当前位置：文档之家 › 醋酸造气工艺水洗塔合成气在线红外分析仪的应用

醋酸造气工艺水洗塔合成气在线红外分析仪的应用

  • 格式：pdf
  • 大小：181.18 KB
  • 文档页数：3

ＯＮ—ＵＮＥ　ＡＮＡＬＹ　醋酸造气工艺水洗塔合成气　在线红外分析仪的应用　

在线分析　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｏｎ－・ｌｉｎｅ　Ｉ　Ｒ　Ａｎａｌｙｚｅｒ　ｆｏｒ　Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｇａｓ　ａｆｔｅｒ　Ｗａｓｈｉｎｇ　Ｔｏｗｅｒ　ｉｎ　Ａｃｅｔｉｃ　Ａｃｉｄ　Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　杨小勇　王强　刘骁。　１江苏索普（集团）有限公司（江苏镇江２１２００６）２￣Ｊ１－Ｔ－（中国）有限公司（上海２００１２０）　

摘要：针对醋酸造气工艺中水洗塔合成气测点的样气组成，就该测点的样气预处理系统设计作出评述，并　结合西门￣Ｕｌｔｒａｍａｔ　６红外分析仪的特点介绍在线分析仪在水洗塔合成气组分分析的应用。　关键词：醋酸造气水洗塔合成气非分光红外分析仪多层检测器微流量传感器预处理系统　

Ａｂｓｔｒａｃｔ－Ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｇａｓ　ａｆｔｅｒ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｔｏｗｅｒ　ｉｎ　ａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ｏｎ—ｌｉｎｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎａｌｙｚｅｒ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｗａｓｈｉｎｇ　ｔｏｗｅｒ　ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｇａｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　Ｓｉｅｍｅｎｓ　Ｕｌｔｒａｍａｔ　６　ＩＲ　ａｎａｌｙｚｅｒ　ａｎｄ　ｅｍｐｈａｓｅｓ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ。　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｃｅｔｉｃ　ａｃｉｄ　ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｗａｓｈｉｎｇ　ｔｏｗｅｒ　Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ｇａｓ　ＮＤＩＲ　ａｎａｌｙｚｅｒ　Ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ　ｄｅｔｅｃｔｏｒ　

１概述　在线分析仪伴随着生产过程自动化的发展而出　现，推动国民经济与科技不断发展。化工生产过程使　用在线分析仪进行质量控制、工艺监测和优化是化工　生产现代化的重要标志之一。分析仪表从实验室走向　工业现场以后，在线分析系统在化工生产中的地位越　来越重要。在线分析仪表的合理设计、选用和安装是　提高化工产品质量，实现优化控制的保证，也是化工　生产取得效益的关键。　醋酸是一种重要的基本有机化工原料，可衍生出　数百种下游产品，广泛用于各行业。醋酸及下游产品的　生产与消费日益引起普遍重视。目前国内的醋酸造气　工艺中，原料和富氧进入造气炉，造气炉中的炉气经　

一系列净化和分离工艺后，达到醋酸合成工艺对原料　气的要求。　

闽俄甏儇表２００８年第７期　

在醋酸造气工艺中，重要的在线分析仪应用点有　混合器出口、水洗塔出口、预脱硫塔入口和出口、精脱　硫塔出口等。其中水洗塔出口是尤其关键的测点，为　了确保后期工艺顺利进行以及最终产品的质量，此测　点需要对合成气中的ＣＯ、ＣＯ，、ＣＨ　和Ｈ，进行监测。　表ｌ为该测点的参数。ＣＨ　属于痕量分析，大量的ＣＯ对　ＣＨ　存在红外干扰，分析仪的选取必需能够去除ＣＯ的　红外干扰。样气富含水分，为了确保分析仪器的正常工　作，必须在预处理系统中考虑除水。　

２在线红外分析仪的选用　水洗塔出口合成气测点的分析事关后续工艺的顺　利进行和产品的质量，要求使用的分析仪必须测量准　确、性能稳定。西门子公司Ｕｌｔｒａｍａｔ　６型红外分析仪具　备多层检测器等多重设计，可以有效消除红外干扰，　确保准确分析。　

