环氧乙烷定量装车比对结果可靠性探讨

环氧乙烷装车计量是环氧储运过程中非常重要的环节，如何减少计量误差关系企业的乙烷经济利益。

一、定量环氧乙烷灌装计量过程

目前，装车环氧乙烷罐车灌装多采用泵加压法，比对过程如图1所示。结果装车前，可靠先用氮气充入罐车中，性探将压力提高到规定装车压力。环氧储罐中的乙烷环氧乙烷由管路输送到泵入口，经泵加压后输入环氧乙烷罐车中。定量随着罐内液相增多，装车气相空间逐渐减小，比对超过泄压阀泄压后，结果罐车内气相组分通过回收管，可靠由罐车流入回收系统。当装车完成后，罐车中部分气相将进入回收系统。

图1环氧乙烷装车流程

某化工企业现具有5个环氧乙烷装车位，每条装车位上均装有准确度为0.2级的质量流量计，以流量计数作为结算数据，并通过汽车衡称重数据进行监督比对，以防止流量计发生计量失准，确保贸易交接数据的准确可靠。

二、两种计量手段比对差量分析

为防止环氧乙烷气化，环氧乙烷罐装站严格控制工艺参数。装车前用氮气将装车前压力控制在0.3MPa，输送泵出口压力控制在0.7MPa，对灌装过程中泄压阀的压力控制为0.35MPa。并将环氧乙烷的温度控制在0℃以下。

为确保质量流量计的计量准确，在罐装间隙，始终让环氧乙烷以打循环的方式充满流量计，以确保流量计始终保持实际工况状态，即使间隙时间过长，也不会造成第一车流量计计量失准。装车结束后，用氮气将流量计管线后的所有环氧乙烷吹扫至罐车内，以确保所有经过流量计计量的环氧乙烷都装进了客户罐车中。

质量流量计的数值即为装入车内的环氧乙烷量:

m_质=装入环氧乙烷质量

而汽车衡数据为:

m_衡=装车后汽车衡数值-装车前汽车衡数值

装车前汽车衡数值=空车重+充入N₂(氮气)质量

装车后汽车衡读数=空车重+装入环氧乙烷质量+余隙中N₂质量

因此:m_衡=装入环氧乙烷质量+余隙中N₂质量-充入N₂质量

则:m_质-m_衡=充入N₂质量-余隙中N₂质量

N₂按理想气体计算，

依据克拉伯龙方程:

m=pVM/RT

式中:p——压力；

V——气体体积；

T——绝对温度；

m——物质的质量；

M——物质的摩尔质量；

R——气体常数，数值等于8.314J/mol·K。

汽车衡数据中，N₂质量与罐车容积有关，以40m³的罐车为例，常温(按25℃计)装车时，充入0.3MPa的N₂，则其绝对压力为0.4MPa，其质量为:

m(N_2充装)=pVM/RT=400×40×28/(8.314×298)=180.8kg

环氧乙烷在0℃装车25t后，其体积为V(_EO)=m/ρ=25/0.87=28.7m³，则罐车容积减少28.7m³。

按泄压压力0.35MPa计，则余隙中N2在0℃下的质量为:

m(N_2余隙)=pVM/RT=450×(40-28.7)×28/(8.314×273)=62.7kg

m_质-m_衡=充入N₂质量-余隙中N₂质量=118.1kg

同理，可计算不同罐车容积下，罐车中N2质量、气相质量如表1所示。

表1不同罐车容积下流量计数据与汽车衡数据差量

罐车余隙越大，汽车衡数据与质量流量计数据差量减小。

在充入N₂压力0.3MPa，泄压压力0.35MPa条件下，40m³罐车中灌装25t环氧乙烷，由于N₂是在常温下充装，不同温度对装入N₂质量有影响。装车结束后，余隙中的N₂温度为0℃。不同温度下质量流量计数据与汽车衡数据计量差量如表2所示。

表2不同温度下流量计数据与汽车衡数据差量

从表2可以看出，随着温度上升，汽车衡计量数据与质量流量计计量数据差别减小，在0℃条件下，数据计量差别为134.7kg。这是由于温度上升后，充入的N₂质量减小，在余隙一定及罐装完成温度0℃下，余隙中的N₂质量恒定，两者差别减小，造成汽车衡数据与质量流量计数据的差量减小。

在40m³罐车中灌装25t环氧乙烷，常温(按25℃计)充入0.3MPa N₂，不同灌装泄压操作压力对质量流量计数据与汽车衡数据差量的影响如表3所示。

表3不同泄压压力下流量计数据与汽车衡数据差量

从表3可以看出，随着灌装泄压压力的增加，质量流量计数据与汽车衡数据差量减小。由于灌装泄压压力增加，停留在罐中的N₂压力增加，气相密度增加，其质量增加，排出的质量因此减小，造成计量数据差量减小。

在流量计和汽车衡数据进行比对前，需对汽车衡数据进行修正。

修正公式为:

m(差量)=p₁V₁M/RT₁-p₂VM/RT₂

式中:p₁——装车前N₂压力；

V₁——罐车容积；

T₁——装车前N₂的温度；

p₂——泄压压力；

V₂——罐车容积-装入的环氧乙烷体积；

T₂——装车后N₂的温度。

为方便操作人员计算，也可直接将常见的几种工况条件的差量计算后以表格的形式罗列出来。操作人员可采用表格中所计算的数值对汽车衡数据进行修正，再用修正后的数据与流量计数据进行数据比对。

三、某化工企业环氧乙烷装车数据实例

装车前，充氮使罐车压力达到0.3MPa，充氮温度10℃，灌装温度0℃，泄压压力0.35MPa条件下，客户罐车容积为34.68m³时，某化工企业装车数据如表4所示。

表4实测数据

通过表4，我们可以看到，通过简单的流量计、汽车衡差率控制在±0.3%的管理规范，难以让操作人员发现真正的异常情况。以第4条数据为例，虽然流量计与汽车衡的差率达到了0.471%，但仅是由于氮气通过泄压阀排入氮气回收管网造成汽车衡数据偏小。再以第2条数据为例，流量计与汽车衡的差率仅为0.153%，但是考虑到氮气排入回收管网量，对汽车衡数据进行修正，再进行数据比对时，发现两者差率超过计量允差范围，可能存在异常情况，造成企业损失。因此，通过修正后的汽车衡数据再与流量计进行数据比对，比对结果更加可靠，更容易发现两者数据的真正异常，更好地把好贸易交接计量关。

修正后的数据通过比对发现差率超过计量允差时，即可判定两种计量器具中至少有一方发生了故障，或是工艺等其他原因造成计量偏差。以该化工企业为例，环氧乙烷罐装站共有5条装车位，均装有质量流量计进行计量，并通过同一台汽车衡进行数据比对。若仅有一条装车位出现比对数据超过计量允差，可以初步判定是流量计故障或装车工艺存在异常造成质量流量计计量失准，故这种情况按汽车衡修正值与客户进行结算。若多条装车位均出现了比对数据超过计量允差，则可初步判断汽车衡发生故障或是出现了其他影响汽车衡计量准确性的原因。此时应按质量流量计的数据与客户进行结算，以确保贸易交接计量数据的公平公正。无论是哪一方造成差率超过计量允差，都应及时通知计量管理人员对其情况进行深入分析，以尽早找到确切原因，从而避免相同情况再次发生。

声明：本文所用图片、文字来源【中国石化上海石油化工股份有限公司】，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系

相关链接：环氧乙烷，氮气，汽车，计量器具