在線分析儀表在乙烯裝置中的應用

常虹

【摘要】在線分析儀表在乙烯裝置中發(fā)揮了重要的作用。近年來，我國對化工生產(chǎn)的節(jié)能性和環(huán)保性提出了更高的要求。在線分析儀表的應用能夠?qū)σ蚁┥a(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、污染物以及能源消耗量進行有效的監(jiān)控和分析，對于提高乙烯生產(chǎn)的效率和質(zhì)量也有一定的促進作用。本文從在線分析儀表的功能和作用入手，分析了在線分析儀表在乙烯裝置中的應用方向和應用方式。

【關鍵詞】在線分析儀表；乙烯裝置；應用

乙烯生產(chǎn)是化工生產(chǎn)的重要組成部分，對于國家經(jīng)濟及化工行業(yè)的發(fā)展都具有重要的意義。我國的乙烯工業(yè)興起于上個世紀40年代末期，經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展，在生產(chǎn)規(guī)模和質(zhì)量上都有了明顯的提升。但在當今化工生產(chǎn)綠色化的要求下，乙烯生產(chǎn)的節(jié)能性和環(huán)保性還有待進一步加強。為了解決乙烯工業(yè)的能耗和污染問題，在線分析儀表應運而生。在線分析儀表能夠?qū)σ蚁┥a(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物質(zhì)進行有效的監(jiān)控，并促進了生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，減少了能源的消耗，是當前具有廣闊應用前景的一種生存裝置。

1.在線分析儀表在生產(chǎn)上的作用

在線分析儀表當前主要應用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析、記錄，生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，污染物質(zhì)的監(jiān)控等方面，對于環(huán)境保護和企業(yè)經(jīng)濟效益的提升具有重要的作用。在線分析的目標是：檢測出裂解原料轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率，即計算出丙/乙比或甲/丙比的質(zhì)量比值，最終實現(xiàn)裂解深度控制的目的，由于裂解氣中含有大量的重油、水、粉塵等雜質(zhì)，裂解氣必須經(jīng)有效的處理之后獲得潔凈的分析樣氣，才能進色譜進行連續(xù)分析。

傳統(tǒng)的儀表設備對生產(chǎn)過程的記錄和反饋屬于間接監(jiān)控，所能提供的監(jiān)控數(shù)據(jù)也通常是設備內(nèi)部的壓強、溫度、水位等間接性數(shù)據(jù)。在線分析儀表對設備內(nèi)部的監(jiān)控屬于直接監(jiān)控的方式，能夠?qū)⑸a(chǎn)原料的反映速率、反映程度、氣體燃燒程度、轉(zhuǎn)化率、合成率等有效的反饋到分析儀表上，監(jiān)控人員只需讀取儀表盤上相應的數(shù)據(jù)就能掌控設備內(nèi)物料的狀態(tài)，從而對生產(chǎn)過程實現(xiàn)實時、高效的掌握，避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。

1.1保障安全，穩(wěn)定運行

在線分析儀表的使用能夠確保設備的安全、穩(wěn)定運行，延長設備的使用壽命，確保企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。通過實際的應用經(jīng)驗和相關數(shù)據(jù)的分析可以發(fā)現(xiàn)，在線分析儀器在實際的生產(chǎn)過程中有良好的應用效果。應用了在線分析儀表的生產(chǎn)企業(yè)在設備的管理和應用效率上都得到了明顯的提升，事故的發(fā)生率也明顯降低了。此外，在線分析儀表還具有一定的事故預警作用，通過數(shù)據(jù)的動態(tài)變化可以及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題。

1.2減少污染，保護環(huán)境

化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的最大問題之一就是污染問題，在生態(tài)環(huán)境狀況日益嚴峻，能源儲存量逐年減少的情況下，做好化工產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排問題具有更為重要的意義。在線分析儀表的應用能夠?qū)崿F(xiàn)對污染物的有效監(jiān)控，并能減少有害物質(zhì)的排放。

2.在線分析儀表的應用

在線分析儀表在乙烯生產(chǎn)中進行了有效的應用，實現(xiàn)了對乙烯生產(chǎn)工藝的優(yōu)化作用，使得生產(chǎn)過程更符合綠色生產(chǎn)的要求。但在實際應用過程中，也存在一定的問題，例如在線分析儀表的結構較為復雜，操作性較差；穩(wěn)定性較低，后續(xù)的維修費用較高等。這些問題有一部分是由于在線分析儀表自身生產(chǎn)設計中存在的問題造成的，有一部分是由于儀表使用不當而引起的。對于這些問題，在今后的發(fā)展過程中有待進一步研究和解決。本文著重介紹了在線分析儀表的一些成功應用實例。

2.1小屋通訊系統(tǒng)

