在線分析儀表在乙烯裝置中的運(yùn)用

陳朋偉 楊建平

(中化泉州石化有限公司，福建 泉州 362103)

0 引言

乙烯生產(chǎn)作為一個(gè)國(guó)家石油化工產(chǎn)業(yè)的分支之一，在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中影響日益廣泛。在線分析儀表在乙烯生產(chǎn)裝置中主要發(fā)揮著以下幾點(diǎn)作用：首先能夠節(jié)能降耗，并且提高生產(chǎn)效率，其次能夠保證乙烯裝置的安全，穩(wěn)定運(yùn)行，最后也是尤為重要的一點(diǎn)，能夠減少污染，保護(hù)環(huán)境，符合綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展目標(biāo)，因此，企業(yè)應(yīng)加大在線分析儀表的研發(fā)力度。

1 在線分析儀表在生產(chǎn)上的作用

1.1 節(jié)能降耗、生產(chǎn)高效

在線分析儀表在生產(chǎn)過(guò)程中具有廣泛的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，相比于常規(guī)的儀表而言，在線分析儀表能夠?qū)崿F(xiàn)壓力、流量、溫度以及其他生產(chǎn)過(guò)程的整體監(jiān)控，在該過(guò)程中不但可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與匹配，還可以通過(guò)在線分析的方式來(lái)達(dá)到直接監(jiān)控物料轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)品質(zhì)量的效果。進(jìn)一步，通過(guò)智能化的控制系統(tǒng)，在自動(dòng)化控制輔助下實(shí)現(xiàn)閉環(huán)內(nèi)部控制，從而在投入成本有限的情況下取得較高的經(jīng)濟(jì)效益與轉(zhuǎn)化成果。

1.2 保證裝置安全，穩(wěn)定運(yùn)行

在線分析儀表的優(yōu)勢(shì)主要在于監(jiān)控生產(chǎn)的過(guò)程，相比于其他的儀表設(shè)備而言，其更關(guān)注的生產(chǎn)流程的控制，所以在確保生產(chǎn)穩(wěn)定方面具有不可替代的效果。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，采取在線分析儀表參與生產(chǎn)故障管理與工況分析，不但可以協(xié)助維修管理人員快速發(fā)展故障的原因，也可以通過(guò)預(yù)警分析的方式及時(shí)找到可能存在的風(fēng)險(xiǎn)與隱患，從而協(xié)助工作人員及時(shí)消除隱患，從而避免重大安全事故的發(fā)生。

1.3 監(jiān)測(cè)控制污染，利于環(huán)保

在線分析儀表通過(guò)科學(xué)分析生產(chǎn)流程的方式來(lái)實(shí)施核心技術(shù)的控制，對(duì)于乙烯裝置生產(chǎn)活動(dòng)而言，其能夠很好的控制能耗較高、污染較大的問(wèn)題，借助于在線分析儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)廢水廢氣的合理控制，從而有效提升排放監(jiān)控水平，從而促進(jìn)了污染防控各項(xiàng)工作，更好的迎合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

2 在線分析儀表在乙烯裝置中的具體應(yīng)用

在線分析儀表在乙烯裝置的使用過(guò)程中具有廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)結(jié)合具體的分析儀類(lèi)型，簡(jiǎn)單歸納如下。

2.1 氣相色譜在線分析儀

氣相色譜在線分析儀是一種借助于壓力、溫度來(lái)直觀分析裂解深度與反應(yīng)程度的設(shè)備。該設(shè)備在乙烯裝置當(dāng)中具有廣泛的應(yīng)用，其最大的優(yōu)勢(shì)就是可以通過(guò)反應(yīng)程度的控制來(lái)提升產(chǎn)品的整體性能。根據(jù)基本的技術(shù)原理來(lái)看，氣相色譜在線分析設(shè)備能夠通過(guò)填充劑的吸附程度來(lái)判斷出各個(gè)出口的混合氣體分離情況，從而為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)氣體分離、檢測(cè)工作提供必要的技術(shù)支持。在乙烯裝置的生產(chǎn)過(guò)程中，氣相色譜在線分析儀主要采取采樣點(diǎn)采樣的跟蹤檢測(cè)方法，通過(guò)在爐出口、干燥器以及反應(yīng)器出口設(shè)置專(zhuān)門(mén)采樣點(diǎn)的方式來(lái)確保運(yùn)行的可靠性。在整個(gè)過(guò)程中，樣品的傳輸具有一定的滯后性，可能會(huì)因此影響到分析的結(jié)果，所以在進(jìn)行取樣器的設(shè)置時(shí)，要確保流量盡可能穩(wěn)定，并且設(shè)置好DRS 溫度控制標(biāo)準(zhǔn)，提升控制精度。氣象色譜在線分析儀使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂解爐燒焦后取樣器沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉的問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致分析設(shè)備故障。針對(duì)上述問(wèn)題，可以通過(guò)樣品傳輸構(gòu)建快速回路的方式來(lái)解決，不但可以提升采樣的效率，也可以進(jìn)一步優(yōu)化預(yù)處理的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，做好壓力的波動(dòng)幅度調(diào)整。

