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浅议石化企业乙烯气体质量流量测量（一）

浅议石化企业乙烯气体质量流量测量（一） 2011年12月09日 来源： 乙烯是石化企业的主要产品之一，是重要的化工原料。其物化参数及操作条件如下。 乙烯分子式：C2H4 分子量：28.054 沸点：-103.8℃ 冰点：-169.4℃ 临界温度：9.21℃ 临界压力：5.04MPa 动力粘度：0.012mPa.s 标准密度：ρ20=1.174（ρ0=1.260 4）kg/m3 爆炸极限：体积分数2.7%~36% 输送压力：1~3.0MPa 输送温度：10~30℃

乙烯气体对外输送一般是管道输送。在输送过程中的流量测量，与其他化工原料存有共性问题，即它是易燃、易爆气体，并且在压力、温度变化达到一定程度时，有气、液两相转换的特性，亦会成为气、液两相流的状态，这是流量测量中要注意的。在确认管道输送乙烯确属气相的前提下，选择气体流量计，进行流量测量与计量。 适用乙烯气体流量测量的气体流量计的种类较多，如差压式流量计（包括孔板、喷嘴、阿纽巴、变管式、V-锥形流量计等）、涡街流量计、旋进式旋涡流量计、科里奥式质量流量计、热式质量流量计、罗茨流量计等等。它们在乙烯气体测量中各有优势，表1列出部分气体流量计的技术性能及工作条件。

北京燕山石油化工（集团）有限公司乙烯裂解装置的乙烯气体的流量测量，其生产装置内，多采用差压式流量计；而外送用于计量交接的，多采用其他类型流量计，现结合在向外单位输送气体乙烯曾发生过计量纠纷的例子，谈谈乙烯气体质量流量测量的问题。

1 远距离输送和用一条管线供应数个用户时，应注意计量交接地点和统一计量表的选型

北京燕山石油化工（集团）有限公司在向北京某3个单位输送气体乙烯过程中，供方用的是美国Dodower公司F-4000型气体涡轮流量计，口径为DN150，最大流为标准状况下14×103m3/h，正常运行量在34%流量刻度上，精度为0.5级，带温度压力自动补偿环节；3个用户均在50km以外。用量最大的是气体罗茨流量计，其精度在0~0.2qvmax时误差为±2%，（0.2~1）qvmax时误差为±1%，带压缩系数Z值人为设置环节；另外两个用户均采用的是日本横河制造的涡街流量计，精度为1级，带温压补偿环节。1988年全年累积误差达10%，用户报告给北京市技术监督局，技术监督局与供、需双方组成三方参加的调查小组。经调查小组倒班对量、调查分析，除发现在低压下送气，误差偏大的规律外，没有发现大的问题，当时没有得出统一的认识。供方认为其主要原因有以下几点：

1)DN150管道长达50多公里，相当于880多立方米的大“储罐”，供方是进“罐”前进行测量计量；而三个用户均是从罐内取出后再检测计量。对于气体物料，它的体积是随温度、压力变化而变化的，中间夹这样大的可“伸缩”的“罐”，4台表的检测数据肯定会存有差异。

2)用量最大的用户的流量计为罗茨流量计，其乙烯气体的压缩系（因）数Z值，是根据设计的操作压力不变值而人为设置的固定Z值。实际的乙烯气体压缩系（因）数Z值，是由气体的物性和操作压力、温度等条件决定的，它的具体值可从有关资料中Z=f(p,T)曲线图上或表格中查出。如在图1乙烯气体在高压下的压缩因数图中可以看出，乙烯气体的Z值在常温常压或低压下，Z≈1；而在一定的压力范围内（此图为6001b/in2(1b/in2=68947.76Pa，下同）以下），随压力的增高Z值变小。如在常温70°F（21.1℃）时，当压力为p=3001b/in2(约为2.1MPa)时，查图1得到的Z=0.86设置在表内，流量计就按此Z值进行积算流过的气体量。而当实际输送压力降低，如降到1MPa下送气（长达50多公里的输送距离，是很容易造成压力降低的），此时温度没变，它的Z值从图1上查出，应为Z=0.936，此时若仍按Z=0.86计算流过的乙烯气量，测量计算的结果肯定会偏低（偏低约为9%）。需方所采用的是没有对压缩系数Z值进行自动补偿的讲师测量系统，在压力偏低状态下运行，所累积的量肯定仿低，这是造成差量的一个主要原因。

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