專利名稱：：聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法及檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及聚丙烯生產(chǎn)工藝中結(jié)塊結(jié)片的檢測，具體為一種聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法及檢測裝置。
背景技術(shù)：
：BPAmoco氣相聚丙烯工藝采用臥式攪拌床反應(yīng)器，其系統(tǒng)設(shè)計包含兩臺臥式反應(yīng)器，這兩臺反應(yīng)器始終串聯(lián)運行，在某些生產(chǎn)情況下，聚合反應(yīng)器中會生成纖維狀或塊狀聚合物，這些纖維狀或塊狀聚合物會將影響反應(yīng)器粉料轉(zhuǎn)移系統(tǒng)至后加工工段，當情況嚴重時，纖維狀或塊狀聚合物會迫使裝置停車。到目前為止，己經(jīng)確認的纖維狀和塊狀料生成的原因有料位控制不當、急冷液噴灑不均和催化劑分布不均等，目前對于BPAmoco氣相聚丙烯工藝結(jié)塊檢測研究尚無相關(guān)文獻報道。對于工業(yè)流化床反應(yīng)器中結(jié)塊和結(jié)片的研究相對較多，例如壓降法、光纖檢測法、輻射射線法、聲發(fā)射檢測法等。其中，壓降法壓降的變化反應(yīng)比實際結(jié)塊滯后，而且當結(jié)塊的過程是多個小結(jié)塊同時生長時，壓降不能準確反應(yīng)這一生長過程；光纖檢測法裝置復(fù)雜，價格昂貴，使用時技術(shù)要求高；輻射射線法對人體有傷害；另外，近年來新出現(xiàn)的聲發(fā)射檢測技術(shù)，具有不影響內(nèi)部流場分布，檢測的信號所包含的信息量大，檢測方便，費用低廉，裝置簡單，容易串連微機進行同步檢測處理，但是其特征參數(shù)的確立較難，靈敏度低，不容易排除無關(guān)信息。這些方法各有優(yōu)缺點，不能簡單地移用到BPAmoco氣相聚丙烯工藝的結(jié)塊檢測中，因此，發(fā)展一種簡單的、適用于BPAmoco氣相聚丙烯工藝的結(jié)塊結(jié)片檢測方法對保證裝置的長周期穩(wěn)定運行具有重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有聚丙烯生產(chǎn)中檢測結(jié)塊結(jié)片的方法不能均衡滿足精度高成本低，簡單易用等生產(chǎn)要求，尤其是沒有一種適用于BPAmoco氣相聚丙烯工藝的結(jié)塊結(jié)片檢測方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法，丙烯在反應(yīng)器中發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚丙烯，從反應(yīng)器出來的粉料送到氣體膨脹袋濾器中，粉料通過袋濾器下方的旋轉(zhuǎn)閥落入脫氣倉之中，采集氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，選擇電流信號的幅值A(chǔ)、一段時間內(nèi)電流信號幅值的平均值A(chǔ)^n、最大值A(chǔ),、最小值A(chǔ)^或均方差o中的任意一個做為特征參數(shù)C，將沒有結(jié)塊結(jié)片時電流信號的特征參數(shù)設(shè)定為預(yù)警閾值C。，當生產(chǎn)中采集的電流信號特征參數(shù)C大于預(yù)警閾值C。時，可認為有結(jié)塊結(jié)片產(chǎn)生，c二c。則認為處于正常狀況。為方便辨識，設(shè)置結(jié)塊結(jié)片狀態(tài)系數(shù)D=(C—C。)/C。，如果D〉0，說明有結(jié)塊結(jié)片存在，D-O則說明沒有結(jié)塊結(jié)片存在；結(jié)塊結(jié)片狀態(tài)系數(shù)D越大，說明結(jié)塊結(jié)片越大或者結(jié)塊結(jié)片越多。BPAmoco氣相聚丙烯工藝中，丙烯在催化劑的作用下在兩個臥式反應(yīng)器中發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚丙烯，從第一反應(yīng)器(單反應(yīng)器操作)或第二反應(yīng)器(雙反應(yīng)器串聯(lián)操作)出來的粉料靠壓差送到氣體膨脹袋濾器中，氣體膨脹袋濾器操作壓力為0.02MPa，低壓有助于脫除易揮發(fā)組份，但是袋濾器不能完全除去粉料中的烴類。粉料通過袋濾器下方的旋轉(zhuǎn)閥落入脫氣倉之中，粉料中的結(jié)塊會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)閥能耗的增加，電壓一定的情況下表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)閥電流的增大，粉料中的結(jié)塊越多或越大，旋轉(zhuǎn)闊的電流也就越大。因此，可以對電流信號進行采集分析，提取出特征參數(shù)，將沒有結(jié)塊存在時的特征參數(shù)作為標準值，設(shè)定為預(yù)警閾值，當提取的特征參數(shù)大于預(yù)警閾值時，可認為有結(jié)塊結(jié)片產(chǎn)生，提取的特征參數(shù)等于預(yù)警閾值則認為處于正常狀況。本發(fā)明氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號采集頻率為1Hz1MHz。本發(fā)明檢測方法的檢測裝置包括前置信號放大電路、傳輸電纜、采集卡和計算機，旋轉(zhuǎn)閥上電動機的電流信號輸入前置信號放大電路，前置信號放大電路輸出再由傳輸電纜傳送到采集卡上轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在計算機中進行儲存或后續(xù)處理，所述前置信號放大電路包括至少一個信號放大器。