PBAT 生產裝置由酯化、縮聚、增粘等反應組成。在PTA（精對苯二甲酸）和BDO（1,4 丁二醇）發生的 PTA酯化反應中，通過水噴射泵保持真空狀態，通過內盤管進行加熱和外伴夾套管進行保溫，使操作溫度維持在 230℃～ 240℃，一旦溫度低于 200℃，反應釜內的物料就容易凝固，反應釜內又有攪拌器，常用于液位測量的雷達等一些液位儀表都無法適應該工況，不能進行準確測量。液位測量不精準或失效時，就無法及時反饋反應釜內液體液面的波動情況，從而導致產品指標不合格或者滿罐而發生安全事故。吹氣式液位計通過吹氣管與被測介質接觸，避免出現檢測元件接觸介質而被凝固介質堵塞的情況，使液位狀態保持穩定。吹氣式液位計適用于真空狀態下的液位測量，為酯化反應的穩定進行提供了保障。

 

吹氣式液位計組成

      吹氣式液位計主要由吹氣裝置（或吹掃裝置）、壓力變送器（或差壓變送器）以及吹氣管路組成。吹氣式液位計特別適用于腐蝕性、易結晶、高黏度、熔融性、易沉淀、含固體顆粒以及高溫液體的液位測量。

 

外形結構圖

      吹氣式液位計分為單路式和雙路式。單路式吹氣液位計用于密度不變的敞口容器液位測量；雙路式吹氣液位計用于密閉容器或密度會改變的密閉容器或敞口容器的液位測量。本文主要介紹雙路式吹氣液位計的應用，其外形結構，如圖 1 所示。

      吹氣液位計的關鍵設備為吹氣裝置，吹氣裝置是一種機械式小流量控制器，通常由金屬管浮子流量計、針形閥、空氣過濾減壓閥、壓力表以及恒流量閥等組合而成?？蓪⑵涓鞑考�集成在一塊面板上，采用立柱方式就近安裝于差壓變送器取壓管路旁邊，便于安裝和維修。吹氣裝置的外形結構，如圖 2 所示。

 

測量原理

      如圖 1 所示的雙路式吹氣液位計結構，氣體經過濾減壓后進入吹氣裝置，經吹氣管路恒定地由插入被測介質中的吹氣管末端鼓泡排出。由于從吹氣管排出的氣體流量非常小，A 處氣體壓力P A與液體介質的壓力相等，B 處氣體P B 等于P A 加上 AB 兩處的壓力差△P AB，吹氣管 D 處氣體壓力P D 等于C處氣體壓力P C加上CD兩處的壓力差△P CD。通過差壓變送器測量 BD 兩處的差壓△P BD 即可得到容器的液位高度h。

 

根據壓力公式

P=ρ×g×h （1）

可獲得

PA - ρ×g×h=P C （2）

PB=PA+ △PAB （3）

根據公式（2）和公式（3），可得出：

PB=P C+ △PAB+ρ×g×h （4）

 P D=P C+ △P CD （5）

△P BD=ρ×g×h+ △P AB －△P CD（6）

 

以上公式中：ρ－液體密度 ，g －當地重力加速度，h －液位高度。取壓管路上 AB、CD 之間的壓力差與 A（C）、B（D）兩點之間的取壓管線距離和流量有關，在設計取壓時盡量讓 A、B 的距離和通過測量△ PBD 就可計算出容器內液位的高度h。

 

酯化反應釜的吹氣液位計

      基于以上工作原理，并根據酯化反應工序的工藝控制要求，在 PTA 酯化釜設置兩套吹氣式差壓液位變送器。根據酯化釜的液位高度控制漿料泵的頻率，從而控制進入酯化釜漿料的量，當酯化釜的液位達到設定的低低限值時，聯鎖酯化釜攪拌器停止攪拌。

      如圖 2 所示，分別在 PTA 酯化釜的頂部，靠近酯化釜兩邊側壁，分別安裝 1 套吹氣式差壓液位計，取壓管正壓側 A 端插入設備底部，取壓管負壓側 C 端剛好插入設備頂部內壁一點點長度，確保液位測點的精準度。兩臺差壓液位變送器采用“2”鋼管立柱安裝，配套的吹氣裝置采用槽鋼支撐方式，靠近液位變送器安裝，確保兩套吹氣裝置相對應于其差壓液位變送器的安裝位置是相同的，盡量確保 A、B 的距離和 C、D的距離和流量一致，減小因安裝位置帶來的測量誤差。

 

注意事項

      酯化工序是PBAT生產工藝中比較關鍵的一個工序，壓力和液位控制尤為重要，不但實現釜的液位和壓力過程監視，還關聯著安全聯鎖。在使用過程中需要注意以下幾方面事項。

 

1. 確保釜內壓力盡量穩定，避免劇烈升壓或失真空。壓力波動，就會使物料進入吹氣管道，可能出現堵塞管道的情況，為了避免壓力波動而導致管道堵塞，在取壓管線增設一根氮氣管線，并設一臺切斷閥，當發現壓力變送器檢測的釜內壓力值在波動，聯鎖打開氮氣管道切斷閥，進行反吹，確保物料不會進入吹氣管道。

2. 反應釜的夾套內介質溫度較高，變送器的安裝位置不要靠設備本體太近，避免由于熱傳導作用導致變送器溫度過高而損壞電子元件，引起測量不準。

3. 安裝時，吹氣管道確保坡向取壓口，避免由于氣相冷凝影響測量精度。

 

結語

      對影響到產品質量指標的關鍵反應工序，儀表選型顯得尤為重要，不僅要考慮工況操作條件（介質密度、粘度、操作溫度、操作壓力、流體狀態）、液位計的測量原理，還要關注工況條件下對該液位計測量精度可能會產生影響的各種因素，比如設備內部結構、轉動設備等會影響到儀表安裝空間。經過多套 PBAT 裝置的實踐應用經驗，確定酯化釜反應工序選用吹氣式液位計測量液位，是#可靠、#穩定、性價比#優的技術方案，保證了測量的控制精度和產品質量指標。