放射性液位计在PTA结晶器中的应用

    1　引　言

    PTA精制结晶过程的工艺简要描述:粗TA(对苯二甲酸)浆料进行加氢反应生成PTA浆料,进入结晶器降温、降压析出PTA晶体。共5级结晶器串联,其介 质为脱离子水溶剂和PTA晶体。对这个过程的控制和操作可以影响产品纯度、晶体大小和粒径分布,所以结晶过程的控制和优化具有重要意义。对多台结晶器组成 的结晶工艺,每台结晶器的结晶温度、压力及其分布选择,浆液流速、停留时间的选择和进料浓度的控制均存在一种最优或次优的工况。因此对结晶工艺过程的操作 采用多变量先进控制技术,并建立数学模型寻求最优的操作条件,达到稳定产品品质。一般要求PTA的粒径分布稳定、范围适中。产品粒径分布要求大于 250μm的小于7%,小于45μm的小于19%,平均粒径范围控制在100~110μm。

    在某450 kt/a PTA项目中,选用28套放射性液位计。在放射性液位计中一般采用放射源辐射γ射线,因为γ射线可以穿过过程介质;不会使介质产生活性;不会改变介质;可以被铅屏蔽^[1]。

    2　影响液位测量的问题及原因分析

    PTA结晶器液位测量目前遇到的问题主要有:相互5个结晶器的放射源干扰,导致检测杆接收信号的干扰很严重,存在假信号问题;结晶器内部的压力和温度也对 放射性液位计的读数造成了不小的影响;对于工艺操作清洗罐内结壁时机的选择一直都凭经验,一旦停车清洗,会造成不必要的损失。

    2.1　干扰辐射

    PTA结晶过程由5个串联闪蒸结晶器组成,如图1所示。其中第1至第4结晶器都安装有放射性液位计,每个结晶器由于串联的关系,间隔很近,放射源相互之间 会对检测杆产生干扰;另一方面,不定期的外部探伤引起的辐射也会扰乱检测杆。一旦检测杆受到干扰,就会产生假信号,使液位显示值低于真实的液位值,因此干 扰辐射也成为液位测量不确定的因素之一。

    2.2　气体介质密度对射线吸收强度的影响

    PTA5个精制结晶器在正常工况下的压力从0.45~4.5 MPa不等,温度的范围从150~280℃不等,结晶器内的浆料在高温高压下升华挥发成气相介质,气相介质的密度不是常数,随着温度和压力的变化而变化。 当气相介质密度变化不大时,放射性液位计对液位的读数可以忽略不计,但是达到一定程度时,由于气相介质在放射源与检测杆之间必然造成脉冲强度的衰减。因 此,在保证稳定运行的前提下,以现有的定值调节控制系统为主,还要对压力和温度造成的影响进行补偿,确保较小的测量误差。

    2.3　用放射性液位计观测罐内结壁