根據(jù)需要，檢測裝置還可設(shè)置轉(zhuǎn)換電路，旋轉(zhuǎn)閥上的電動機電流信號輸入轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號，所述電壓信號輸入前置信號放大電路，再由傳輸電纜傳送到采集卡上轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在計算機中進行儲存或處理，根據(jù)實際使用對阻值的需要，轉(zhuǎn)換電路可由一個或多個的電阻串并聯(lián)組成。本發(fā)明還可應(yīng)用于聚乙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚工藝的結(jié)塊結(jié)片檢測。本發(fā)明通過接收和分析氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號來檢測結(jié)塊結(jié)片，無需改動現(xiàn)有的工藝和設(shè)備，能夠精確快捷的檢測結(jié)塊結(jié)片，檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是一種綠色、安全、環(huán)保的檢測方法。圖1是本發(fā)明通過電流信號進行結(jié)塊結(jié)片檢測的檢測裝置原理框圖。圖2是本發(fā)明通過電壓信號進行結(jié)塊結(jié)片檢測的檢測裝置原理框圖。圖3是對應(yīng)圖1檢測裝置的電路原理圖e圖4是對應(yīng)圖2檢測裝置的電路原理圖。圖5是本發(fā)明實施例1旋轉(zhuǎn)閥電流信號的幅值隨結(jié)塊加入數(shù)目的變化曲線圖。圖6是本發(fā)明實施例1旋轉(zhuǎn)閥電流信號的幅值隨結(jié)塊大小的變化曲線圖。具體實施方式本發(fā)明方法在聚丙烯的生產(chǎn)過程中，采集氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，提取出特征參數(shù)C，并將沒有結(jié)塊存在時的特征參數(shù)作為標準值，設(shè)定為預(yù)警閾值c。，當生產(chǎn)過程中提取的特征參數(shù)c大于預(yù)警閾值c。時，可認為有結(jié)塊結(jié)片產(chǎn)生，若兩者相等則認為處于正常狀況。為方便辨識，設(shè)置結(jié)塊結(jié)片狀態(tài)系數(shù)D=(C—C。)/C。，如果D〉0，說明有結(jié)塊結(jié)片存在，D二O則說明沒有結(jié)塊結(jié)片存在；結(jié)塊結(jié)片狀態(tài)系數(shù)D越大，說明結(jié)塊結(jié)片越大或者結(jié)塊結(jié)片越多。本發(fā)明的檢測裝置包括前置信號放大電路、傳輸電纜、采集卡和計算機，如圖1，旋轉(zhuǎn)閥上電動機的電流信號通過前置電流信號放大器放大以后，由傳輸電纜傳送到數(shù)據(jù)采集卡上轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再輸入計算機中進行儲存或后續(xù)處理，電路原理圖如圖3。檢測裝置也可以通過電壓信號來檢測結(jié)塊結(jié)片，如圖2，旋轉(zhuǎn)閥電動機的電流信號先通過轉(zhuǎn)換/取樣電路(電阻值R)轉(zhuǎn)換成電壓信號(U=I*R)，再通過前置電壓信號放大電路放大，由傳輸電纜傳送到數(shù)據(jù)采集卡上轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后再經(jīng)過計算轉(zhuǎn)換為電流信號(I'=U/R)，在計算機中進行儲存或后續(xù)處理，電路原理圖如圖4。轉(zhuǎn)換/取樣電路由一個或多個的電阻串并聯(lián)組成，前置信號放大電路的信號放大器可以是一個或多個，輸入信號是電流信號使用電流信號放大器，輸入信號是電壓信號使用電壓信號放大器。實施例1在實驗室裝置中，設(shè)置和年產(chǎn)200噸聚丙烯裝置相同的旋轉(zhuǎn)出料閥、相同的物料以及相同的出料速率，通過向物料中加入不同大小的結(jié)塊或者不同數(shù)目的同種結(jié)塊，采集和分析氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，考察電流信號隨結(jié)塊大小和結(jié)塊數(shù)目的變化情況。其中，采樣頻率500Hz，采樣時間2s。將采集到的電流信號的幅值A(chǔ)作為特征參數(shù)，己知正常狀態(tài)下電流信號的幅值A(chǔ)。^0.400安培。依次向物料中加入直徑為30mm的類球形結(jié)塊15個，旋轉(zhuǎn)閥電流信號的幅值如表1和圖5所示。從圖5中可以看出，旋轉(zhuǎn)閥電流信號的幅值隨結(jié)塊數(shù)目的增加近似呈線性關(guān)系遞增。表1不同結(jié)塊加入量下旋轉(zhuǎn)閥電流信號的幅值結(jié)塊數(shù)目012345<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>6種類球形結(jié)塊，此時，旋轉(zhuǎn)閥電流信號的幅值如表2和圖6所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)閥電流信號隨結(jié)塊直徑的增加近似呈三次方關(guān)系遞增，增速逐漸增大。這是因為，結(jié)塊的重量隨結(jié)塊直徑的增加呈三次方關(guān)系遞增。結(jié)塊越重，旋轉(zhuǎn)閥所需的能耗就越大，相應(yīng)的其輸出的電流信號就越大。