При порционной перекачке растворителя количество и чистота продукта обеспечиваются одними и теми же проектными решениями. Количество задаётся расходомером в определённой точке передачи и контроллером налива (дозатором), который прекращает подачу по достижении заданной дозы. Чистота обеспечивается либо закреплением всего пути партии, то есть резервуара, насоса, расходомера, рукавов и приёмной ёмкости, за одним продуктом, либо проверкой состояния этого пути до и после каждой перекачки. Эти задачи связаны: любое опорожнение или промывка линии ради чистоты меняет соотношение между тем, что учёл расходомер, и тем, что фактически поступило в приёмник.
Точная отсечка дозы, ступенчатое закрытие клапана и компенсация перелива рассмотрены на странице о порционном учёте химической продукции, выбор технологии измерения — на странице о блочных узлах учёта растворителей. Здесь речь идёт о том, как свойства растворителя меняют саму порционную перекачку.
Куда перекачиваются порции растворителя
· Из резервуара в реактор или смеситель: подача рецептурного количества растворителя в производстве красок, покрытий, клеёв или фармацевтической продукции.
· Между резервуарами: передача заданного объёма из складского резервуара в расходный или смесительный.
· В автоцистерну или мелкую тару: налив секции автоцистерны, IBC-контейнера или бочки по заказу.
Масса или объём: в чём задавать дозу
Плотность растворителей заметно зависит от температуры, поэтому масса одного и того же объёма летом и зимой различается. Если рецептура задана по массе, кориолисовый массовый расходомер, одновременно измеряющий массовый расход, плотность и температуру, позволяет выйти на дозу напрямую, без пересчёта объёма. Если рецептура или продажа ведётся по объёму, заранее согласуются температура приведения и характерные для продукта коэффициенты пересчёта.
Многие растворители имеют очень низкую электропроводность и выходят за рабочий диапазон стандартных электромагнитных расходомеров. Спирты и кетоны в электростатической классификации считаются проводящими, но это не означает, что электромагнитный расходомер будет работать: минимальная проводимость — паспортная величина производителя, зависящая от модели и диаметра, и проверяется для каждого продукта.
Как теряется чистота и чем это предотвратить
Путь загрязнения | Как возникает | Проектное решение |
Остаток предыдущего продукта | Продукт, оставшийся в общей линии, насосе или счётчике, попадает в новую партию | Выделенная линия или заданная последовательность опорожнения и промывки |
Попадание влаги и воздуха | У гигроскопичных растворителей влага поступает через дыхательную арматуру и открытые соединения | Сухой газ или азотная подушка, закрытые соединения |
Взаимодействие с материалами | Неподходящее уплотнение или рукав набухает, выделяет компоненты или частицы | Выбор смачиваемых деталей по данным о несовместимых материалах из паспорта безопасности |
Не тот продукт или не та ёмкость | Перекачка из другого резервуара или через ошибочный клапан | Сигнализация положения клапанов, маркировка точек подключения, разрешающая блокировка |
Остаток промывочной среды | Промывочный растворитель или газ продувки уносится в партию | Контрольный шаг после промывки; при необходимости первая порция отводится |
Выделенная линия или общий коллектор
Для растворителей высокой чистоты и продуктов, смешение которых недопустимо, наиболее надёжно закрепить весь путь от резервуара до приёмника за одним продуктом. Это больше насосов, счётчиков и трубопроводов, но исчезают переходы между продуктами, промывки и их документирование. С ростом числа продуктов экономичнее общий раздаточный коллектор с клапанами выбора продукта; тогда чистота зависит от регламента и блокировок клапанов. Допустимая очерёдность продуктов задаётся матрицей совместимости, которую может контролировать система управления.
Полная или пустая линия: скрытая переменная количества
Трубопровод и рукав между расходомером и приёмной ёмкостью вмещают определённый объём. Если линия заполнена в начале и остаётся заполненной в конце, учтённое количество равно поставленному. Если после перекачки линия опорожняется в приёмник, её содержимое добавляется к партии и должно входить в дозу; при опорожнении обратно в резервуар приёмник получает меньше учтённого. Постоянное и определённое начальное и конечное состояние линии для каждой перекачки — основа одновременного сохранения чистоты и количества.
Если линию вытесняют газом, например азотом, расходомер может увидеть газ и дать погрешность. Поэтому продувку подают после расходомера по ходу потока либо закрывают учёт до продувки и добавляют содержимое линии к партии как расчётную постоянную величину.
Статическое электричество и пары в приёмной ёмкости
Порция часто подаётся в технологический аппарат сверху, а в его паровом пространстве может присутствовать горючая смесь. Для растворителей с низкой проводимостью тонкие фильтры — один из самых сильных источников заряда; рекомендуется оставлять объём для релаксации заряда между фильтром и аппаратом и подавать продукт без разбрызгивания через погружную трубу у дна. Инертизация парового пространства азотом относится к наиболее эффективным мерам. Все проводящие части, соединения рукавов и переносная тара заземляются; подробности — на странице о заземлении и защите от перелива.
