專(zhuān)利名稱(chēng)：乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乙烯裂解爐樣品氣的處理裝置，特別地，乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置及其安裝方法。
背景技術(shù)：
石化工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，乙烯裝置則是石油化工工業(yè)的龍頭裝置，乙烯生產(chǎn)的方法很多，但以管式爐裂解技術(shù)最為成熟，世界上絕大多數(shù)的乙烯都是由管式爐裂解法生產(chǎn)的。作為石化生產(chǎn)過(guò)程中的重要裝置，乙烯裂解爐的主要控制目標(biāo)是控制裂解深度、生產(chǎn)量和產(chǎn)品的選擇性，有效的裂解操作依賴于對(duì)急冷器出口裂解氣的精確在線分析。 由于乙烯裂解爐出口產(chǎn)品溫度高、含水量大、組成復(fù)雜，根據(jù)裂解爐控制的需求通常選擇氫氣、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷作為在線分析的檢測(cè)組分。在線色譜具有測(cè)量范圍寬、分析準(zhǔn)確、分析周期短、自動(dòng)化程度高、分析數(shù)據(jù)連續(xù)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)可以反饋給DCS系統(tǒng)用于先進(jìn)控制的特點(diǎn)，因此在工業(yè)乙烯裂解裝置中，運(yùn)用在線色譜對(duì)裂解氣中關(guān)鍵組分進(jìn)行分析，對(duì)裂解爐裂解深度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。由于乙烯裂解爐出口裂解氣溫度高、含水量大、組成復(fù)雜，包括氫氣、甲烷、乙烯、 乙烷、丙烯、丙烷等輕組分，也有裂解汽油、柴油、焦油等粘稠組分，還有酸性氣體等，其沸點(diǎn)從零下二百五十多度到零上幾百度，由于固體雜質(zhì)會(huì)造成整個(gè)在線取樣分析系統(tǒng)堵塞，水分、重質(zhì)烴類(lèi)等會(huì)造成在線色譜的污染、使用壽命縮短、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性下降等問(wèn)題，因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要使用裂解氣取樣系統(tǒng)除去裂解產(chǎn)物樣品中的固體雜質(zhì)、水分和重質(zhì)烴類(lèi)組分，把裂解氣樣品輸出到在線色譜儀。目前大、中型乙烯生產(chǎn)裝置普遍使用的在線色譜儀取樣系統(tǒng)主要包括取樣器、樣品預(yù)處理系統(tǒng)和樣品操作系統(tǒng)幾部分。取樣器通常為漩渦冷卻器，安裝于裂解爐產(chǎn)品出口工藝管線上，將復(fù)雜的裂解樣品凈化，經(jīng)過(guò)濾回流段和冷卻脫水段，將固體顆粒、重質(zhì)烴類(lèi)組分以及水分回流到工藝管道，將輕組分以一定的流速均勻的向樣品預(yù)處理系統(tǒng)輸出；樣品預(yù)處理系統(tǒng)的作用是將樣品進(jìn)一步凈化并向樣品操作系統(tǒng)輸出；樣品操作系統(tǒng)安裝于在線色譜前端，主要作用包括流路切換、大氣平衡和校正氣路切換。裂解爐在線分析系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，裂解在線分析取樣位置位于裂解爐產(chǎn)品出口，樣品溫度高、含大量水及大量焦油等液體重組分，由于樣品中不可避免的含有液體成分及雜質(zhì)顆粒，取樣過(guò)程管線易發(fā)生堵塞，另外由于預(yù)處理系統(tǒng)目前存在較多的問(wèn)題，進(jìn)入在線色譜的樣品含重組分較多，造成色譜柱的污染，分析數(shù)據(jù)波動(dòng)范圍和頻率都較大等問(wèn)題，在線色譜無(wú)法連續(xù)、穩(wěn)定的運(yùn)行，難以提供準(zhǔn)確的控制裂解爐裂解深度的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有乙烯裂解爐在線分析過(guò)程中存在的問(wèn)題，提供一種樣品氣在線預(yù)處理裝置和安裝方法，對(duì)裂解爐產(chǎn)品出口經(jīng)漩渦冷卻器取得的在線分析樣品進(jìn)行處理，清除樣品中的液體、固體雜質(zhì)，調(diào)節(jié)樣品流量，并將樣品氣潔凈、穩(wěn)定輸出至色譜，實(shí)現(xiàn)乙烯裂解爐在線分析長(zhǎng)期穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行。