红外线分析补偿法消除热导氢分析仪背景组分干扰的成功应用

　　1　引　言

　　在线热导和红外线分析仪广泛用于石油、化工、电力等流程工业中,它以反应快速、测量连续和准确等特点,被越来越多地应用于现代化流程工业中需要在线监测工艺操控指标的关键部位。另外,该类分析仪操作简便、维护量小且运行成本低廉,因而也日益受到仪表维护人员的青睐。

　　本文介绍用一台红外线分析仪在线补偿消除热导氢分析仪背景组分干扰的方法,从而取代在线色谱分析仪,实现在线快速、准确地测量。①

　　2　丁辛醇装置工艺简介

　　丁辛醇装置以造气装置来的合成气、乙烯装置来的化学级丙烯和氢气为原料,采用低压羰基合成法及低压铜基催化剂加氢生产丁辛醇产品。产品为辛醇、正丁醇,主要用于增塑剂、消泡剂、选矿剂等,是一种重要的化工原料。丁辛醇的生产原理如下:

　　(1)该工艺以合成气与丙烯为原料,以铑膦为催化剂在低压下进行羰基合成反应,生产混合丁醛,化学反应方程式如下:

　　(2)从混合丁醛中分离出异丁醛,除掉重组分,得到纯正丁醛,然后在碱性催化剂的作用下,进行缩合脱水反应,生成辛烯醛,化学反应方程式如下:

　　(3)辛烯醛汽化后,在铜基催化剂上加氢生成辛醇:

　　最后经减压精馏,提纯得到辛醇。

　　(4)生产丁醇时,将混合丁醛在铜基催化剂上加氢生成混合丁醇:

　　再经精馏分离,得到正丁醇和异丁醇。

　3　问题分析及措施实施

　　该套生产装置加氢工段的氢压机(C-201)出口管线上(注:正常工况下的C-201压缩机出口工艺介质的成分及浓度,如表1所示)设计有一台在线监测氢气浓度的分析仪(AR-1601),原设计为一台在线色谱分析仪。但在实际运行中发现,由于受到在线色谱分析仪本身测量原理的限制,色谱分析仪存在一定的测量周期,且周期相对较长,不能够实现不间断跟踪监测,使得其测量结果在参与生产过程控制时存在滞后,给工艺操作带来不便。另外,在线色谱分析仪造价较高,日常运行故障点多,如色谱柱的劣　化、柱切阀密封件老化、磨损、泄漏等,日常维护量很大,再加之在线色谱仪日常运行需要消耗载气,提高了运行成本。

　　鉴于以上原因,我们考虑改为由一台热导式在线氢分析仪来实现测量。但是,由表1可知被测参数氢气的背景气当中除少量的水、氮、氩、正丁醇、乙基己醛、加氢轻组分和辛醇外,就是甲烷含量较高。表2列出了上述各气体的相对热导率。可以看出氢气的热导率虽远大于背景气中各组分的热导率,但是甲烷的热导率相对于氢气来说还是比较高的,况且甲烷的含量为26. 3%,相对于氢气的73. 4%来说它的干扰影响还是很大的。若仅仅采用一台热导式氢分析仪来实现测量的话,甲烷造成的误差是不容忽视的。因此,我们确立了以下改造方案。