表2加入不同大小的結(jié)塊時旋轉(zhuǎn)閥電流信號的幅值<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例2在某公司年產(chǎn)20萬噸聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)裝置中，采集和分析氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，采樣頻率10000Hz，采樣時間10s，采集的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入計算機處理，將采集到的電流信號的幅值A(chǔ)作為特征參數(shù)，已知正常狀態(tài)下電流信號的幅值A(chǔ)。^13.00安培，則結(jié)塊結(jié)片的狀態(tài)系數(shù)D二(A—A。)/A。，當D大于0時，即可以判斷反應(yīng)器中有結(jié)塊結(jié)片，0=0則說明反應(yīng)器中沒有有結(jié)塊結(jié)片；D越大，說明反應(yīng)器中的結(jié)塊越大或越多。實施例3在某公司年產(chǎn)20萬噸聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)裝置中，采集和分析氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后得到的電壓信號，采樣頻率1Hz，采樣時間100s，其中轉(zhuǎn)換電路由兩個電阻串聯(lián)組成，電阻阻值為500歐姆。將采集到的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再除以轉(zhuǎn)換電路的阻值即轉(zhuǎn)化為數(shù)字電流信號，也就是100s內(nèi)電流信號幅值的平均值A(chǔ)m6a，將A^作為特征參數(shù)輸入計算機，已知正常狀態(tài)下100s內(nèi)電流信號幅值的平均值A(chǔ)m,。二12.98安培，則結(jié)塊結(jié)片的狀態(tài)系數(shù)D二(A_—A_。)/Am。an。，當D大于0時，即可以判斷反應(yīng)器中有結(jié)塊結(jié)片，D=0則說明反應(yīng)器沒中有結(jié)塊結(jié)片；D越大，說明反應(yīng)器中的結(jié)塊越大或越多。實施例4在某公司年產(chǎn)2萬噸聚丙烯試生產(chǎn)裝置中，采集和分析氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，采樣頻率lMHz，采樣時間O.1s，將O.ls內(nèi)采集到的電流信號幅值的最大值A(chǔ)^作為特征參數(shù)，已知正常狀態(tài)下，0.1s內(nèi)采集到的電流信號幅值的最大值A(chǔ),。-l.32安培，則結(jié)塊結(jié)片的狀態(tài)系數(shù)D=(Amax_A_。)/A^。，當D大于0時，即可以判斷反應(yīng)器中有結(jié)塊結(jié)片，D二O則說明反應(yīng)器中沒有結(jié)塊結(jié)片；D越大，說明反應(yīng)器中的結(jié)塊越大或越多。實施例5在某公司年產(chǎn)2萬噸聚丙烯中試生產(chǎn)裝置中，采集和分析氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，采樣頻率100Hz，采樣時間5s,將5s內(nèi)采集到的電流信號幅值的最小值A(chǔ)^作為特征參數(shù)，已知正常狀態(tài)下，0.1s內(nèi)采集到的電流信號幅值的最小值A(chǔ)mi。。二1.29安培，則結(jié)塊結(jié)片的狀態(tài)系數(shù)D二(Ai_Ami。)/Ami。，當D大于0時，即可以判斷反應(yīng)器中有結(jié)塊結(jié)片，D-O則說明反應(yīng)器中沒有結(jié)塊結(jié)片；D越大，說明反應(yīng)器中的結(jié)塊越大或越多。實施例6在某研究院年產(chǎn)200噸聚丙烯中試生產(chǎn)裝置中，采集和分析氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，采樣頻率500Hz，采樣時間2s，采集的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入計算機處理，將2s內(nèi)采集到的電流信號幅值的均方差o作為特征參數(shù)，已知正常狀態(tài)下，2s內(nèi)采集到的電流信號幅值的均方差o。=0.01，則結(jié)塊結(jié)片的狀態(tài)系數(shù)D=(o—o。)/o。，當D大于0時，即可以判斷反應(yīng)器中有結(jié)塊結(jié)片，D二O則說明反應(yīng)器中有結(jié)塊結(jié)片；D越大，說明反應(yīng)器中的結(jié)塊越大或越多。由于聚丙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚生產(chǎn)工藝過程中，結(jié)塊結(jié)片的狀況與聚丙烯類似，本發(fā)明結(jié)塊結(jié)片檢測方法還可應(yīng)用于聚乙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚工藝中。