一種乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置，裝置為箱式單元，裝置的入口通過(guò)不銹鋼管線與漩渦冷卻器出口連接，裝置出口通過(guò)不銹鋼管線連接在線色譜前段的樣品操作系統(tǒng)并最終進(jìn)入在線色譜。該裝置還包括裝置部件，所述的裝置部件包括積液罐、可視排液罐及排液閥、氣體過(guò)濾器、壓力表、壓力調(diào)節(jié)閥、清洗切換閥、蒸汽加熱管線；漩渦冷卻器輸出的裂解氣樣品首先進(jìn)入積液罐，夾帶的水及重質(zhì)烴類(lèi)在罐內(nèi)沉降并最終通過(guò)可視排液罐排出，氣體樣品通過(guò)氣體過(guò)濾器進(jìn)一步凈化再通過(guò)壓力表和壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)以穩(wěn)定的流量輸出。所述的裝置部件使用不銹鋼管線連接。所述的箱式單元內(nèi)采取蒸汽加熱，乙烯裝置的中壓蒸汽通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)閥進(jìn)入箱式單元的列管對(duì)箱體進(jìn)行加熱后返回裝置蒸汽管線，裝置箱體內(nèi)覆蓋保溫材料。所述的裝置壓力調(diào)節(jié)閥后安裝有三通切換閥當(dāng)樣品氣在線預(yù)處理裝置至在線色譜間的管線污染、堵塞時(shí)可通過(guò)切換三通閥切斷樣品氣輸出，同時(shí)使用中壓蒸汽沖洗管線。所述的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置的安裝方法，如下步驟1 在乙烯裂解爐安裝的漩渦冷卻器位置附近安裝一個(gè)金屬支架，將乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置固定于支架上，并確定裝置排液出口不被遮擋；步驟2 確認(rèn)裂解爐漩渦冷卻器處于關(guān)閉狀態(tài)，使用不銹鋼管線連接漩渦冷卻器出口與樣品氣在線預(yù)處理裝置入口；步驟3 將連接至在線色譜的不銹鋼管線連接至樣品氣在線預(yù)處理裝置出口 ；步驟4 ；使用不銹鋼管線將裂解爐中壓蒸汽連接到樣品氣在線預(yù)處理裝置加熱管線入口 ；步驟5 使用不銹鋼管線連接樣品氣在線預(yù)處理裝置加熱管線出口與裂解爐中壓蒸汽回收管線；步驟6 對(duì)從漩渦冷卻器至色譜的樣品管線全程進(jìn)行蒸汽伴熱。綜上所述，乙烯裂解爐產(chǎn)品餾程范圍寬、組成復(fù)雜，現(xiàn)有的在線取樣系統(tǒng)難以完全實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的完全凈化，本發(fā)明提供的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置及安裝方法， 實(shí)現(xiàn)將乙烯裂解爐在線樣品氣潔凈并穩(wěn)定的向在線色譜輸出，乙烯裂解爐在線分析長(zhǎng)期穩(wěn)定、準(zhǔn)確運(yùn)行的目的。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，本裝置無(wú)須對(duì)原裂解爐取樣系統(tǒng)改造，安裝簡(jiǎn)便，工作穩(wěn)定可靠，不受環(huán)境條件變化影響；本裝置采用集成式設(shè)計(jì)便于使用和維護(hù)。本裝置對(duì)裂解爐在線分析樣品進(jìn)行有效的凈化及穩(wěn)壓，為在線色譜提供穩(wěn)定、潔凈的分析樣品氣，從而確保在線色譜能長(zhǎng)期有效運(yùn)行，分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，能夠?yàn)榱呀鉅t實(shí)現(xiàn)裂解深度控制提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。


