在线分析仪表在乙烯装置中的应用

常虹

【摘要】在线分析仪表在乙烯装置中发挥了重要的作用。近年来，我国对化工生产的节能性和环保性提出了更高的要求。在线分析仪表的应用能够对乙烯生产过程中产生的废气、污染物以及能源消耗量进行有效的监控和分析，对于提高乙烯生产的效率和质量也有一定的促进作用。本文从在线分析仪表的功能和作用入手，分析了在线分析仪表在乙烯装置中的应用方向和应用方式。

【关键词】在线分析仪表；乙烯装置；应用

乙烯生产是化工生产的重要组成部分，对于国家经济及化工行业的发展都具有重要的意义。我国的乙烯工业兴起于上个世纪40年代末期，经过近半个世纪的发展，在生产规模和质量上都有了明显的提升。但在当今化工生产绿色化的要求下，乙烯生产的节能性和环保性还有待进一步加强。为了解决乙烯工业的能耗和污染问题，在线分析仪表应运而生。在线分析仪表能够对乙烯生产过程中产生的污染物质进行有效的监控，并促进了生产工艺的优化，减少了能源的消耗，是当前具有广阔应用前景的一种生存装置。

1.在线分析仪表在生产上的作用

在线分析仪表当前主要应用于生产数据的分析、记录，生产工艺的优化，污染物质的监控等方面，对于环境保护和企业经济效益的提升具有重要的作用。在线分析的目标是：检测出裂解原料转化为乙烯、丙烯产品的转化率，即计算出丙/乙比或甲/丙比的质量比值，最终实现裂解深度控制的目的，由于裂解气中含有大量的重油、水、粉尘等杂质，裂解气必须经有效的处理之后获得洁净的分析样气，才能进色谱进行连续分析。

传统的仪表设备对生产过程的记录和反馈属于间接监控，所能提供的监控数据也通常是设备内部的压强、温度、水位等间接性数据。在线分析仪表对设备内部的监控属于直接监控的方式，能够将生产原料的反映速率、反映程度、气体燃烧程度、转化率、合成率等有效的反馈到分析仪表上，监控人员只需读取仪表盘上相应的数据就能掌控设备内物料的状态，从而对生产过程实现实时、高效的掌握，避免生产事故的发生。

1.1保障安全，稳定运行

在线分析仪表的使用能够确保设备的安全、稳定运行，延长设备的使用寿命，确保企业的生产效率和经济效益。通过实际的应用经验和相关数据的分析可以发现，在线分析仪器在实际的生产过程中有良好的应用效果。应用了在线分析仪表的生产企业在设备的管理和应用效率上都得到了明显的提升，事故的发生率也明显降低了。此外，在线分析仪表还具有一定的事故预警作用，通过数据的动态变化可以及时发现生产过程中出现的问题。

1.2减少污染，保护环境

化工产业生产的最大问题之一就是污染问题，在生态环境状况日益严峻，能源储存量逐年减少的情况下，做好化工产业的节能减排问题具有更为重要的意义。在线分析仪表的应用能够实现对污染物的有效监控，并能减少有害物质的排放。

2.在线分析仪表的应用

在线分析仪表在乙烯生产中进行了有效的应用，实现了对乙烯生产工艺的优化作用，使得生产过程更符合绿色生产的要求。但在实际应用过程中，也存在一定的问题，例如在线分析仪表的结构较为复杂，操作性较差；稳定性较低，后续的维修费用较高等。这些问题有一部分是由于在线分析仪表自身生产设计中存在的问题造成的，有一部分是由于仪表使用不当而引起的。对于这些问题，在今后的发展过程中有待进一步研究和解决。本文着重介绍了在线分析仪表的一些成功应用实例。

2.1小屋通讯系统

为了确保分析仪表的检测效率和质量，仪表通常安装在生产现场。但现场环境的影响因素较多，容易对仪表测量的精确度和稳定性产生一定的影响，而在线分析仪表又属于精密度较高的设备，对环境的稳定性要求较高，环境中的温度、湿度、磁场等都会对仪表的精度产生不同程度的影响。为了减少外界环境因素对仪表度数产生影响，通常会在生产现场构建一个小屋用来专门放置在线分析仪表。仪表的接线从小屋中引出，与相应的设备相连接，产生的信号数据再通过接线传输回仪表，最终在表盘上显示出来。

