声发射技术测量卧式搅拌床反应器中的料位
张斌1，2 翁惠新1 阳永荣3
(1、华东理工大学化工学院，上海 200237；2、中国石化集团上海工程有限公司，上海 200120；
3、浙江大学化工系，浙江 杭州 310027)
摘 要： 针对工业上普遍采用的核料位计即不安全环保又无法精确测定卧式搅拌床反应器料位的题，提出了根据多点声发射信号来确定卧式搅拌反应器料位的新方法，在工业规模卧式搅拌釜上进行了在线检测。结果表示，声发射技术与核料位计检测的料位变化趋势相同，二者相对偏差在15%左右，多点声发射技术能够检测出床层的高低端料位分布。由此获得了一种简单快捷、非侵入式的卧式搅拌床料位的实时测量技术。
关键词：卧式搅拌床反应器； 聚丙烯； 料位； 声发射技术
中图分类号：TQ016.1 文献标识码：A
卧式搅拌床反应器(horizontal stirred bed reactor，HSBR)是较先进的烯烃气相聚合反应器[1~3]。在聚丙卧式搅拌床反应器中，床层料位高度直接影响到聚丙烯的产量和质量，生产经验表明，料位过高或过低都将引起反应器的异常。低料位会引起停留时阅缩短，催化剂产率低，造成催化剂浪费。高料位会增热聚合物粉末夹带，同时导致催化剂分布或急冷滚分配不均，致使粉状聚合物床层中产生热点而结块。若能及时准确地检测床层料位，可维持反应器内聚合反应的稳定，确保卧式搅拌床反应器在最佳的床层高度下运行，从而获得高质量和高产量。
目前卧式搅拌床反威器上配备的料位检测仪为γ-射线料位计(核料位计)。在反应器一侧设置γ射线源，在另一测设置接收装置，通过计算被物料层吸收的射线量可以获得料位值，但其读数为百分比形式，没有料位的具体位置；而当反应器内压力或颗粒堆积密度发生变化对读数会产生变化；最主要的缺点是当搅拌桨附着有大量絮状块料(乙丙共聚物)时，由于射线被大量吸收，料位计读数大大高出实际值，产生料位的假报。上述三个问题最终导致操作人员对于反应器内料位状况无法精确的确定，而且目前工业上普遍使用的核料位计存在放射源，过程不安全环保。本研究采用不侵入流场的声发射技术[4]，在工业卧式聚丙烯搅拌床反应器中，测量卧式反应器内颗粒撞击壁面的声发射信号，根据料位附近颗粒运动较为“活泼”的特点，期望获得声发射料位的特征信号，从而实现卧式搅拌床反应器内料位的在线检测，并将声发射技术的工业试验结果跟γ射线料位计工厂采集数据进行比较和分析，以确定该新技术的可靠性。