權(quán)利要求1、聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法，丙烯在反應(yīng)器中發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚丙烯，從反應(yīng)器出來的粉料送到氣體膨脹袋濾器中，粉料通過袋濾器下方的旋轉(zhuǎn)閥落入脫氣倉之中，其特征是采集氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，選擇電流信號的幅值A(chǔ)、一段時間內(nèi)電流信號幅值的平均值A(chǔ)mean、最大值A(chǔ)max、最小值A(chǔ)min或均方差σ中的任意一個做為特征參數(shù)C，將沒有結(jié)塊結(jié)片時電流信號的特征參數(shù)設(shè)定為預(yù)警閾值C0，當生產(chǎn)中采集的電流信號特征參數(shù)C大于預(yù)警閾值C0時，可認為有結(jié)塊結(jié)片產(chǎn)生，C＝C0則認為處于正常狀況。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法，其特征是設(shè)置結(jié)塊結(jié)片狀態(tài)系數(shù)D二(C一C。)/C。，如果D〉0，說明有結(jié)塊結(jié)片存在，D二O則說明沒有結(jié)塊結(jié)片存在；結(jié)塊結(jié)片狀態(tài)系數(shù)D越大，說明結(jié)塊結(jié)片越大或者結(jié)塊結(jié)片越多。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法，其特征是氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號采集頻率為1Hz1MHz。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法的檢測裝置，其特征是包括前置信號放大電路、傳輸電纜、采集卡和計算機，旋轉(zhuǎn)閥上電動機的電流信號輸入前置信號放大電路，前置信號放大電路輸出再由傳輸電纜傳送到采集卡上轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在計算機中進行儲存或后續(xù)處理，所述前置信號放大電路包括至少一個信號放大器o5、根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法的檢測裝置，其特征是包括前置信號放大電路、傳輸電纜、采集卡和計算機，旋轉(zhuǎn)閥上電動機的電流信號輸入前置信號放大電路，前置信號放大電路輸出再由傳輸電纜傳送到采集卡上轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在計算機中進行儲存或后續(xù)處理，所述前置信號放大電路包括至少一個信號放大器。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法的檢測裝置，其特征是還包括轉(zhuǎn)換電路，旋轉(zhuǎn)閥上的電動機電流信號輸入轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號，所述電壓信號輸入前置信號放大電路，再由傳輸電纜傳送到采集卡上轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在計算機中進行儲存或處理。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法的檢測裝置，其特征是還包括轉(zhuǎn)換電路，旋轉(zhuǎn)閥上的電動機電流信號輸入轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號，所述電壓信號輸入前置信號放大電路，再由傳輸電纜傳送到采集卡上轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在計算機中進行儲存或處理。8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法的檢測裝置，其特征是轉(zhuǎn)換電路由一個或多個電阻串并聯(lián)組成。9、根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法的檢測裝置，其特征是轉(zhuǎn)換電路由一個或多個電阻串并聯(lián)組成。10、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法，其特征是還可應(yīng)用于聚乙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚工藝的結(jié)塊結(jié)片檢測。全文摘要聚丙烯生產(chǎn)中結(jié)塊結(jié)片的檢測方法，丙烯在反應(yīng)器中發(fā)生聚合反應(yīng)生成聚丙烯，從反應(yīng)器出來的粉料送到氣體膨脹袋濾器中，粉料通過袋濾器下方的旋轉(zhuǎn)閥落入脫氣倉之中，采集氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號，通過接收和分析氣體膨脹袋濾器出口處旋轉(zhuǎn)閥的電流信號來檢測結(jié)塊結(jié)片，本發(fā)明還可應(yīng)用于聚乙烯、聚丙烯聚乙烯多元共聚工藝的結(jié)塊結(jié)片檢測。本發(fā)明無需改動現(xiàn)有的工藝和設(shè)備，能夠精確快捷的檢測結(jié)塊結(jié)片，檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，是一種綠色、安全、環(huán)保的檢測方法。文檔編號G01R19/165GK101241149SQ20081001980公開日2008年8月13日申請日期2008年3月17日優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日發(fā)明者健周,華夏,曹翌佳,殷大斌,純王,王靖岱,蔣斌波,賈中明,陽永榮,黃正梁申請人:中國石化揚子石油化工有限公司