氨是世界上非常重要的化學藥品之一，因為它用于制造肥料。生產(chǎn)氨需要氮和氫。盡管氮相對容易獲得，但是氫很難獲得。蒸汽重整是一種在壓力下將過熱蒸汽注入天然氣（在我們的情況下為甲烷）的技術，以產(chǎn)生氫氣和一氧化碳。然后將氫氣用于Haber工藝中，該工藝是大規(guī)模生產(chǎn)氨的工業(yè)方法。

 

       每當過程涉及這些高溫和高壓時，安全就成為一個大問題，因此制造商會部署具有特定安全完整性等級（SIL）的測量設備。該工廠依靠四個帶孔板的SIL-2級差壓（DP）變送器來測量進入該反應的過熱蒸汽。一個變送器專用于控制送入重整爐的蒸汽與甲烷的比例。其他三個發(fā)送器使用三分之二（2oo3）投票配置創(chuàng)建了安全系統(tǒng)。如果變送器檢測到進入重整器的蒸汽流量太低，則會切斷甲烷氣體以防止損壞重整器管。

 

       蒸汽重整工藝是生產(chǎn)氨的關鍵步驟。當您需要可靠性和耐用性時，DP流量計是首選解決方案。但是隨著氨基甲酸酯鹽副產(chǎn)物堵塞生產(chǎn)線，維護活動和成本開始上升。該工廠開始研究其他可能更合適的技術。

 

尋找解決方案

 

       在此過程中非常大化效率是保持正確的蒸汽與甲烷比率的問題。找到正確的平衡點就是將精確量的過熱蒸汽施加到系統(tǒng)中。蒸汽太少會導致更多的未反應甲烷和更少的氫氣產(chǎn)生。您非常終還會形成更多的氨基甲酸酯鹽，而這種有害的副產(chǎn)物非常終會堵塞管路并需要經(jīng)常清潔。更糟糕的是，您會增加重整管破裂的風險，從而導致嚴重的安全問題，并可能因重整管故障而導致數(shù)百萬美元的生產(chǎn)損失。這種故障可能需要30天以上的停機時間才能修復。但是過量的蒸汽進入重整爐是浪費的，減少了氨的產(chǎn)生并降低了設備的熱效率。

 

       DP流量計具有正確的精度和可靠性。然而，即使在施加伴熱之后，充滿液體的脈沖管線中的積碳也會堵塞差壓臂的高壓側。這是評估和發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典案例，嘗試各種解決方案直到找到非常合適的解決方案。

 

SIL功能渦流技術，用于過熱蒸汽應用

 

       為尋求仍能滿足其SIL要求的解決方案，該工廠在DP孔板系統(tǒng)的上游安裝了艾默生羅斯蒙特10英寸四通道渦街流量計。Quad Vortex流量計的獨一無二的設計意味著在單個儀表體內獲得SIL評級的渦流技術，其中三分之二的投票（2oo3）。流量計具有四個獨立的變送器和四個安裝在兩個卸料桿上的相應的獨立傳感器。與DP系統(tǒng)一樣，一個渦旋變送器負責控制，而其他三個則為安全系統(tǒng)提供冗余測量。沒有活動部件，沒有端口或縫隙，意味著更少的工藝麻煩。

 

       為期兩個月的中試測試將對工廠中的兩種技術的評估延長了幾個月。渦街流量計在整個試驗過程中均不需要維護，從而大大降低了運營成本和安全風險。此外，未發(fā)生計劃外的關閉。非常終，工廠對工藝的改進感到滿意，因此決定保留渦流技術，用第二臺羅斯蒙特8800四渦流流量計代替了試驗儀表。