工业色谱分析仪在大型乙烯装置生产中的应用研究

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摘 要：随着我国乙烯工业的快速发展，色谱技术作为一种先进的分析技术，目前被广泛地应用于乙烯装置的生产中。由于工业色谱分析仪具有稳定性高、分析数据准确等优点，因此，在一些大型乙烯装置的生产中得到了广泛地应用。但是工业色谱分析仪的系统相比普通仪表要复杂的多，其运行情况直接影响着乙烯装置生产稳定运行，因此，我们必须正确的设计、使用和维护工业色谱分析仪，从而确保乙烯装置的正常生产。本文分析了工业色谱分析仪的构成及其在乙烯装置生产中

近年来，我国社会经济的迅猛发展带动了工业化生产，乙烯工业也因此得到了较快的发展。色谱技术诞生于上个世纪中期，其在长期的发展过程中不断地完善，最后发展成为一种极其重要的分析技术。目前我国的色谱分析技术已经非常成熟，并得到了广泛的推广和应用。工业色谱分析仪是一种先进的分析系统，具有较高的稳定性和准确性，被广泛地应用于目前乙烯装置生产中。由于工业色谱分析系统相对比较复杂，因此，在应用过程中必须仔细做好每个环节的设置工作以及色谱分析仪的日常维护工作，以确保系统的稳定运行，从而提高乙烯装置的生产效益，促进乙烯工业的快速发展。

一、工业色谱分析仪的构成

工业色谱分析仪主要是由保持恒温的柱箱、检测器和电子部分组成。首先由取样装置从保持恒温的柱箱中抽取要分析的样品，然后将样品送入检测器中进行加热、气化、过滤以及减压等环节的处理，等到第二次的气化、加热和过滤等处理过程完成后，再由电子组成部分对样品进行流路切换和分配，这些环节全部完成后，达到技术要求的样品就形成了。最后由工业色谱分析仪的分析仪表对样品的组成成分和物性参数进行自动连续地分析，然后将分析得出的样品信息数据通过电信号传送到控制系统，从而使操作人员可以通过DCS系统对这些数据进行远程监测。

二、工业色谱分析仪在乙烯装置生产中的作用

工业色谱分析仪可以在乙烯装置生产过程中提供准确的物质组成数据，操作人员通过这些数据可以清楚地了解和及时地调整操作运行状况，从而在降低能耗的同时确保乙烯装置的生产质量。由于工业色谱分析仪具有较高的灵敏度，可以同时分析有机物、无机物以及多组份混合物，因此在介质成分比较复杂的乙烯装置生产过程中可以发挥重要作用，其中最关键的就是对乙烯和丙烯产品组分以及裂解气组分的测量。工业色谱分析仪可以准确地测量裂解气中乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、甲烷以及氢等组份的含量，操作人员可以根据测量数据控制裂解炉出口的平均温度，从而确保裂解气的品质。

三、工业色谱分析仪在乙烯装置生产中的应用

1.取样点的设置

取样点的设置主要分为普通取样点和特殊取样点。普通取样点的设置应该选择有利于提供洁净且具有代表性工艺流体样品，并能及时反映工况的地方，而且要达到过程分析仪对样品温度、含尘量以及压力的要求，分析取样管线不能太长，并要呈直线分布，以避免传输过程中出现问题。此外，在选择采样点位置时应该考虑是否有利于维修人员的维修；特殊取样点的设置。如果样品比较干净没有明显杂质，且不易凝结，应该使用直径为3毫米的无缝不锈钢管将液态样品输送到距离最近的操作台前级气化减压站。如果样品中含有明显杂质且易凝结，应该使用直径为12毫米的不锈钢管进行输送。如果样品中含有C4和C5等介质，应该将液态样品输送至分析小屋进行气化。

2.工艺分析点的设置

2.1塔灵敏板介质成分的测量。通过在乙烯精馏塔和丙烯精馏塔的灵敏板处设置分析采样点，以分析介质中乙烯和丙烯的含量。精馏塔灵敏处的介质可以反映塔釜介质组成，通过有效地控制灵敏板可以有利于对塔釜物料组成的调整。

2.2产品纯度的测量。通过在乙烯精馏塔和丙烯精馏塔的产品采出管线上设置分析采样点，可以准确地分析出乙烯和丙烯的产品纯度。通过对乙烯和丙烯产品中的甲烷、氢气、乙烷、乙炔以及一氧化碳等物质的监测，操作人员可以及时地掌握和准确地控制不同组份的含量。

2.3进料介质含量的测量。分别在液化气、丙烷以及二元冷剂管线上设置分析采样点，以此分析介质中的组份，并要严格监测原料和配比。此外，通过在氢气管线上设置分析采样点，以分析二氧化碳以及甲烷的含量，并对上游设备的运行情况进行严格的监测。

2.4反应器入口和出口气体组份的测量。分别在乙炔加氢转换器以及甲基乙炔、丙二烯反应器的出口和入口管线上设置分析采样点，以监控反应器的操作过程，并有利于操作人员对氢气流量的及时调整。

3.样品传输

3.1样品传输管线。样品传输管线一般分为三种：可控温电伴热管缆、自限温电伴热管缆以及蒸汽伴热管缆。可控温电伴热管缆适用于容易凝结的样品输送，它可以有效地避免因热水和蒸汽伴热而产生的凝固；自限温电伴热管缆适用于一般样品的伴热，它能避免样气冷凝；蒸汽伴热管缆适用于以重组份为主的样品传输。

3.2样品预处理。样品预处理具体分为液态样品和气体样品的预处理。在液态样品的预处理过程中通过采用大回流技术，可以有效地避免样品传输滞后的问题，样品的流量计应该安装在工业色谱分析仪出口位置；在气体样品预处理的过程中通过采用多流路切换的阀组，可以有效地防止不同流路间的交叉污染，有利于日常维护。

四、工业色谱分析仪的日常维护和故障处理

1.日常维护

操作人员应该对样品传输管线伴热以及调整样品前处理器的流量和压力进行定时检查，及时地更换过滤器滤芯，并地过滤器中的积液进行及时排放，还要对样品管线和取样管线中的杂质和油污进行及时地清理。此外，要定时使用标准气对仪器进行校验，避免仪器出现偏差。使用同一个厂家生产标准气可以确保工业色谱分析仪提供的数据和化验室色谱仪提供的分析数据相一致。

2.故障处理

在一些装置（比如：聚乙烯、聚丙烯装置等），粉料过细极易造成前处理箱过滤器堵塞，最后会导致取样管线也被堵塞。为了避免因堵塞而重新配置管线，可以通过在取样探头出口出增加过滤器的方法，这样就可以避免重新配置管线，只要重新更换过滤器芯就可以了，这种方法不但可以有效地减少故障处理时间，还能大大降低维修成本。

五、结论

综上所述，随着我国色谱分析技术的不断成熟，工业色谱分析仪已经成为乙烯装置生产过程中的重要仪器。由于工业色谱分析系统比较复杂，因此在应用过程中必须深入了解其构成情况，并严格监督和控制每个环节的设置工作，确保分析数据的及时性和准确性。此外，操作人员要定期对工业色谱分析仪进行维护，及时地排除故障，确保其稳定运行，从而提高乙烯装置的生产质量和效益。

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