ROSEMOUNT-GCX在线色谱变送器的改造

　　前　言

　　我厂裂解装置是以石脑油为原料,与稀释蒸汽混合后进入裂解炉,在一定条件下发生裂解反应。裂解炉操作的一个重要质量指标就是乙烯收率,而乙烯收率又与裂解深度有关。所谓裂解深度就是裂解反应的程度,裂解深度越高,裂解反应进行的越深,则原料转化率越高。随着裂解反应的进行,乙烯逐渐增加,而丙烯增加得缓慢,达到一定值后开始下降。所以可以用丙烯与乙烯的比值作为反映裂解深度增高的指标,要实现这个功能,必须由在线色谱仪完成,它不但能正确地分析CH4、C2H4和C3H6的含量,还能对C3=/C2=的比值进行计算,并送入DCS进行闭环控制。因此裂解色谱仪是否能正常使用,是决定裂解深度好坏的关键。

　　为了提高乙烯收率,我厂2001年对裂解炉开始进行优化控制。我厂裂解装置有五台裂解炉共计六个裂解气出口的裂解气成分需测量,而这一切的实现是通过一台美国ROSEMOUNT公司推出的新一代在线色谱变送器GCX进行的,该GCX具有远程通讯、WINDOWS人机界面、电子载气压力调节等多种先进功能。

　　但在实际使用过程中,我们发现该表的分析结果与工艺值相差非常大,其值不能作为控制参数,致使整个高级控制系统不能投用。

　　2　存在的问题

　　我们将标准气通入GCX,发现仪表示值完全准确且重复性非常好。如仪表只运行一个流路,其分析结果完全准确且重复性非常好。但仪表运行两个或多个流路时,仪表分析结果完全错误,故怀疑是样品流路窜气造成的。但我们对样品流路切换系统进行检查发现其完全不窜气。同时发现从样品流路切入标气流路时,仪表需运行三个周期(每个周期为300 s)后才能达到标气值。故怀疑是流过柱系统中的分析样品流量过低,定量管中上个流路的样品未被置换干净,即定量管中仍残留上一个流路样品,从而造成这种分析不准的结果。经过计算样品流量计的流量和皂膜流量计接入样品排放管出口,得到样品流量最大只有10 cc/min左右。流路切换系统至色谱仪6 mm不锈钢管线,其长度为2m,6mm不锈钢管线的容积为:0.019 6 l/m。色谱仪内部取样切换阀内部连接和定量管为1/16寸不锈钢管线,其长度为0.6m,1/16寸不锈钢管线容积为:8.12×10-4l/m。利用下式计算得流路切换系统至色谱仪取样切换阀3出口所需总时间。

　　我们将阀1的样品出口与阀2断开,将标气出口减至0.06MPa(与测量点的最大压力相等)测得流量只有25 cc/min,证明取样切换阀内部的气阻非常大。阀2、3的情况一样。三个取样切换阀串联后气阻过大,导致样品流量过小,致使定量管中仍残留上个流路的样品,从而造成测量完全错误。

　　3　解决办法