ｗｗｗ．ｃｎｉｍ．ｃｎ　７５　

维普资讯 http://www.cqvip.com 在线分析　表１醋酸造气水洗塔合成气待测成分表　样品状态　气态　采样点温度（℃）　２４３　采样点压力Ｍｐａ（Ｇ）　６．３６　浓度（Ｖｏｌ　Ｖｏｏ）　样品组成　最小　正常　最大　

Ｃ０　１９　４９　Ｈ２　１３．３７　ＣＯ２　６．３８　Ｈ２０　５９．９７　Ｃ０Ｓ　０．０３　Ｈ２Ｓ　０．４９　ＣＨ４　０．０１　ＮＨ３　０．０２　Ａｒ　０．０５　

气体分子对不同波长的光线具有不同的吸收能　力。由于各种气体分子内部结构的不同，各分子内部　的能级差别巨大，能级之间的间隔也互不相同，这样　就决定了气体分子选择性地吸收不同波长光线。针对　气体分子的不同运动状态，对应的光线波长也有区　别。可以归纳为：对于不同气体，其吸收波长各不相　同。特定的气体分子具有特定的红外光吸收波段。研　究特定气体分子的吸收谱可以测定该成分在混合气体　中的浓度。　Ｕｌｔｒａｍａｔ　６气体分析仪采用交替红外双光束原　理，并使用双层检测气室和光耦合器来分析、测量气　体浓度。虽然每种气体的吸收波长各不相同，但也可　能有部分重叠，这导致产生交叉干扰，给测量带来偏　差。Ｕｌｔｒａｍａｔ　６采用多种措施来最大限度的提高分辨　率，降低红外交叉干扰：（１）在分光气室中充满特定　的气体，起到滤光作用；（２）检测器的设计采用多层　结构，并配有光耦合器来降低交叉干扰；（３）在分析　仪内部加装特殊滤光片。Ｕｌｔｒａｍａｔ　６红外分析仪测量　原理与构成见图１所示。　微流量传感器是西门子的专有技术，完全不受传　统膜式传感器麦克风效应的干扰。通过测量脉冲气流　导致电阻发生变化来分析样气浓度。　Ｕｌｔｒａｍａｔ　６的检测气室被设计成多层结构，充满　了特定浓度的待测气体组分。位于光谱吸收波段的中　间波段的光优先被上层检测气室吸收，边缘波段的光　７６　ｗｗｗ．ｃｎｉｍ．ｃｎ　ＯＮ—ＬＩＮＥ　ＡＮＡＬｙＳＩＳ　———　１红外线源，可调　２光学过滤器　３光束分离器　４旋转电流驱动器　５斩光器　６样气入口　７样气室　８参比气室　９样气出口　１０检测器，左　１１检测器，右　１２微流量传感器　１３光耦合器　１４滑动触头，可调　图１　Ｕｌｔｒａｍａｔ　６红外分析仪测量原理与基本构成　几乎同样程度地被上层检测气室和下层检测气室吸　收。上层检测气室和下层检测气室通过微流量传感器　连接在一起，实现两层检测气室吸收的信号相减，这　种组合意味着吸收光谱的带宽很窄。光耦合器延长了　下层检测气室的光程长度。改变光耦合器旋杆的位置　可以改变下层检测气室的红外吸收，因此可最大限度　减少某个干扰组分的影响。　在合成气的应用中，可以通过设定光耦合器的位　置消除ＣＯ对微量ＣＨ　分析的影响。　水洗塔出口的合成气含有大量的水分，由于水在　红外波段是广谱吸收，一旦有水进入红外分析仪的气　室，会对分析带来严重的干扰。Ｕｌｔｒａｍａｔ　６的分析气室　被设计成可拆卸清洗，一旦凝液或杂质进入测量池，　可直接将测量气室拆卸并在清洁后装回原处，继续使　用。　

３样气预处理系统的除水设计　为保证测量结果准确，不损坏仪器部件，进入到　分析仪测量室的样气必须干净，不含固态杂质，同时　还应避免在测量气室中出现水汽凝结，因此需要设计　