在仪表接线的选择上一般使用硬接线，但硬接线存在成本高，稳定性差的缺陷，当前相关企业和研究人员正在研发新型的接线材料来代替传统的硬接线，以控制生产的成本及系统的稳定性。目前研发出的一种解决方式是硬接线与光纤的结合使用。光纤的传输效率较高且稳定性较好，十分符合小屋通訊的条件，有效减少的生产成本的投入，缩减了生产工期，简化了设备维护的流程。

2.2气象色谱预处理系统

在乙烯的生产过程中，控制裂解是最重要的生产环节。对裂解过程的控制主要通过对生产压强和生产温度的控制来实现。但这种控制方式属于间接控制，在灵活性和有效性上都难以保证，尤其是材料中存在多色谱气体时，填充剂对于气体的吸收程度不同，反映在图表上的数据和曲线也有所差异，导致最终的分析结果出现偏差。气象色谱的预处理则采用了对气体进行先分离、后检测的处理方式，并且在乙烯反应的各个环节装置中都设置的采样点，对反应的过程进行了全面的分析。

但在气象色谱预处理中，还有一些问题没有得到有效的解决，例如样品的传输效率较差，导致数据传输滞后；裂解过程的温度控制效果差，造成产品中存在较多杂质；产品的提纯、除油效果较差，影响色谱分析结果；存在多条传输管道时，不同管道之间容易相互影响。针对样品传输效率低的问题，可以采用快速回流的方式进行改进，并减少导管的转弯；针对裂解温度控制不佳的问题，可以通过调整压强的方式来解决；针对不同导管间交叉污染的问题，可以采用双通双堵的方式来解决。

2.3微量水分析仪

在乙烯的生产过程中，必须确保裂解气中的含水量为零，否则在后续的生产、反应过程中将会发生严重的生产事故，给操作人员和设备的安全造成极大的隐患。此外，微量水的存在会对生产中使用的催化剂产生腐蚀作用，导致催化剂失效。因此，在乙烯的生产过程中必须对微量水进行有效的监控，对生产原料进行及时的干燥处理。当裂解气中存在微量水时，可以采取三种方式去除微量水。当微量水含量较低时，可以用采样试管进行电伴热加热的方式。当微量水含量较高时，则应当在高于270摄氏度的高温下进行加热，使微量水进行充分的蒸发。此外，还可以通过定期顺控的方式来去除裂解气中的微量水。

2.4热值仪

乙烯的裂解需要使用各种燃料，不同燃料的燃烧性质和程度都不同，热值仪的控制成为了决定裂解效果的关键性因素。热值仪样品和助燃剂必须在充足的空气中进行充分的燃烧，在燃烧的过程中需要不断的补充助燃气体。在燃烧的过程中尽量确保气体的温度保持不变。热值仪能够对燃烧的过程进行实时的反馈，并优化燃烧流程。

3.结束语

随着技术和设备的发展，乙烯生产正在向着规模化、集成化的方向发展，与此同时，乙烯生产过程中产生的污染物也必然有所增加。为了提高乙烯生产的环保性和高效性，应当有效利用在线分析仪表的功能，对生产过程中产生的气体、污染物及能源消耗量进行有效的监控，从而达到优化生产的目的。提高对在线分析仪表的重视程度，培养高水平、有经验的在线分析仪表人员，加强交流与学习，进一步提高在线分析仪表的应用水平，必将使其在乙烯生产方面发挥更大的效能。

参考文献

[1]钱耀红，李亚楠.在线分析小屋系统在EO装置中的应用[J].化工自动化及仪表，2013（07）：39-41.

[2]董少磊.在线分析仪表在煤气化装置预处理系统中的改造研究[J].科技创新与应用，2014（10）：56-59.