為了確保分析儀表的檢測效率和質(zhì)量，儀表通常安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場。但現(xiàn)場環(huán)境的影響因素較多，容易對儀表測量的精確度和穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響，而在線分析儀表又屬于精密度較高的設備，對環(huán)境的穩(wěn)定性要求較高，環(huán)境中的溫度、濕度、磁場等都會對儀表的精度產(chǎn)生不同程度的影響。為了減少外界環(huán)境因素對儀表度數(shù)產(chǎn)生影響，通常會在生產(chǎn)現(xiàn)場構建一個小屋用來專門放置在線分析儀表。儀表的接線從小屋中引出，與相應的設備相連接，產(chǎn)生的信號數(shù)據(jù)再通過接線傳輸回儀表，最終在表盤上顯示出來。

在儀表接線的選擇上一般使用硬接線，但硬接線存在成本高，穩(wěn)定性差的缺陷，當前相關企業(yè)和研究人員正在研發(fā)新型的接線材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬接線，以控制生產(chǎn)的成本及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前研發(fā)出的一種解決方式是硬接線與光纖的結合使用。光纖的傳輸效率較高且穩(wěn)定性較好，十分符合小屋通訊的條件，有效減少的生產(chǎn)成本的投入，縮減了生產(chǎn)工期，簡化了設備維護的流程。

2.2氣象色譜預處理系統(tǒng)

在乙烯的生產(chǎn)過程中，控制裂解是最重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。對裂解過程的控制主要通過對生產(chǎn)壓強和生產(chǎn)溫度的控制來實現(xiàn)。但這種控制方式屬于間接控制，在靈活性和有效性上都難以保證，尤其是材料中存在多色譜氣體時，填充劑對于氣體的吸收程度不同，反映在圖表上的數(shù)據(jù)和曲線也有所差異，導致最終的分析結果出現(xiàn)偏差。氣象色譜的預處理則采用了對氣體進行先分離、后檢測的處理方式，并且在乙烯反應的各個環(huán)節(jié)裝置中都設置的采樣點，對反應的過程進行了全面的分析。

但在氣象色譜預處理中，還有一些問題沒有得到有效的解決，例如樣品的傳輸效率較差，導致數(shù)據(jù)傳輸滯后；裂解過程的溫度控制效果差，造成產(chǎn)品中存在較多雜質(zhì)；產(chǎn)品的提純、除油效果較差，影響色譜分析結果；存在多條傳輸管道時，不同管道之間容易相互影響。針對樣品傳輸效率低的問題，可以采用快速回流的方式進行改進，并減少導管的轉(zhuǎn)彎；針對裂解溫度控制不佳的問題，可以通過調(diào)整壓強的方式來解決；針對不同導管間交叉污染的問題，可以采用雙通雙堵的方式來解決。

2.3微量水分析儀

在乙烯的生產(chǎn)過程中，必須確保裂解氣中的含水量為零，否則在后續(xù)的生產(chǎn)、反應過程中將會發(fā)生嚴重的生產(chǎn)事故，給操作人員和設備的安全造成極大的隱患。此外，微量水的存在會對生產(chǎn)中使用的催化劑產(chǎn)生腐蝕作用，導致催化劑失效。因此，在乙烯的生產(chǎn)過程中必須對微量水進行有效的監(jiān)控，對生產(chǎn)原料進行及時的干燥處理。當裂解氣中存在微量水時，可以采取三種方式去除微量水。當微量水含量較低時，可以用采樣試管進行電伴熱加熱的方式。當微量水含量較高時，則應當在高于270攝氏度的高溫下進行加熱，使微量水進行充分的蒸發(fā)。此外，還可以通過定期順控的方式來去除裂解氣中的微量水。

2.4熱值儀

乙烯的裂解需要使用各種燃料，不同燃料的燃燒性質(zhì)和程度都不同，熱值儀的控制成為了決定裂解效果的關鍵性因素。熱值儀樣品和助燃劑必須在充足的空氣中進行充分的燃燒，在燃燒的過程中需要不斷的補充助燃氣體。在燃燒的過程中盡量確保氣體的溫度保持不變。熱值儀能夠?qū)θ紵倪^程進行實時的反饋，并優(yōu)化燃燒流程。

3.結束語

隨著技術和設備的發(fā)展，乙烯生產(chǎn)正在向著規(guī)?；?、集成化的方向發(fā)展，與此同時，乙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物也必然有所增加。為了提高乙烯生產(chǎn)的環(huán)保性和高效性，應當有效利用在線分析儀表的功能，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氣體、污染物及能源消耗量進行有效的監(jiān)控，從而達到優(yōu)化生產(chǎn)的目的。提高對在線分析儀表的重視程度，培養(yǎng)高水平、有經(jīng)驗的在線分析儀表人員，加強交流與學習，進一步提高在線分析儀表的應用水平，必將使其在乙烯生產(chǎn)方面發(fā)揮更大的效能。

參考文獻

[1]錢耀紅，李亞楠.在線分析小屋系統(tǒng)在EO裝置中的應用[J].化工自動化及儀表，2013（07）：39-41.

[2]董少磊.在線分析儀表在煤氣化裝置預處理系統(tǒng)中的改造研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（10）：56-59.