入雜質(zhì)。
3. 本發(fā)明的方法應(yīng)用廣泛，除了特別適用于測量強腐蝕性介質(zhì) 的相界面高度，也可以用來測量液面高度，測量密度相近的介質(zhì)間的 相界面高度和測量多相混合物的各個相界面高度。


圖l相界面的測量方法的示意圖，其中，F(xiàn)V為氣動閩的控制機構(gòu)； FC為氣動閥；Pd為差壓變送器；LICA為計算得到的相對相界面高度； FI為流量顯示；FT和FE為控制流量的聯(lián)合執(zhí)行機構(gòu)；FICQ為流量控 制；H為兩引壓口的相對高度；h為相界面高度。
具體實施例方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例l兩相相界面的測定
將本發(fā)明的方法用于測定上層相含水氫氟酸，下層相為氟立昂的 相界面。
利用水作為引壓液，在設(shè)備側(cè)壁開引壓口，上引壓口與上層相無 機混合物強酸連通，下引壓口與有機混合物連通，上下引壓口的相對
高度為H;保證引壓液以一定的流量(如若引壓液的壓力低于設(shè)備內(nèi) 壓力就需用加壓泵給引壓液加壓)從上下引壓口流入設(shè)備中(保證引 壓口處微正壓就可以)，為能保證并且能夠計量引壓液流量，安裝有 流量計，將差壓變送器的壓力傳感器分別設(shè)置在上引壓口和下引壓 口，測得的差壓結(jié)果AP由數(shù)據(jù)線傳送到計算機。
如圖1所示，含水氫氟酸和氟立昂的混合物料A以一定的流量通 入設(shè)備內(nèi)，將水作為物料B也以一定流量流入設(shè)備內(nèi)，同時物料B也 作為引壓液通過引壓口進入設(shè)備內(nèi)，用閩門控制使上下引壓口的流量 相同；差壓變送器的兩個壓力探頭分別設(shè)置在上下引壓口，將得到的 壓差數(shù)據(jù)AP送至計算機，由計算機計算出相界面的高度h。
計算機內(nèi)預(yù)設(shè)上、下引壓口的相對高度H，上層相的密度pl和 下層相密度P2的取值，根據(jù)以下公式
h= ( AP-p 1 xgxH) / ( p2-p 1 )。
計算出相界面的高度h。
如圖1所示，還可以通過相界面的測定，使相界面保持穩(wěn)定，便
于分離物料1和2，即實現(xiàn)含水氫氟酸和氟立昂的穩(wěn)定分離。為保證物 料能夠連續(xù)穩(wěn)定的流入設(shè)備，在物料輸送管道上安裝有氣動閥控制 (如圖FV)，且與引壓液的差壓變送器連鎖，這樣可以根據(jù)由差壓變 送器檢測出的壓差計算得到的相界面高度(如圖h)來控制物料的加 入量，實現(xiàn)對相界面的連續(xù)穩(wěn)定的控制，進而實現(xiàn)化工過程連續(xù)穩(wěn)定 的運行。實施例2三相相界面的測定
將本發(fā)明的方法用于測定上層為氫氰酸，中層為二氟一氯甲烷， 下層為CCU的相界面，利用與容易與設(shè)備內(nèi)各種物料分離的介質(zhì)水 作為引壓液，在設(shè)備側(cè)壁開引壓口，上引壓口與氫氰酸相連通，中引 壓口與二氟一氯甲垸連通，下引壓口與CCU連通，上、中引壓口之間 的相對高度為Hl,中、下引壓口的相對高度為H2;保證引壓液以相 同的流量從上、中、下引壓口流入設(shè)備，將差壓變送器2的壓力傳感 器分別設(shè)置在中引壓口和下引壓口，差壓變送器l的壓力傳感器分別 設(shè)置在上引壓口和下引壓口，測得的差壓結(jié)果AP2和AP1由數(shù)據(jù)線傳
送到計算機。
計算機內(nèi)預(yù)設(shè)上引壓口和中引壓口的相對高度H1，中引壓口和 下引壓口的相對高度H2，上層相的密度pl，中層相密度p2和下層 相密度P3的具體取值，根據(jù)以下公式
hl= ( △ P畫p 1 x g x Hl ) / ( p 2- p 1 ) /g;
h2= ( AP- p 2 x g x H2 ) / ( p 3- p 2 ) /g;
計算出下層相界面的相對高度h2(相對下引壓口 )和中層相界面 相對高度hl (相對中引壓口 )。
權(quán)利要求
1、一種測量相界面的方法，是將引壓液以相同流量從各引壓口壓入待測相，并測定引壓口的壓力，根據(jù)引壓口的壓力差ΔP、引壓口的相對高度H以及待測相中上層相的密度ρ1和下層相密度ρ2，計算出相界面的高度hh＝(ΔP-ρ1×g×H)/(ρ2-ρ1)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述引壓液是待測 相或待測相介質(zhì)中的一種或多種，或是與待測相易分離的液體。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述引壓口位于待 測相界面的兩側(cè)，并與待測相界面的各相連通。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述將引壓液以相 同流量從引壓口壓入待測相，是將引壓液由壓力泵加壓，由流量計控 制流量，進入待測相來實現(xiàn)。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述引壓口的壓力 由壓力表測定。
6、 如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，是利用差壓變 送器測定各引壓口的壓力差，并將壓力差轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，由數(shù)據(jù)線 傳送到數(shù)據(jù)處理設(shè)備，并根據(jù)數(shù)據(jù)處理設(shè)備內(nèi)預(yù)先設(shè)定的引壓口距離 H，相界面上層相密度pl，下層相密度p2，由數(shù)據(jù)處理設(shè)備根據(jù) 權(quán)利要求1所述的公式計算出相界面高度h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種相界面的測量方法。本發(fā)明是將引壓液以相同流量從上下引壓口壓入待測相，并測定引壓口的壓力，根據(jù)上下引壓口的壓力差ΔP、上引壓口的高度H以及待測相中兩相上層相的密度ρ1和下層相密度ρ2，計算出相界面的高度hh＝(ΔP-ρ1×g×H)/(ρ2-ρ1)/g。本發(fā)明采用普通儀表就可以測量強腐蝕性介質(zhì)的相界面高度，成本低廉，測量方法簡單應(yīng)用廣泛，除了特別適用于測量強腐蝕性介質(zhì)的相界面高度，也可以用來測量液面高度，測量密度相近的介質(zhì)間的相界面高度和測量多相混合物的各個相界面高度。
文檔編號G01F23/14GK101493353SQ20091007857
公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者余道騰, 張金剛, 曾本忠, 榮 柏, 許鴻禧, 譚梅芳 申請人:中昊晨光化工研究院