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        三合一在線分析儀在煤制乙二醇裝置中的應(yīng)用

        2014-08-15 00:51:32王艷麗劉曉晶安陽永金化工有限公司河南省安陽市455133
        化工管理 2014年29期
        關(guān)鍵詞:樣氣合成氣分析儀

        王艷麗 劉曉晶(安陽永金化工有限公司 河南省安陽市 455133)

        一、前言

        安陽永金化工有限公司是以煤制一氧化碳、氫氣為原料,加入一定比例的氧氣和甲醇,通過羰化合成和酯加氫兩步間接合成法制乙二醇的工藝技術(shù)。2010年初立項(xiàng),2010年8月正式開工建設(shè),2012年12月31日打通流程,產(chǎn)出合格乙二醇。到目前為止,已產(chǎn)出乙二醇近20萬噸。在整個生產(chǎn)過程中,尤其是經(jīng)一次酯化到羰化反應(yīng)的合成氣(CO、NO、N2、CH OH 、CH3 ONO、O2)組分和比例非常關(guān)鍵,合成氣中的NO過低,會將多余的O2帶入下一工序,產(chǎn)生爆炸,CO和CH3ONO含量的多少又會對羰化反應(yīng)的產(chǎn)物產(chǎn)生影響,所以,對合成氣中的NO、CO、CH3ONO的要求非常嚴(yán)格。在項(xiàng)目開始初期,我們通過對合成氣現(xiàn)場取樣,到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行手動分析,但分析結(jié)果滯后,不能及時反映組分的變化,2013年6月安裝一臺單組份的紅外氣體分析儀,只能檢測介質(zhì)中NO含量,不能滿足工藝生產(chǎn)調(diào)優(yōu)的需要。鑒于此,我公司與2014年6月新安裝一臺三組分的紅外在線分析儀,型號為SKM N-25,可同時檢測NO、CO、CH3 ONO三種組分,為工藝人員提供極大的便利,各種組分的變化一目了然,為系統(tǒng)的安穩(wěn)長優(yōu)運(yùn)行,為產(chǎn)品的質(zhì)量提供了有力保障。

        二、三合一在線分析儀的原理及特點(diǎn)

        1.儀器原理

        SKMN-25型三合一在線分析儀屬于NDIR(不分光)紅外線氣體分析儀,可用于連續(xù)分析混合氣體中NO、CO、CH3ONO氣體組份的濃度。本儀器采用氣體分析領(lǐng)域最為成熟和可靠的分析方法,選用國際上最為先進(jìn)的MEMS紅外光源和雙通道紅外檢測器。由兩個吸收室組成,兩者互相氣密,光學(xué)上是串聯(lián)的。

        MEMS紅外脈沖光源發(fā)射特定頻率的輻射光,輻射光通過氣室被檢測器接收。檢測器的兩個通道分別為分析檢測通道和參比檢測通道。當(dāng)氣室通入N2時,紅外光在氣室內(nèi)不被吸收,分析檢測通道輸出信號最大。當(dāng)氣室通以待測組份時,紅外光在氣室內(nèi)產(chǎn)生特征吸收,分析檢測通道輸出信號減小。分析檢測通道輸出信號隨氣室中待測組份的吸收而發(fā)生變化,于是產(chǎn)生一個與待測組份濃度成比例的輸出信號。參比檢測通道的輸出信號不受被測氣體及其濃度影響,用于反映和平衡光源光強(qiáng)的變化,以補(bǔ)償分析檢測通道輸出信號的變化,從而有效提高儀器的穩(wěn)定性。

        2.儀器特點(diǎn)

        (1)三組分測量,同時監(jiān)測CH3ONO/NO/CO的氣體濃度;

        (2)機(jī)柜內(nèi)設(shè)有電伴熱和旋風(fēng)制冷器,高精度恒溫控制,降低了環(huán)境溫度對儀器測量的影響;

        (3)彩色液晶屏顯示,顯示信息清晰;

        (4)觸摸屏或鼠標(biāo)操作,操作簡便;

        (5)4-20 mA電流輸出標(biāo)準(zhǔn)信號,易于連接到DCS或二次顯示儀表進(jìn)行顯示;

        (6)內(nèi)設(shè)可燃有毒檢測器,實(shí)時監(jiān)測機(jī)柜內(nèi)可燃?xì)怏w和有毒氣體的濃度,濃度超標(biāo)時通過繼電器輸出到機(jī)柜外聲光報警器上,給人們進(jìn)行安全提醒;

