流程工业分析技术及分析仪表的发展

　　1 流程工业分析技术的总体情况

　　我国化工及石化工业 2005 年已达到 2300 亿美元的产值，其重要自不待言。从学术角度看，化学是在原子—分子水平上研究物质的组成、结构、性能以及相互转化的学科，现已有上百个化学元素和 2000 万种化合物或称化学物种，还有无数的混合物和人造的复合材料、生产过程的中间体、生物催化剂(酶)等，所以化学分析的任务很繁重，而与化学相邻的物理学、生物学的发展，也促进分析化学的发展或提出新的挑战。近年来在线分析仪器在数字化的基础上，也逐步采用数据通信技术，特别是采用了自动化技术中已形成国际标准的现场总线技术。

　　目前在化工、钢铁、制药等流程工业中采用过程分析技术的情况，可以归结为以下几个特点：

　　(1)生产中采用在线分析仪器的数量在增加。如某乙烯工厂的主流程中，在裂解炉出口、压缩机干燥出口、脱甲烷塔顶部、脱丁烷塔顶部、脱乙烷塔顶部、乙烯精馏塔顶部和底部(排乙烷)、脱丁烷塔顶部(丁烯、丁二烯出口)和底部(分解汽油出口)、MA·PD 转换器入口和出口、丙烯精馏塔顶部(丙烯出口)和部(丙烷出口)共 11 个测点均使用了 HTCD 在线气相色谱仪;又如某以制氧为主的空气分离装置中，CO2、O2、Ar2、微量 O2、微量 H2不同背景下不同组分有 10 多点采用了在线分析仪表;又如某污水处理厂用到 DO、COD、BOD、氮磷指标测定及 pH、Cl 等 10 多种在线分析仪。总之，流程工业大型企业一般有近百台至数百台在线分析仪表在实际运行着，设备投资在百万美元至千万美元间。

　　(2)一些新测试方法的出现，使分析仪器和在线分析仪器的测量滞后或反应时间问题逐步得到解决，如近红外(NIR)在线分析仪器在炼油厂中使用，可在几秒至几分钟内测定汽油、柴油等十几种测量参数，横河公司 NR800 可以实现成分、物性值的迅速、直接、连续测量，测量时间 40 秒(如用色谱测量要 5 分钟以上);又如丙烯腈装置中，使用 ABB 公司工业质谱仪可在几秒钟内分析多种组分，并经计算机算出转化率。

　　(3)分析仪器和在线分析仪器在数字化、网络化、集成化、智能化方面的进程加快，近年我国建成的大型石化项目足以证明这方面的发展趋势。如惠州中海油壳牌 80 万吨乙烯/年石化项目(CSPC)9 个完全集成的系统中，有分析仪管理数据采集系统(AMADAS)，另有色谱网及 LIMS 系统;年产 90 万吨乙烯及配套衍生物的上海赛科(SECCO)石化企业，有色谱网及 LIMS实验信息管理系统，而且集成在统一的美国 OSI soft公司的 PI 实时数据库中，构成 PMIS 工厂管理信息系统。其中有大量分析仪表及在线分析仪表，质量好且在数字化、网络化、集成化、智能化方面有长足的进步。