气体在线监测系统在化工行业的应用

   本文以万福达化工有限公司作为案例来介绍气体在线监测系统在化工行业的应用。

   万福达化工介绍：公司项目总投资28亿元，一期项目主要包括40万吨/年烷基化装置、25万吨/年液化气制丙烯项目、15万吨/年气体分离装置、5万吨/年MTBE及公用配套工程等生产装置，原料为醚后碳四，产品以丙烯、芳烃、异辛烷、正丁烷为主，总投资12亿元，已于2013年10月份开始试生产。项目达产后，年均销售收入预计达到40亿元，利税总额3.4亿元，展现出良好的发展前景。为进一步拉长产业链，公司二期计划再投资16亿元，新上3套深加工项目，分别为3万吨/年稀硫酸精制项目、6万吨/年正丁烷法顺酐装置和8万吨/年丁二醇装置，项目全部达产后，可实现年产值75亿元，利税9亿元。　　　　

   气体在线监测应用介绍：　　　　1.酸浓分析仪。　　　　在异辛烷装置测量该厂的浓硫酸（H2SO4）浓度，完全能够满足异辛烷装置工艺的需求。　　　　

   硫酸烷基化是以催化裂化的液态烃经气体精馏分离出来的碳四(C4)中的异丁烷和丁烯为原料，以89%-98%的硫酸为催化剂，在低温下液相反应生成该辛烷值汽油组分--烷基化油的加工工艺过程。硫酸浓度控制在89%-98%之间，这是因为虽然硫酸浓度越高活性越高，烷基化油的收率越高，质量越好。但使用浓度过高的发烟硫酸会造成SO3和异丁烷反应，对后序设备造成严重腐蚀；其二浓硫酸具有强氧化性，会促使烯烃氧化；其三在浓硫酸中烯烃的溶解度比烷烃高得多，使烷/烯比严重失调，副产物增多。硫酸浓度也不能太低，过低的酸浓度将对设备造成腐蚀和降低产品质量。实际生产中许多因素会造成硫酸浓度下降，比如原料中含有的水分和硫化物等杂质，烷烯比控制的高低，反应温度等等。　　　

　为了得到质量好的工业异辛烷，硫酸得到最大的利益、最小的消耗，硫酸浓度必须控制在≥89%，用98%-99%的新硫酸来调节，根据酸浓度的下降幅度用计量泵及时补充新酸。补充新酸的同时，为了保持酸烃比例稳定，必然会排出一定量的低浓度废酸，外排废酸量和补充新酸量成正比。因此在整个工艺生产过程中，硫酸浓度的在线分析与控制，对产品品质的保障和废酸量的控制尤为重要。　　　　2.总硫、H2S气体分析仪　　　　分析仪对常减压、催化等装置的蒸馏出口进行监测，以保证石脑油、汽油、煤油和柴油等油品质量和最大收率；　　　　3.在线式色谱分析仪　　　　使用在线气相色谱仪对液化气、瓦斯、丙烯等气体的生产进行检测，以保证液化气和丙烯的产品质量和具有较大附加值的丙烯的收率；在MTBE装置，第一、二反应器出口，未反应C4、MTBE产品。　　　　4．氧气分析仪　　　　采用氧化锆，激光等原理对烟道气中的氧含量进行监控，以提高燃烧效率并降低大气污染。　　　　5.丙烯纯度分析仪　　　　聚合级丙烯的纯度要求为99.5%，如果纯度过高，将导致丙烷中含有大量的丙烯，丙烯与丙烷的每吨差价很大。在分析仪投用前，丙烯纯度超过99.6%，导致丙烷中的丙烯含量超过5％，而分析仪投用后，丙烯平均纯度为99.52%，丙烷中的丙烯含量低于2％，冬季可低于0.5%。　　　　6.废气排放监测　　　　主要来源于无组织排放和锅炉燃烧产生的有组织废气。其中，无组织排放主要包括管道、设备连接处的跑冒滴漏以及原辅材料、产品等储罐产生的无组织排放，主要污染物是非甲烷总烃；还有来自装置区放空的废气。　　　　原辅材料、产品等储罐产生的无组织排放，主要污染物是非甲烷总烃；还有来自装置区放空的废气。　　　　1）储罐大小呼吸损失　　　　储罐储存产品异辛烷，为内浮顶罐，存在大小呼吸排放；醚后碳四和正丁烷贮罐类型为球罐，不存在大小呼吸排放。　　　　2）设备和管道的无组织散放　　　　在我国正规石油化工企业，生产工艺技术和设备基本为引进技术和设备，装置的静密封泄漏率可控制在0.1~0.3‰。参照国内水平，本项目泄漏量约为15.6t/a　　　　3）工艺装置放空气体　　　　异辛烷生产工艺过程中，脱丙烷塔和致冷压缩系统均有不凝气产生，这部分气体经收集放空，根据设计资料可知，放空的废气量有10.7kg/a。　　　　4）锅炉废气　　　　锅炉燃烧需要燃煤，燃烧废气中主要污染物有二氧化硫、烟尘和氮氧化物。在脱硫，脱硝系统。　　　　7.COCO2，O2分析仪　　　　流化催化裂化工艺：测量CO,O2，CO2.再生器出口的再生烟气中氧含量是控制待生催化剂烧焦深度、计算能耗和优化再生工艺的重要参数。同时，通过O2、CO和CO2浓度的分析，还可以计算生焦量及主风量，由此判断再生催化剂性能，调整操作条件，达到效益最大化，能耗最小化。