２００８年第７期　阏俄嚣豫表　

维普资讯 http://www.cqvip.com ＯＮ—ＵＮＥ　ＡＮＡＬｙＳｌＳ　一套合适的样气预处理系统。水洗塔出口合成气测点　的预处理系统除了常规的降温减压、控制流量之外需　特别注意样气水分的去除。表ｌ给出了样气的组分，其　中含有大量的水分。依据此应用点的工况，参考西门　子公司在类似工况下的系统设计经验，此测点的预处　理系统除水部分设计如图２所示。　凝板排放总管　１列管式水冷却器；　２旋风分离除水过滤器；　３防爆压缩机式冷却器；　４分子膜式干燥管　图２水洗塔出口合成气分析预处理系统除水部分　设计思路：样气首先进入列管式冷却器冷却，气　体温度降低到常温，冷却后的流体进入旋风分离式除　水过滤器进行气水分离，悬浮状态的水汽进入过滤器　进行进一步的分离，分离后的气体经过气动球阀进入　压缩机式冷却器，通过压缩机式冷却器气体的露点会　降低到５。Ｃ左右，分离出来的液体从自动排液器排出，　接着样品进入液体报警过滤器，液体报警器的信号控　制压缩机式除湿器的气动球阀，当样品中含有液体时　切断气路；气体出来后进入分子膜式Ｎａｆｉｏｎ干燥管进　一步干燥，通过Ｎａｆｉｏｎ管的气体露点将达到一ｌ０ｏＣ以　上，仪表空气带走样气中的水汽；样品经过活性炭除　硫过滤器后进入后级系统，以免Ｈ　Ｓ影Ｎ￣ＪＣＨ　的分析。　列管式冷却器采用热交换原理，利用冷却水对样　气降温。旋风分离除水器结构简单，启动快，维护方　便，适于含水量较大的气体样品除水。虽然在理论上　可以将样气温度降至一１０－一４０。Ｃ，但实际应用中设定的　中团豫嚣豫表２００８年第７期　在线分析　温度一般在１－５。Ｃ。　分子膜式干燥管以干燥的仪表风作为驱动，除湿　能力强（常温下可达到的最低露点温度是一４５。ｃ）、速　度快。样气经干燥后其组成和含量基本不变，气态的　水分子可以随意通过Ｎａｆｉｏｎ管，而其他分析基本上不　能通过。并且Ｎａｆｉｏｎ具有很好的耐腐蚀性，一般无需　维护。　Ｎａｆｉｏｎ管的最大弱点是不能分离液态水。如果液　态水进入Ｎａｆｉｏｎ管后会被吸收并蒸发，此过程产生相　变并消耗能量，Ｎａｆｉｏｎ管由此变冷，从而引发水冷凝，　更多的水分使得Ｎａｆｉｏｎ管变得更冷，最终导致级联反　应，直至失去干燥功能。由于考虑到工艺存在一定波　动，旋风分离除水器出口可能存在液态水，所以在旋　风分离除水之后加装压缩致冷器并监测湿度以保护　下游的干燥管，达到更好的除水效果。　

４结论　在线分析仪的选择和预处理系统的设计均是影　响整个应用的重要因素。为了保证在线分析仪的正常　投运及运行，不仅要选择性能优异的分析仪，还需保　证样气预处理系统的完善程度和可靠性，在实际应用　中必须考虑各个测点的样品组成、环境影响等。　西门子Ｕｌｔｒａｍａｔ　６红外分析仪采用多种措施提高　分析仪的分辨率，降低红外交叉干扰影响。本应用中　采用光耦合器位置调节结合Ｕｌｔｒａｍａｔ　６内部干扰补偿　功能，可进一步降低红外干扰，提高分析结果的准确　度。可拆洗式的样品池提高了分析仪的现场适用性。　在此应用中，充分考虑了不同工况下的样气预处　理系统除水措施，采取多重除水元件的级联设计，确　保干燥样气被源源不断送入分析仪，也保护了预处理　系统中的元器件。　参考文献　１邓勃，王庚辰，汪正范．分析仪器与仪器分析概　论．化学工业出版社．２００５：４～９．　２于洋．在线分析仪器．电子工业出版社，２　Ｏ　Ｏ　６：　１～３．２８～２９．　作者简介：杨小勇，工程师，硕士研究生，主要从事自动　控制和在线检测的工程应用。　

ｖ、，ｖ　．ｃｎｉｍ．ｃｎ　７７　

维普资讯 http://www.cqvip.com

合集下载

在线分析仪表在化工生产中的应用及发展前景

在线分析仪表在化工生产中的应用及发展前景

在线分析仪表在化工生产中的应用及发展前景发表时间：2020-05-15T10:20:40.373Z 来源：《基层建设》2020年第3期作者：耿亮[导读] 摘要：我国经济体制改革以来，工业行业得到较快发展，较多先进技术在生产中有较好的应用效果，这对化工生产行业经济的发展具有较大促进作用。