Рецептура, разрешения и запись о чистоте
Рецептура обычно поступает в контроллер налива из РСУ (DCS) или ПЛК, и перекачка начинается только при наличии всех разрешений: сигналов положения клапанов источника и назначения, достаточного свободного объёма в приёмнике, подтверждённого заземления и, если применяется, нормального давления азотной подушки. Итоговая запись составляется так, чтобы прослеживалась не только масса, но и чистота: предыдущий продукт в линии, выполненная промывка или опорожнение, температура и плотность партии, отобранная проба и идентификатор приёмной ёмкости.
Критерии проектирования
Параметр | Почему важен | Влияние на выбор |
Перечень продуктов и класс чистоты | Определяет, какие продукты могут делить один путь | Выделенная или общая линия, необходимость промывки |
Диапазон размера партии | Даже минимальная партия должна идти в точном диапазоне расходомера | Типоразмер счётчика, ступенчатая отсечка |
Единица дозы | Масса и объём требуют разного измерения и пересчёта | Кориолисовый или объёмный счётчик, измерение температуры и плотности |
Электропроводность | Определяет пригодность электромагнитного расходомера и строгость мер против статики | Технология измерения, место фильтра, объём релаксации |
Объём и геометрия линии | Содержимое линии добавляется к партии или вычитается | Способ освобождения линии, расположение счётчика |
Чувствительность к влаге | Вода может вывести продукт за пределы спецификации | Газовая подушка, закрытые соединения, осушители дыхательной линии |
Участие TLY Enerji
В зависимости от объёма проекта TLY Enerji оказывает инженерную поддержку при порционной перекачке растворителей: подбор расходомера и регулирующего клапана под продукт и единицу дозы, поставка расходомеров, арматуры и насосов, интеграция контроллера налива и разрешающих сигналов в ПЛК или РСУ предприятия, монтаж, испытания и пусконаладка. Состав поставки и использование существующих линий согласуются на основании данных проекта.
Исходные данные для оценки
· Перечень растворителей, паспорта безопасности и требования к чистоте
· Расположение резервуаров-источников и приёмных ёмкостей, длина и диаметр линий
· Минимальный и максимальный размер партии, частота перекачек
· Задаётся ли доза по массе или объёму, допустимое отклонение
· Какие продукты будут делить линию и как сейчас выполняется промывка
Связанные страницы
· Системы порционного учёта химической продукции: Отсечка дозы, компенсация перелива и ступенчатое закрытие подробно.
· Блочные узлы учёта растворителей: Выбор расходомера для растворителей с низкой проводимостью и вязкостью.
· Системы заземления и защиты от перелива: Контроль заземления в цепи разрешений перекачки.
· Объекты налива и перекачки растворителей: Обзор рисков статики, паров и чистоты на объектах растворителей.
Вопросы о порционной перекачке растворителей
Можно ли перекачивать несколько растворителей одним насосом и счётчиком?
Можно, но ответственность за чистоту переходит от оборудования к регламенту. Очерёдность продуктов должна подчиняться матрице совместимости, перед критичными продуктами линию опорожняют или промывают, а эти шаги документируют. Для продуктов высокой чистоты или там, где недопустимо даже малое смешение, выделенная линия обычно надёжнее.
Влияет ли продувка линии азотом на учтённое количество?
Может повлиять. Если газ продувки проходит через расходомер, счётчик не измеряет газожидкостную смесь корректно. Поэтому точку продувки размещают после расходомера либо закрывают учёт до продувки и добавляют содержимое линии к партии как расчётную величину. В обоих случаях состояние линии в начале и в конце перекачки должно оставаться одинаковым.
Задавать рецептуру растворителя по массе или по объёму?
Рецептура определяется потребностями процесса, а система измерения подстраивается под неё. Поскольку плотность растворителя зависит от температуры, объёмная рецептура требует приведения к стандартной температуре с коэффициентами для конкретного продукта. При массовой рецептуре счётчик, измеряющий массу напрямую, исключает этот пересчёт и снижает влияние сезонных колебаний температуры.
На что обратить внимание при перекачке гигроскопичного растворителя?
Наиболее вероятные пути попадания воды — дыхательная арматура резервуара, оставленные открытыми соединения и линии, заполняющиеся воздухом между перекачками. Газовая подушка из сухого газа или азота, закрытые соединения и хранение линии заполненной продуктом ограничивают поступление влаги. Если спецификация нормирует содержание воды, для критичных партий рекомендуется отбор проб с занесением результата в запись о партии.