在線分析儀表在乙烯裝置中的運用

陳朋偉 楊建平

(中化泉州石化有限公司，福建 泉州 362103)

0 引言

乙烯生產作為一個國家石油化工產業的分支之一，在我國的經濟建設中影響日益廣泛。在線分析儀表在乙烯生產裝置中主要發揮著以下幾點作用：首先能夠節能降耗，并且提高生產效率，其次能夠保證乙烯裝置的安全，穩定運行，最后也是尤為重要的一點，能夠減少污染，保護環境，符合綠色環保可持續發展目標，因此，企業應加大在線分析儀表的研發力度。

1 在線分析儀表在生產上的作用

1.1 節能降耗、生產高效

在線分析儀表在生產過程中具有廣泛的應用優勢，相比于常規的儀表而言，在線分析儀表能夠實現壓力、流量、溫度以及其他生產過程的整體監控，在該過程中不但可以對參數進行調整與匹配，還可以通過在線分析的方式來達到直接監控物料轉化率以及產品質量的效果。進一步，通過智能化的控制系統，在自動化控制輔助下實現閉環內部控制，從而在投入成本有限的情況下取得較高的經濟效益與轉化成果。

1.2 保證裝置安全，穩定運行

在線分析儀表的優勢主要在于監控生產的過程，相比于其他的儀表設備而言，其更關注的生產流程的控制，所以在確保生產穩定方面具有不可替代的效果。經過多年的實踐經驗來看，采取在線分析儀表參與生產故障管理與工況分析，不但可以協助維修管理人員快速發展故障的原因，也可以通過預警分析的方式及時找到可能存在的風險與隱患，從而協助工作人員及時消除隱患，從而避免重大安全事故的發生。

1.3 監測控制污染，利于環保

在線分析儀表通過科學分析生產流程的方式來實施核心技術的控制，對于乙烯裝置生產活動而言，其能夠很好的控制能耗較高、污染較大的問題，借助于在線分析儀表來實現廢水廢氣的合理控制，從而有效提升排放監控水平，從而促進了污染防控各項工作，更好的迎合國家技術標準，促進行業的可持續健康發展。

2 在線分析儀表在乙烯裝置中的具體應用

在線分析儀表在乙烯裝置的使用過程中具有廣泛的應用，現結合具體的分析儀類型，簡單歸納如下。

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、溫度來直觀分析裂解深度與反應程度的設備。該設備在乙烯裝置當中具有廣泛的應用，其最大的優勢就是可以通過反應程度的控制來提升產品的整體性能。根據基本的技術原理來看，氣相色譜在線分析設備能夠通過填充劑的吸附程度來判斷出各個出口的混合氣體分離情況，從而為進一步實現氣體分離、檢測工作提供必要的技術支持。在乙烯裝置的生產過程中，氣相色譜在線分析儀主要采取采樣點采樣的跟蹤檢測方法，通過在爐出口、干燥器以及反應器出口設置專門采樣點的方式來確保運行的可靠性。在整個過程中，樣品的傳輸具有一定的滯后性，可能會因此影響到分析的結果，所以在進行取樣器的設置時，要確保流量盡可能穩定，并且設置好DRS 溫度控制標準，提升控制精度。氣象色譜在線分析儀使用過程中經常會出現裂解爐燒焦后取樣器沒有及時關閉的問題，可能會導致分析設備故障。針對上述問題，可以通過樣品傳輸構建快速回路的方式來解決，不但可以提升采樣的效率，也可以進一步優化預處理的設計環節，做好壓力的波動幅度調整。

2.2 微量水分析儀

微量水分析儀主要功能是對裂解氣當中的微量水進行分析，該分析技術的作用在于對深冷分離工序進行調整，以此來減少設備凍裂等嚴重事故的發生率。在該技術的應用過程中，需要考慮到水對催化劑的影響，同時還要做好干燥的微量分析與準備工作。微量水分析儀設備功能主要依靠干燥器內部的傳感器來實現，傳感器本身屬于半透膜結構，其孔徑較小，只能夠允許一部分有機物分子通過，所以水分子會在較短的時間內進入到氧化鋁的薄膜當中，孔壁的電導率往往就與水分子的數量呈現正相關關系。在孔壁內部，阻抗決定了電阻值的情況，同時水汽的壓力則與電阻值相關聯。在微量水分析儀的應用過程中，需要優先處理好幾個方面的問題：其一，微量水分析儀只能夠對微量的水進行分析，內部采樣的光潔度以及采樣的穩定性與管線的特征相關聯，所以做好管線設置與處理尤其關鍵；其二，為了克服探頭老化的問題，可以采取定期檢測與校準的方式，也可以借助于電伴熱系統來實現精準溫度控制；其三，再生器的再生溫度一般在270℃左右，而傳統的微量水分析儀往往無法達到這樣高的溫度上限，所以需要對溫度進行調整，盡可能做好設備的保護與維護工作。

2.3 氧化鋯分析儀

氧化鋯分析儀主要用于檢測煙道當中的氧含量。一般來說，煙道的氧氣含量與燃燒效率密切相關，一旦出現氧氣含量較低的問題，不但會導致燃燒效率下降、能源嚴重浪費，同時也會由于不充分燃燒問題出現大量的環境污染壓力。在項目實施過程中，借助于氧化鋯分析儀對高溫裂解爐內部的風機進行分析，能夠實現穩定的生產單元測算，等待氣體經過電極后，使用探頭對快速流通的煙氣進行分析，就可以進一步測算出可燃物的含量。為了能夠找到具有代表性的樣品氣體，可以通過適當插入到煙道內部的方式來進行分析，這樣一來就可以根據實際需求投入氧化鋯，可以為企業節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/電導儀

pH 計在日?；どa中應用十分普遍，其多通過酸堿度測算的方式來協助完成化工生產活動。電導儀主要的任務是水中的含鹽量分析。對比其他類型的生產項目，乙烯裝置在生產過程中對于水中鹽含量以及酸堿度都具有較高的要求，通過電化學測量的方式來進行在線測算，穩定性更高，同時還具有其他測試設備所不具有的耐腐蝕性、耐高溫性能。在使用過程中，電導儀可能會受到油污、懸浮物的影響而出現精準度下降的問題，所以可以采取化學放大后反推的方式來進行在線測量，效果更好。

2.5 熱值儀

熱值儀作為乙烯裂解生產的專用設備，其可以通過熱值分析與控制的方式來提升燃料的綜合效率，從而得到節能成本控制的效果。通過對比樣品器與助燃空氣的差異，可以對燃燒空氣的流量值、溫度條件以及構成元素比例進行控制，從而確保在煙氣溫度不變的情況下提升熱值水平的效果。由于可以達到快速響應、精準調控的效果，所以無論是熱值還是燃料密度都可以達到預期的參數。經過技術調整與控制，熱值儀也可以為實現企業經濟效益的提升創造良好的條件。

3 結語

綜上所述，在線分析儀表在乙烯生產裝置中具有扮演著重要的角色，不僅能夠實現乙烯的高效生產，保證裝置的正常運行，還能在很大程度上減少對環境的污染，實現環境保護。因此，化工企業應加快在線分析儀表的研發步伐，根據具體情形選擇合適的在線分析儀表，最終保證乙烯的生產滿足人們日益增長的需求，同時也能實現經濟、環境一手抓的戰略目標。