茂名瑞派石化工程有限公司广东茂名 525011摘要：我国经济体制改革以来，工业行业得到较快发展，较多先进技术在生产中有较好的应用效果，这对化工生产行业经济的发展具有较大促进作用。

其中，在进行化工生产的过程中，化工生产装置尾气成分相对复杂，需要把一些气体成分控制在一定范围之内，能够有效避免爆炸事故的发生，这就需要对烟气进行深入分析，能够避免对环境造成污染。

在线分析仪表能够对气体成分实施有效的监控，这在较大程度上可确保系统装置安全运行，这对化工生产行业的发展具有较大促进作用。

关键词：在线分析仪表；化工生产；应用前言我国化学工业生产工程相对较为复杂，在化学反应的基础上生产所需的产品，在此过程中需要确保化工装置的安全运行，以此避免爆炸事故的发生。

为此，需要通过在线分析仪表对生产期间的一些参数与标准进行有效的监控，在进行分析的过程中应当定量分析，再输入一定量试剂与原料的基础上，根据特定反应公式对待测物质量实施全面计算，以此使过程变得更为简单，这对提升化工行业生产效率具有较大促进作用。

1 在线分析仪表的作用在线分析仪表在使用的过程中，主要是通过一些试剂以及试纸，并且通过有效的检测方法对化工生产期间的化学成分与参数进行全面检测，以此对化工生产过程实施有效优化，不但能够有效提升生产效率，而且还可化工生产成本全面降低。

目前，所使用的化工分析方法主要分为定量分析方法与仪器分析方法，在线分析仪表便是通过专门的检测仪器对物质构成进行分析与检测。

此外，在化工生产的过程中，在线分析仪表有较好的应用，其中在线色谱网络平台应用较为广泛，能够对数据存储、采集以及管理，可提高工作效率，同时还可对相关信息进行全面了解，这对历史数据库的构建发挥较为重要的作用。

这些化工厂红外应用,你得知道!

这些化工厂红外应用,你得知道!

红外热像仪的一个重要应用，就是在化工厂，它可以起到安全预防、减少事故的作用。

今天来一期干货！用实际案例来给大家介绍化工厂的红外应用：1化工厂重要装置检测（1）案例来源：上海某化工厂——气化炉耐材缺陷检测气化炉长时间工作，内部耐火材料会逐渐受侵蚀、脱落，受磨损的部分热传导速度会比正常区域快，在热像图上会呈现明显的热斑，提醒相关人员及时进行检修。

（2）案例来源：湖北某化工厂——MTO装置检测MTO装置是实现将合成气经过甲醇转化为低碳烯烃的设备，利用FOTRIC热像仪对MTO装置进行巡检，可排除高温带来的潜在风险，可以连续、自动、非接触式的方式同时采集视野中的温度数据，准确检测所有潜在风险点，保障装置的安全运行。

（3）案例来源：河南某化工厂——高塔温度检测在对反应釜、高塔温度的实时检测中，F O T R I C热像仪能够提供精准的非接触式测量，继而免去大量繁琐的贴合式、探入式传感器的安装和使用，有效降低了繁杂的学习和使用成本。

（4）案例来源：上海某化工厂——化学品安全储存检测实时检测化学储存的温度变化情况，当温度出现异常升高时，有效实现灾前人工干预，防止事故发生。

（5）案例来源：湖南某化工厂——冷却系统检测冷凝设备如蒸汽管道、循环油路等，过热就会损伤设备、产生泄露，过冷则产线运转失速，管道淤积频发，F O T R I C热像仪产品可以在检测到超过设定温度范围时自动报警，保障安全运行。

管道故障排查（1）石化管道淤积检测可见光下（左图）我们无法判断管道的淤积部位，而使用FOTRIC 热像仪则可以检测到管道各测点的温度，直观呈现淤积部位。

（2）输油管道故障检测输油管道的故障部位与正常部位的温度将产生差异，肉眼难以分辨的管道缺陷，F O T R I C热像仪能够直观捕捉。

（3）输送管道缺陷排查在F O T R I C热像仪的拍摄下，输送管线的高热高危点一览无遗，日常巡逻和检查随时能发现潜在的风险点，帮助我们从容面对设备老化与缺陷。

