乙烯裂解气在线色谱仪应用解析

　　1　引　言

　　在乙烯装置生产中,为了获得理想的乙烯产品收率,必须将裂解炉裂解深度控制在适当的范围之内。裂解气在线色谱仪是乙烯裂解过程中对裂解效果进行综合评判的重要手段之一。因此,在线色谱仪的稳定、准确和长周期运行是实施裂解深度控制和乙烯装置优化的必备条件。

　　目前,中石化系统内乙烯裂解气在线色谱仪的应用并不成功,甚至处于瘫痪状态。通过调研扬子、齐鲁乙烯装置在线色谱仪表的应用情况,对其存在的问题进行深入分析探讨,发现造成这种状况的根本原因是取样点的选取不合适,取样器系统的故障频繁,样品带液造成取样管线不畅,色谱仪基本取样系统、色谱仪的柱系统污染。对此,采取了一系列改进措施,完善色谱仪运行和维护制度,稳定了色谱仪的运行,为乙烯裂解气在线分析仪的科学应用提供了很好的借鉴。

　　2　色谱仪分析系统简介

　　在线色谱仪分析系统主要有裂解气取样装置、样品前处理系统和样品预处理系统三部分组成,结构如图1所示。

　　2.1　裂解气取样器

　　裂解炉出口裂解气温度高、含水量大、组成复杂,既有氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷等轻组分,也有裂解汽油、柴油、焦油等粘稠组分,还含有酸性气体,其沸点从零下二百五十多度到零上几百度不等,根本无法做到全组分分析。目前,在线色谱分析仪只能分析其中的轻组分,通常分析氢气、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷等。裂解气取样器的作用就是从复杂的热裂解烃类气体混合物中,除去固体、水分和重组分,取出能够满足在线色谱仪分析需要的裂解气样气,以便通过色谱仪对轻组分进行在线分析。

　　取样器是在线分析系统的核心部分,取样器将组成复杂的裂解气净化,经过滤回流段和冷却脱水段,将固体颗粒、重组分及水分留在工艺管道内,将轻组分取出,以一定的流速均匀地送向样品前预处理单元。典型的取样器有美国ABB公司的DRS系列、THERMO公司的PYGAS系列。取样器通常由截止阀、过滤逆流段、冷却脱水段、涡旋制冷管部件、气动温度控制器组成,结构如图2所示。

　　(1)过滤逆流段。在过滤逆流段装有拉希格环或不锈钢过滤网,在这里高温裂解气中的杂质,被拉希格环或不锈钢过滤网阻挡、截留,并借助环境温度自然冷却,使裂解气中的重组分开始冷凝,介质一边上升一边冷凝,冷凝物被聚集后滴进工艺管线,并冲洗掉过滤器元件上的固体杂质。而其余的工艺样品(较轻组分)将继续上行进入冷却脱水段。

　　(2)冷却脱水段。冷却脱水部件是一个列管式换热器。样品中的水分和油份,在列管内被壳管中由涡旋制冷管产生的低温冷气逐渐冷却,并凝结于列管内壁,冷却并凝结后的液体成分就会在其自身重力影响下,向下回流,从而产生与取样方向相反的逆流物。这些逆流物,在反向流过过滤逆流部件时将被清洗阻挡,截流于此的杂质,使之脱离不锈钢金属过滤网并一同流回工艺管道中,产生自清洗效果。