2.2 微量水分析儀

微量水分析儀主要功能是對(duì)裂解氣當(dāng)中的微量水進(jìn)行分析，該分析技術(shù)的作用在于對(duì)深冷分離工序進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)減少設(shè)備凍裂等嚴(yán)重事故的發(fā)生率。在該技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要考慮到水對(duì)催化劑的影響，同時(shí)還要做好干燥的微量分析與準(zhǔn)備工作。微量水分析儀設(shè)備功能主要依靠干燥器內(nèi)部的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，傳感器本身屬于半透膜結(jié)構(gòu)，其孔徑較小，只能夠允許一部分有機(jī)物分子通過(guò)，所以水分子會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到氧化鋁的薄膜當(dāng)中，孔壁的電導(dǎo)率往往就與水分子的數(shù)量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。在孔壁內(nèi)部，阻抗決定了電阻值的情況，同時(shí)水汽的壓力則與電阻值相關(guān)聯(lián)。在微量水分析儀的應(yīng)用過(guò)程中，需要優(yōu)先處理好幾個(gè)方面的問(wèn)題：其一，微量水分析儀只能夠?qū)ξ⒘康乃M(jìn)行分析，內(nèi)部采樣的光潔度以及采樣的穩(wěn)定性與管線的特征相關(guān)聯(lián)，所以做好管線設(shè)置與處理尤其關(guān)鍵；其二，為了克服探頭老化的問(wèn)題，可以采取定期檢測(cè)與校準(zhǔn)的方式，也可以借助于電伴熱系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)溫度控制；其三，再生器的再生溫度一般在270℃左右，而傳統(tǒng)的微量水分析儀往往無(wú)法達(dá)到這樣高的溫度上限，所以需要對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)整，盡可能做好設(shè)備的保護(hù)與維護(hù)工作。

2.3 氧化鋯分析儀

氧化鋯分析儀主要用于檢測(cè)煙道當(dāng)中的氧含量。一般來(lái)說(shuō)，煙道的氧氣含量與燃燒效率密切相關(guān)，一旦出現(xiàn)氧氣含量較低的問(wèn)題，不但會(huì)導(dǎo)致燃燒效率下降、能源嚴(yán)重浪費(fèi)，同時(shí)也會(huì)由于不充分燃燒問(wèn)題出現(xiàn)大量的環(huán)境污染壓力。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，借助于氧化鋯分析儀對(duì)高溫裂解爐內(nèi)部的風(fēng)機(jī)進(jìn)行分析，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)單元測(cè)算，等待氣體經(jīng)過(guò)電極后，使用探頭對(duì)快速流通的煙氣進(jìn)行分析，就可以進(jìn)一步測(cè)算出可燃物的含量。為了能夠找到具有代表性的樣品氣體，可以通過(guò)適當(dāng)插入到煙道內(nèi)部的方式來(lái)進(jìn)行分析，這樣一來(lái)就可以根據(jù)實(shí)際需求投入氧化鋯，可以為企業(yè)節(jié)約大量的成本與能源。圖1 為氧化鋯分析儀工作原理。

圖1 氧化鋯分析儀工作原理

2.4 pH計(jì)/電導(dǎo)儀

pH 計(jì)在日?；どa(chǎn)中應(yīng)用十分普遍，其多通過(guò)酸堿度測(cè)算的方式來(lái)協(xié)助完成化工生產(chǎn)活動(dòng)。電導(dǎo)儀主要的任務(wù)是水中的含鹽量分析。對(duì)比其他類(lèi)型的生產(chǎn)項(xiàng)目，乙烯裝置在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)于水中鹽含量以及酸堿度都具有較高的要求，通過(guò)電化學(xué)測(cè)量的方式來(lái)進(jìn)行在線測(cè)算，穩(wěn)定性更高，同時(shí)還具有其他測(cè)試設(shè)備所不具有的耐腐蝕性、耐高溫性能。在使用過(guò)程中，電導(dǎo)儀可能會(huì)受到油污、懸浮物的影響而出現(xiàn)精準(zhǔn)度下降的問(wèn)題，所以可以采取化學(xué)放大后反推的方式來(lái)進(jìn)行在線測(cè)量，效果更好。

2.5 熱值儀

熱值儀作為乙烯裂解生產(chǎn)的專(zhuān)用設(shè)備，其可以通過(guò)熱值分析與控制的方式來(lái)提升燃料的綜合效率，從而得到節(jié)能成本控制的效果。通過(guò)對(duì)比樣品器與助燃空氣的差異，可以對(duì)燃燒空氣的流量值、溫度條件以及構(gòu)成元素比例進(jìn)行控制，從而確保在煙氣溫度不變的情況下提升熱值水平的效果。由于可以達(dá)到快速響應(yīng)、精準(zhǔn)調(diào)控的效果，所以無(wú)論是熱值還是燃料密度都可以達(dá)到預(yù)期的參數(shù)。經(jīng)過(guò)技術(shù)調(diào)整與控制，熱值儀也可以為實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升創(chuàng)造良好的條件。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在線分析儀表在乙烯生產(chǎn)裝置中具有扮演著重要的角色，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)乙烯的高效生產(chǎn)，保證裝置的正常運(yùn)行，還能在很大程度上減少對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。因此，化工企業(yè)應(yīng)加快在線分析儀表的研發(fā)步伐，根據(jù)具體情形選擇合適的在線分析儀表，最終保證乙烯的生產(chǎn)滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境一手抓的戰(zhàn)略目標(biāo)。