红外光谱技术在气体检测分析中的应用

红外光谱技术在气体检测分析中的应用

红外光谱技术在气体检测分析中的应用气体灾害对人类和自然的危害日益加重，由于气体的物化特性，常规的探测手段很难高效的实现气体检测的目的，红外高光谱遥感探测手段能够反映场景内的温度信息和光谱信息，是灾害气体检测最有效的手段之一，具有极高的军事和民用价值。

本文以研究气体红外高光谱数据的特点为出发点，实现气体红外高光谱数据的建模与检测，为构建灾害气体的监测体系提供帮助和指导。

标签：红外光谱技术;气体检测分析;特征频率引言：灾害气体在环境中会带有独特的温度特征和光谱特征。

利用红外高光谱探测手段能够有效的利用气体的温度信息和光谱信息，从而对气体进行甄别和检测。

传统的高光谱一般指可见光近红外波段，传统高光谱是对地物目标的反射率信息进行分析，以达到相应的检测目的。

而红外高光谱探测手段是利用对远红外波段的辐射能量进行相应的检测分析，这部分信息主要利用的是目标的辐射信息（温度信息）。

从成像机理上，传统的高光谱和红外波段的高光谱有所不同，所以，研究这两者在成像模型、信号模型、检测模型的异同之处有十分重要的研究意义。

另外，软件和硬件的发展是相辅相成的，红外传感器的发展，伴随着红外遥感相关技术的研究。

目前红外高光谱传感器技术壁垒比较大，红外高光谱数据获取比较难，但红外高光谱数据的应用具有极大的意义和价值。

所以研究气体的红外高光谱数据仿真具有十分重要的意义，对气体以及其他目标物体的红外高光谱辐射特性分析与特征提取具有十分重大的指导意义。

一、红外光谱吸收原理众所周知，光是由许多单一颜色的光组成的，由此可知，红外光是由许多处于红外频率以外的光组成的。

每种气体都具有一种性质：可以吸收对应频率的红外光能量，气体吸收红外光能量中频率最高的被称为气体的特征吸收频率。

当光线穿透气体时，气体吸收特征频率谱线光，导致光的能量下降。

研究表明，每种气体在红外辐射波段都有不同数目的特征吸收谱线。

由于特征频率是由一定频率范围内的光组成的，因此特征吸收频率具有一定的带宽，并且带宽中每个频率被吸收的量不尽相同。

化工行业在线气体分析系统的功能与应用

化工行业在线气体分析系统的功能与应用

化工行业在线气体分析系统的功能与应用化工行业是国家经济发展的重要支柱产业，然而在生产过程中会产生大量的有毒有害气体。

因此，化工企业需要采用在线气体分析系统来监测生产过程中的气体成分和浓度，确保生产安全和环境友好。

下面将介绍化工行业在线气体分析系统的功能与应用。

1、在线气体分析系统的功能在线气体分析系统主要用于实时监测化工企业生产过程中的气体成分和浓度。

系统通常包括以下功能：（1）实时监测：通过传感器实时采集现场气体数据，并将数据传输至系统中心进行分析。

（2）自动报警：当监测到有毒有害气体或污染物浓度超标时，系统会自动报警，提醒工作人员采取相应措施。

（3）远程监控：系统可通过网络实现远程监控，方便管理人员实时了解现场气体浓度情况。

（4）数据存储与分析：系统自动记录气体监测数据，并对数据进行分析，为化工企业提供生产数据支持。

2、在线气体分析系统的应用化工行业在线气体分析系统广泛应用于化工生产、储运、环保等领域。

以下是几个典型应用场景：（1）化工生产：在化工生产过程中，实时监测有毒有害气体成分及浓度，确保生产安全。

（2）储运过程：对储运过程中的气体进行实时监测，防止泄漏事故发生。

（3）环保监测：对化工企业排放的气体进行监测，确保排放符合国家环保标准。

（4）安全防护：在易爆、有毒、有害等危险区域设置气体监测系统，及时发现安全隐患。

（5）设备维护：通过在线气体分析系统，监测设备运行状态，及时发现设备故障，提高设备运行效率。

化工行业在线气体分析系统具有实时监测、自动报警、远程监控等功能，可为化工企业提供准确的气体成分和浓度数据，确保生产安全，提高生产效率，降低环境污染。

随着科技的不断发展，在线气体分析系统将在化工行业发挥更大的作用。