        (7)儀器維護(hù)量小,零點(diǎn)和量程標(biāo)定簡捷。

        三、分析采樣的組成

        1.取樣探頭

        我裝置區(qū)三合一在線分析儀取樣的位置位于一次酯化到羰化反應(yīng)器的合成氣管線上,工藝介質(zhì)為CO、NO、N2、CH3 ONO、CH3OH,管子規(guī)格為D N1200,材質(zhì)304,在線分析儀取樣探頭探針采用Φ 6的不銹鋼管,探針底部為楔形,楔面背對著流體的方向,目的是防止介質(zhì)中的雜物堵塞取樣探頭,影響在線分析。探頭長度為400 mm,插入管道的1/2~1/3處,目的是能夠取到管子中間的樣氣,能更準(zhǔn)確的反應(yīng)介質(zhì)的組分。探針垂直插入管道,目的是防止樣氣中水氣進(jìn)入儀器。從取樣探頭到儀器的預(yù)處理系統(tǒng)安裝兩道閥門,防止泄露,方便檢修。整個取樣管線均采用Φ 6的不銹鋼管,與儀器連接處采用Φ 6卡套進(jìn)行連接。

        2.分析儀機(jī)柜

        分析柜規(guī)格:1500(L)×800(W)×2100(H )mm,為不銹鋼板(304SS)焊接式結(jié)構(gòu),墻板厚1.5mm墻板,墻板內(nèi)側(cè)粘貼阻燃保溫材料,保溫材料厚30 mm,門2扇,前開門,門與墻之間鑲有橡膠密封條。前門上開有兩個個防爆玻璃觀察窗,門外有鎖及把手。分析柜的防塵等級為I P66,柜內(nèi)所有電器設(shè)備防爆等級不低于IICT4。

        3.預(yù)處理系統(tǒng)

        預(yù)處理系統(tǒng)安裝在分析柜內(nèi),作用是過濾粉塵、去除水分,用來凈化樣氣、穩(wěn)定樣氣壓力的一套裝置。主要由膜過濾器、減壓閥、流量計、排液閥組成。

        4.分析儀器

        分析儀器安裝在分析柜內(nèi),測量三種組分:NO、CO、CH3ONO,根據(jù)工藝要求,量程分別設(shè)置為NO:0-50%,CO:0-100%,CH 3 ONO:0-25%,分析儀器旁有流量計,可控制進(jìn)入儀器的樣氣流量。

        5.公用工程

        儀表空氣:0.4-0.6Mpa,用于旋風(fēng)制冷器制冷;

        氮?dú)猓?.4-0.6 Mpa,用于檢修時儀器保護(hù);

        蒸汽:0.4Mpa,用于冬季儀器伴熱;

        廢液排放:排入廢液地溝;

        樣氣排放:排入系統(tǒng)用于再利用;

        電源:220 VAC,50 HZ,從UPS接引;

        信號電纜:Z R-i a-DJYVRP3×2×1.5,穿管敷設(shè)至分析柜外接線箱接口,另一端引入DCS。

        6.采樣分析過程

        樣氣通過采樣探頭、流經(jīng)取樣管線進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng),經(jīng)預(yù)處理除塵除潮溫壓后,干凈的樣氣進(jìn)入儀器內(nèi),經(jīng)過紅外光源,不同組分的物質(zhì)吸收不同紅外波長的光,吸收程度與氣體的濃度有關(guān),再經(jīng)過電子元件轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號,得出正確的組分含量,顯示在彩色液晶屏上,也可以通過信號電纜傳輸至DCS,使工藝操作人員在控制室內(nèi)能清楚的看到組分的含量及變化趨勢。

        小結(jié)

        三合一在線紅外氣體分析儀功能完備、性能指標(biāo)優(yōu)越,尤其是穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、受環(huán)境溫度影響小且可靠性高,在我裝置區(qū)已連續(xù)運(yùn)行三個月,檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,標(biāo)定方便,基本上處于“免維修”狀態(tài),運(yùn)行狀況十分良好。與以往的手動分析和單組份分析儀相比,具有更高的溫定性和測量的高精度性,克服了手動分析的滯后性,消除了單組份分析儀的單一性,為煤制乙二醇裝置的可靠運(yùn)行提供了不可磨滅的貢獻(xiàn),為企業(yè)創(chuàng)造了價值,值得推廣。

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