中石油北方工程设计有限公司 吉林 132002
摘要：随着石油化工装置对于控制的要求不断提升，在线分析仪表在其中将扮演越来越重要的角色。在目前化工生产中，在线分析仪表具有高精度测量、实时监控等功能，可以对工艺生产流程加以精确控制，在降低操作人员工作强度的同时，提升产品质量，从而使得生产企业的经济效益获得提升。
关键词：在线分析仪表；磁氧分析仪；PH计；预处理系统
引言
相比于离线分析，在线分析系统具有实时反映化工装置介质成分变化的特点，在某些对介质成分控制要求较高的生产装置，在线分析仪表有着极为广泛的应用。利用在线分析仪表对其进行分析与处理，进一步提高石油化工企业的效益，确保装置安全、稳定、高效运行有着重要作用。随着我国社会水平的进步与提升，各个石油工业企业对在线分析仪表的种类、精准度等方面的需求越来越高，因此，我们应对在线分析仪表的构成与特点等进行详细分析。
1常用在线分析仪表的使用分类
工业气相色谱仪按被测对象分类有：氢分析仪、氧分析仪、工业PH计等；按照工作原理又可分为：电化学式分析仪表，热学式分析仪表，磁学式分析仪表，光学式分析仪表，射线式分析仪表，色谱仪，电子和离子式光学分析仪表等。首先，对于多种介质成分分析、多流路切换分析，石油化工企业通常会使用气相色谱分析仪表来对生产过程中产生的物质进行检测。需要精确、快速分析时选用质谱仪；对于一氧化碳、甲烷、乙烯等介质含量的分析可选用红外线分析仪；对于介质中氧气含量的分析可选用磁氧或微量氧分析仪；在对介质酸碱度进行检测时可以利用pH计等，在处理污水时也可利用pH计进行检测，确保能够保护周边环境。
2在线分析仪表的构成
在线测量系统的包含取样系统、预处理系统以及样品的在线分析系统。为将样品从管道设备中提取并分析，可将带有切断阀的探头设计在取样装置处。与此同时，样品的初步处理可通过前级预处理装置完成，后续处理可通过预处理装置完成，且具有样品分配以及流路切换及快速回路等功能，从而满足分析仪表对于样品在温度以及净化等参数上的要求。DCS可接收通过电缆远传过来的样品信息的4~20mA电信号，并及时根据信息数据对工艺流程加以控制与调整。
3在线分析仪表在样品处理系统中的应用
长期不间断的完成实时监測是在线过程分析仪表的优势。因此，为提升测量介质从采样到分析出结果的速度，保证介质在取样过程中能够保证与测量管线具有相同的介质成分，需要设计一套合理有效的前处理及预处理装置。此外，分析仪表在对样气进行分析时，应满足样气标准气的品质要求。有针对性的设计样气处理系统，不仅可以提升其连续运行的安全性与可靠性，而且降低其维护成本。所以在过程分析系统中，样品取样管线处理系统是其核心与关键。
3.1取样处理系统的组成
样品处理系统是过程分析系统的核心，其主要包含四个环节：样品的提取、样品的传输、样品的处理、尾气的排放，下面是最简单的取样系统，如图1所示，图1取样处理系统的组成。
图1取样处理系统的组成
3.2探头和取样点的选择
首先，由于样品自身中存在含尘量多少等方面的不同，因此，在选择探头时应根据实际情况进行权衡。例如：在对含尘量较少的样品取样时应选择直通型探头，而对于含尘量较高的样品进行取样时应采用具有过滤功能的探头，以此来提高预处理过程的效率；其次，在选择取样点时，应根据工艺滞后的程度、温度、清洁度以及与分析仪表的距离等多方面进行综合考虑，尽量选择到最佳取样点，达到有效提高生产效率的目的。
3.3样品的传输
首先，在运输过程中应保证物品的自身特性及物理形态，对于特殊物品应进行特殊处理或保管。例如：在运输受温度影响较大的样品时，应当对其进行保温处理，并保证运输时间不要过长，尽量规划出最短的运输路线；其次，尽量保证样品管线为直线形式，并极大地降低管线的弯曲程度及转角数量，以免出现积累样品的现象，保证样品的质量。
3.4样品预处理
第一，在进行前级预处理的过程中，需要利用降低温度、含尘量以及压强等对样品进行预先处理，将其质量提升到一定程度的同时，为之后的预处理过程降低负担；第二，在预处理系统中，需要对前级预处理后的样品进行下一步处理，首先利用调节温度等对样品的形态等进行观察及分析；其次应使用降低样品中的水分、灰尘以及温度等，对其进行最后的预处理。
3.5样品的排放
由于样品分为液体和气体两种状态，因此，对样品排放的方式与方法也有所不同，但样品中包含不同程度的有害物质，会对环境及土地造成不同程度的污染，因此，在排放过程中应注意对环境的保护。第一，在排放气体样品时，如：无毒的气体可直接排放到空气中，如果气体中包含有害物质，则需要将其排入火炬中或管道中，避免其对周边的大气产生危害；第二，对于无害的液体样品可就地排放，而如果液体中包含有毒成分，则需要将其排回入工艺管道中。
4在线分析仪应用问题处理举例
4.1磁氧分析仪
磁氧分析仪是利用氧具有顺磁性这个原理开发使用的仪表，主要用于对介质中氧气含量的分析。某石化厂对氧分析仪应用中出现不稳定的现象，经常由于氧气分析仪含量高导致跳车，使生产运作无法顺利进行。经过分析，是由于在预处理及采样等过程中过于借鉴标准数据及工艺流程图，而忽略了对其实际生产过程的考虑，因此，在现场工况中出现仪表进水、吹扫泄露、数值飙升等现象，并且使磁氧分析仪表出现数据不稳等情况，对分析结果产生极大影响。处理如下：取样点和整套取样管线必须全部保温；取样点采取斜向上45°倾角；预处理系统对于冷凝水处理部分改造，使工艺气达到无水、无尘的状态进入磁氧分析表；将预处理系统中的压力开关更换为压力变送器，压力开关的误动作也是导致跳车的原因之一。
4.2pH计
pH计的玻璃电极在高温环境下使用寿命普遍不长，某石化装置需要在高温介质中使用pH计，因此，选用耐高温玻璃电极，同时为了使该pH计能够稳定、长时间运行，则需要在生产过程中安装降温设备，确保生产作业的顺利进行，提高生产效率。
结束语
随着我国化工企业的快速发展，化工企业对于机械控制的先进性要求也不断提升，在石油化工业的生产中，化工分析仪表的应用也逐渐广泛起来。分析仪表具有其优越的性能，为生产装置产出合格的产品起到了关键的作用。希望在不断的研究中，未来能有更为先进的过程分析仪表应用到石油化工领域，为提升石油化工企业的经济效益与安全性做出贡献。
参考文献：
[1]刘庆华.在线分析仪表在工程应用中存在的问题及解决方案[J].石油化工自动化，2009，06：63-65.
[2]张明忠.兰州石化公司在线分析仪表系统集成技术开发及应用[D].兰州理工大学，2006.
[3]李斯亮.在线分析仪表管理系统的设计与开发[D].大连理工大学，2012.
[4]赵云.浅析在线分析仪表预处理系统的重要性[J].石河子科技，2015，01：52-53.
论文作者:王梓旭
论文发表刊物:《基层建设》2017年第29期
论文发表时间:2018/1/8
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