在线分析仪表在乙烯装置中的运用

陈朋伟 杨建平

(中化泉州石化有限公司，福建 泉州 362103)

0 引言

乙烯生产作为一个国家石油化工产业的分支之一，在我国的经济建设中影响日益广泛。在线分析仪表在乙烯生产装置中主要发挥着以下几点作用：首先能够节能降耗，并且提高生产效率，其次能够保证乙烯装置的安全，稳定运行，最后也是尤为重要的一点，能够减少污染，保护环境，符合绿色环保可持续发展目标，因此，企业应加大在线分析仪表的研发力度。

1 在线分析仪表在生产上的作用

1.1 节能降耗、生产高效

在线分析仪表在生产过程中具有广泛的应用优势，相比于常规的仪表而言，在线分析仪表能够实现压力、流量、温度以及其他生产过程的整体监控，在该过程中不但可以对参数进行调整与匹配，还可以通过在线分析的方式来达到直接监控物料转化率以及产品质量的效果。进一步，通过智能化的控制系统，在自动化控制辅助下实现闭环内部控制，从而在投入成本有限的情况下取得较高的经济效益与转化成果。

1.2 保证装置安全，稳定运行

在线分析仪表的优势主要在于监控生产的过程，相比于其他的仪表设备而言，其更关注的生产流程的控制，所以在确保生产稳定方面具有不可替代的效果。经过多年的实践经验来看，采取在线分析仪表参与生产故障管理与工况分析，不但可以协助维修管理人员快速发展故障的原因，也可以通过预警分析的方式及时找到可能存在的风险与隐患，从而协助工作人员及时消除隐患，从而避免重大安全事故的发生。

1.3 监测控制污染，利于环保

在线分析仪表通过科学分析生产流程的方式来实施核心技术的控制，对于乙烯装置生产活动而言，其能够很好的控制能耗较高、污染较大的问题，借助于在线分析仪表来实现废水废气的合理控制，从而有效提升排放监控水平，从而促进了污染防控各项工作，更好的迎合国家技术标准，促进行业的可持续健康发展。

2 在线分析仪表在乙烯装置中的具体应用

在线分析仪表在乙烯装置的使用过程中具有广泛的应用，现结合具体的分析仪类型，简单归纳如下。

2.1 气相色谱在线分析仪

气相色谱在线分析仪是一种借助于压力、温度来直观分析裂解深度与反应程度的设备。该设备在乙烯装置当中具有广泛的应用，其最大的优势就是可以通过反应程度的控制来提升产品的整体性能。根据基本的技术原理来看，气相色谱在线分析设备能够通过填充剂的吸附程度来判断出各个出口的混合气体分离情况，从而为进一步实现气体分离、检测工作提供必要的技术支持。在乙烯装置的生产过程中，气相色谱在线分析仪主要采取采样点采样的跟踪检测方法，通过在炉出口、干燥器以及反应器出口设置专门采样点的方式来确保运行的可靠性。在整个过程中，样品的传输具有一定的滞后性，可能会因此影响到分析的结果，所以在进行取样器的设置时，要确保流量尽可能稳定，并且设置好DRS 温度控制标准，提升控制精度。气象色谱在线分析仪使用过程中经常会出现裂解炉烧焦后取样器没有及时关闭的问题，可能会导致分析设备故障。针对上述问题，可以通过样品传输构建快速回路的方式来解决，不但可以提升采样的效率，也可以进一步优化预处理的设计环节，做好压力的波动幅度调整。

2.2 微量水分析仪

微量水分析仪主要功能是对裂解气当中的微量水进行分析，该分析技术的作用在于对深冷分离工序进行调整，以此来减少设备冻裂等严重事故的发生率。在该技术的应用过程中，需要考虑到水对催化剂的影响，同时还要做好干燥的微量分析与准备工作。微量水分析仪设备功能主要依靠干燥器内部的传感器来实现，传感器本身属于半透膜结构，其孔径较小，只能够允许一部分有机物分子通过，所以水分子会在较短的时间内进入到氧化铝的薄膜当中，孔壁的电导率往往就与水分子的数量呈现正相关关系。在孔壁内部，阻抗决定了电阻值的情况，同时水汽的压力则与电阻值相关联。在微量水分析仪的应用过程中，需要优先处理好几个方面的问题：其一，微量水分析仪只能够对微量的水进行分析，内部采样的光洁度以及采样的稳定性与管线的特征相关联，所以做好管线设置与处理尤其关键；其二，为了克服探头老化的问题，可以采取定期检测与校准的方式，也可以借助于电伴热系统来实现精准温度控制；其三，再生器的再生温度一般在270℃左右，而传统的微量水分析仪往往无法达到这样高的温度上限，所以需要对温度进行调整，尽可能做好设备的保护与维护工作。

2.3 氧化锆分析仪

氧化锆分析仪主要用于检测烟道当中的氧含量。一般来说，烟道的氧气含量与燃烧效率密切相关，一旦出现氧气含量较低的问题，不但会导致燃烧效率下降、能源严重浪费，同时也会由于不充分燃烧问题出现大量的环境污染压力。在项目实施过程中，借助于氧化锆分析仪对高温裂解炉内部的风机进行分析，能够实现稳定的生产单元测算，等待气体经过电极后，使用探头对快速流通的烟气进行分析，就可以进一步测算出可燃物的含量。为了能够找到具有代表性的样品气体，可以通过适当插入到烟道内部的方式来进行分析，这样一来就可以根据实际需求投入氧化锆，可以为企业节约大量的成本与能源。图1 为氧化锆分析仪工作原理。

图1 氧化锆分析仪工作原理

2.4 pH计/电导仪

pH 计在日常化工生产中应用十分普遍，其多通过酸碱度测算的方式来协助完成化工生产活动。电导仪主要的任务是水中的含盐量分析。对比其他类型的生产项目，乙烯装置在生产过程中对于水中盐含量以及酸碱度都具有较高的要求，通过电化学测量的方式来进行在线测算，稳定性更高，同时还具有其他测试设备所不具有的耐腐蚀性、耐高温性能。在使用过程中，电导仪可能会受到油污、悬浮物的影响而出现精准度下降的问题，所以可以采取化学放大后反推的方式来进行在线测量，效果更好。

2.5 热值仪

热值仪作为乙烯裂解生产的专用设备，其可以通过热值分析与控制的方式来提升燃料的综合效率，从而得到节能成本控制的效果。通过对比样品器与助燃空气的差异，可以对燃烧空气的流量值、温度条件以及构成元素比例进行控制，从而确保在烟气温度不变的情况下提升热值水平的效果。由于可以达到快速响应、精准调控的效果，所以无论是热值还是燃料密度都可以达到预期的参数。经过技术调整与控制，热值仪也可以为实现企业经济效益的提升创造良好的条件。

3 结语

综上所述，在线分析仪表在乙烯生产装置中具有扮演着重要的角色，不仅能够实现乙烯的高效生产，保证装置的正常运行，还能在很大程度上减少对环境的污染，实现环境保护。因此，化工企业应加快在线分析仪表的研发步伐，根据具体情形选择合适的在线分析仪表，最终保证乙烯的生产满足人们日益增长的需求，同时也能实现经济、环境一手抓的战略目标。