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总烃分析与校验

点击次数:1325 发布时间:2016-07-14

一、总烃概念 
  总烃,指所有的碳氢化合物。烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物(称为碳氢化合物)。 
  二、分析总烃的原因及制氧站总烃的由来 
  制氧站制氧的主要原料来自空气,空气中含有复杂的气体,当中包含极少量的总烃。其中空气主要组成 :氮气:78%、氧气:21%、稀有气体:0.94%、二氧化碳:0.03%、水和杂质:0.03%。 
  三、总烃爆炸基理 
  笔者通过查阅相关文献及工作经验得知,一般情况下,液氧中过量的碳氢化合物是冷凝蒸发器爆炸的根本原因。以分子筛作预净化的空气流程为例,空气中的烃经过分子筛净化后,绝大部分烯烃和炔烃以及部分烷烃能有效去除,烷烃中的甲烷基本上不能被分子筛吸附。未被吸附的烃类在生产过程中随物料进入分馏塔,部分随产品氧气带出分馏塔,其余均聚集在冷凝蒸发器的液氧中。一旦乙炔含量超过其溶解度,就是溶解不了,乙炔将析出并以颗粒悬浮于液氧中,在静电、摩擦等因素的作用下,极易与氧剧烈化合成为火源,当液氧中的乙炔含量过高时,受到乙炔点火的诱发,将引起剧烈的爆炸。 
  四、总烃含量标准值 
  就是怕总烃含量过高,容易发生爆炸。爆炸是很可怕的,具有摧毁性质。笔者通过观察及相关了解,厂制氧站的总烃范围:小于等于25ppm。 
  五、总烃分析原理 
  目前笔者所在单位制氧站采用的edyne?Model4020?型号的总烃分析仪,是基于气相色谱原理设计和生产的,检测样气中微量碳氢化合物含量的分析仪器。气相色谱仪是用于分离复杂样品中的化合物的化学分析仪器。当化合物从柱的末端流出时,它们被检测器检测到。FID检测器烃类物质在氢火焰中的燃烧,产生带电粒子,在强电场作用下定向流动,定向流动的带电粒子被收集起来,从而获得与烃类物质浓度成正比的电流,通过对电流大小的检测,即可对烃类物质的浓度进行定量。 
  六、总烃的计算 
  笔者经过分析判断和相关总结,通过此公式可以看出,总烃浓度与几个相关因素有关:包括Hi、Ha、Hs。 
  1、E代表的是甲烷的标准气的浓度。 
  标准气因为在计算的时候是作参考和换算的。比如标准气的标签上有CH4 50ppm、平衡气(氧气),可以认定标准气的浓度为50ppm,通过换算因子的计算,可以得出E=35.714。 
  2、①一般这个公式是在总烃分析仪内部程序设定好的,得出相关值后就可以进行计算。比如计算出Hi-Ha=0.532cm。 
  ②样品气中总烃影响的相关因素:笔者经历多年工作实践了解,得出一者跟周围环境有关。周围的工厂多,空气碳氢化合物就多。二者跟分子筛有关。分子筛的作用,就是吸收水,二氧化碳,乙炔,灰尘杂质和一些碳氢化合物。 
  3、甲烷标准气浓度峰高Hs 
  根据笔者经验得出,甲烷标准气中总烃柱浓度是与提供的气体中烃类有关,所以其考虑的主要是在采购的标准纯度、使用过程中相关气压的调节、气密性等相关的因素中去考虑测量中影响。 
  4、例如:甲烷的标准气的浓度E=35.714,Hi-Ha=0.532cm,甲烷标准气中总烃柱浓度峰高Hs=1.02cm 
  通过公式 
  得出:C总=18.62ppm 
  计算的值在标准值范围之内,说明液氧中的总烃是合格的。 
  5、总烃分析与计算值在实际当中运用 
  目前笔者所在的制氧站总烃浓度超过警戒值时采用的是人工现场开阀门,此种做法在反应各方面效率相对较低。实际上可以通过DCS控制现场调节阀门的方式,可以对总烃过高的液氧进行排空。提高了效率并减少了危险。 
  制氧站液氧放空阀现在为手动现场机械操作,存在很多的不足和许多不可预知性。主要有以下几方面的因素: 
  ①、操作时间方面。如果分析与计算值的总烃浓度达到警戒值,那么DCS操作画面有相关报警,提醒操作工,此时操作工应尽快作出决定,一般的做法就是下楼在分馏塔旁侧有一个手动放空阀,通过人为的机械手动控制,往往这样增加反应的时间,拖延现场救援的时间,又加上现场噪音扩大,控制室和现场沟通存很大的障碍,给操作带来不必要的麻烦。 
  ②、开度的准确性方面。由于人工开度和电脑控制开度相比,准确性各方面存在很多的不足。手工人为操作,主控室的人不知现场情况,反而增加不可预知的危险。液氧的液位差压变送器可以实时监测其高度,假使现场阀门为气动调节阀,可以一个操作工同时可监测液位,又可以实时排不合格的液氧,效率各方面均有所提升。通过DCS控制系统远程控制调节,可以达到轻松自如的操作。 
  七、校验的方法及改进 
  1、准备的气体 
  ①、燃烧气(FUEL)瓶装气体,H2 40% 背景气N260%。②助燃空气 (AIR)压缩空气,低烃含量。在空分或制气应用场合,建议采用“分子筛出口空气”作为助燃空气。③量程气为瓶装气体,通常采用一定浓度的CH4代表烃类浓度50ppm。④零点气采用高纯氧零点气体总烃含量不得高于5ppm。 
  2、校验的方法 
  *步,先校零点 
  ①、校零点前,先将五通阀打到零点位置,再通一段时间的零点气,将浮子控制阀,流量调到大,要尽快清空残留的其它气体,以免影响分析的纯度。 
  ②、进入菜单,输入我们要校的零点值,这个值是根据氧气瓶中烃类的含量确定,一般在5ppm左右,点ENTER,开始校验,校验成功后会在面板显示。 
  第二步,校量程 
  ①、先将五通阀打到校验量程的位置,要确定钢瓶上气体浓度为多少,制氧站现有气瓶的浓度为50ppm 
  ②、进入到量程校验菜单,选择手动校验,输入50ppm 
  ③、是否校验,点ENTER,开始校验 
  ④、校验成功,屏幕上会有显示。如果波动还是很大,就继续校验。 
  第三步,尝试测量 
  ①、当量程校好之后,稳定啦,就将五通阀打到零点位置,对零点进行校验,看是否能把零点测的准,如果出现波动的话,就要继续校验。 
  ②、零点测的准的话,再讲五通阀打到量程气位置,对量程进行测量,看是否准确。不准要继续校验。 
  ③零点、量程测的没问题的话,基本上总烃分析仪已经校验成功了,在把五通阀打到工艺气体,进行测量。如果工艺气体测得范围为:15~25ppm之间,校验正常。 

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