乙烯装置中在线气相色谱仪的应用及改进

    独山子石化公司乙烯厂原乙烯装置丙烯精馏塔丙烯产品采出线,由于原设计的气相色谱仪不分析MA(甲基乙炔)和PD(丙二烯),故常常造成在各种操作参数正常的情况下,丙烯球罐中MA和PD超标,丙烯产品无法送往下游装置,同时必须将其重新进行回炼,这样既增加了装置的能耗,又造成浪费。为避免这种情况,必须对丙烯采出线的产品丙烯进行MA和PD的实时分析。当MA和PD超标时,及时切断采出,并调整操作,以避免整个球罐被污染。

    1　问题分析及措施

    针对该情况,有表1所列的三种设想方案可供选择。

    通过比较和研究,该厂选择了改造色谱仪的方案。

    2　对原有色谱仪进行分析

    方案一:将丙烯精馏塔的被测样品,引到另外一台色谱仪AT-14007进行分析,该仪表分析测量其他流路的MA和PD;方案二:结合AT-14007的色谱柱系统,将AT-14008改进,原设计中AT-14008第一流路只分析丙烯精馏塔丙烯产品中的乙烯、乙烷、丙烷,增加分析MA和PD。

    两种方案的比较。

    方案一:需要增加一套样品预处理系统,用于被测样品的减压过滤。此方法简单易行,但受现场空间限制,在现场无法增加样品预处理箱。

    方案二:改进技术难度高,需要将AT-14008的色谱柱系统改造,但它不占用外部空间。

    通过比较,在实际操作中只有选择方案二。图1是原设计中的AT-14008色谱柱连接框图。

    由于原AT-14008中1#4#柱不能用于分析MA和PD,而由AT-14007可知需要增加3个CP阀才能完成对MA和PD的分析。由于需要增加3个CP阀,因此不能用AT-14003的思路来处理此问题。

    通过仔细研究讨论,有两种方案可供选择。

    方案一:增加一个FID检测器,然后直接套用AT-14007的分析方法,用于分析MA和PD。这种方法简单,但FID检测器价格昂贵。

    方案二:由AT-14007及AT-14008的技术资料可知,它们有一些共同的特点如下。

    1)AT-14008的1^#4^#柱以及AT-14007的1^#4^#柱都是使用氮气做载气,并都连接到FID检测器的1号入口。

    2)FID的2号入口与气阻连接,而没有连接其他色谱柱或CP阀,并且此气阻使用氢气作为载气。

    通过研究这些特点发现:FID的氢气系统没有被色谱柱利用。

    由色谱理论可知:工业在线色谱仪有两种载气:氢气和氮气。对于一些组分,可以选用不同的色谱柱或载气,都可以达到分离的目的。因此选用一种使用氢气做载气的色谱柱,用于分析AT-14008的原有组分,而选用氮气做载气的色谱柱,用于分析新增MA和PD。由此可见方案二只需更换4个色谱柱,与增加一个检测器的方案相比较节约费用约20%。因此采用方案二。改进后的色谱柱连接图如图2所示。