圖1是本發(fā)明涉及的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置示意圖。圖2是本發(fā)明涉及的乙烯裂解爐在線分析物流流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例限制。本發(fā)明的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置示意圖見(jiàn)圖1，使用方式為確認(rèn)裂解爐漩渦冷卻器處于關(guān)閉狀態(tài)，完成裝置安裝后，全部開(kāi)關(guān)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，首先確認(rèn)三通切換閥9處于B位置后打開(kāi)開(kāi)關(guān)閥10，中壓蒸汽12進(jìn)入加熱管線對(duì)裝置進(jìn)行加熱，穩(wěn)定10 分鐘后，打開(kāi)開(kāi)關(guān)閥1并開(kāi)啟裂解爐漩渦冷卻器，樣品氣11進(jìn)入乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置依次通過(guò)積液罐2、氣體過(guò)濾器6、壓力表7、壓力調(diào)節(jié)閥8、三通切換閥9，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥8同時(shí)觀察壓力表7將樣品壓力調(diào)節(jié)至80 lOOKPa，經(jīng)凈化的樣品以穩(wěn)定的流量向后續(xù)管線輸出并最終到達(dá)在線色譜。本裝置巡檢、維護(hù)方式為乙烯裂解爐操作平穩(wěn)的情況下，每日巡檢確定壓力表7 讀數(shù)正常，使用紅外測(cè)溫儀測(cè)定裝置內(nèi)部件外表溫度為50 60°C ；每周進(jìn)行一次排液，打開(kāi)開(kāi)關(guān)閥3使積液罐2中的液體流入可視排液罐4，關(guān)閉閥3然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)閥5進(jìn)行排液； 每月檢查氣體過(guò)濾器6，根據(jù)情況進(jìn)行濾芯更換。本發(fā)明樣品氣在線預(yù)處理裝置已在某乙烯生產(chǎn)裝置使用，安裝于共用1臺(tái)在線色譜的3臺(tái)乙烯裂解爐漩渦冷卻器出口的取樣管線，乙烯裂解爐在線分析物流流程示意圖見(jiàn)圖2，裂解在線樣品從裂解爐出口工藝管線1取出，依次通過(guò)漩渦冷卻器2、乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理3、樣品操作系統(tǒng)4到達(dá)在線色譜5進(jìn)行分析。安裝以來(lái)裝置運(yùn)行良好，裝置對(duì)樣品氣中的水、固體顆粒及重質(zhì)烴類(lèi)液滴過(guò)濾效果明顯；取樣管線、在線色譜未出現(xiàn)堵塞的情況；設(shè)定樣品氣在線預(yù)處理裝置壓力控制為 80 lOOKpa，樣品流量穩(wěn)定可控，避免了流量波動(dòng)對(duì)在線色譜分析數(shù)據(jù)的影響；樣品在管線中凝結(jié)的情況基本消除；對(duì)樣品氣組成進(jìn)行離線分析表明樣品氣主要組分為碳四以前輕烴及氫氣，碳五以上重質(zhì)烴組分較裝置安裝前有所減少，表1為安裝本裝置后對(duì)進(jìn)入在線色譜樣品離線色譜分析結(jié)果。單位Vol%
權(quán)利要求
1.一種乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置，其特征在于，裝置為箱式單元，裝置的入口通過(guò)不銹鋼管線與漩渦冷卻器出口連接，裝置出口通過(guò)不銹鋼管線連接在線色譜前段的樣品操作系統(tǒng)并最終進(jìn)入在線色譜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括裝置部件，所述的裝置部件包括積液罐、可視排液罐及排液閥、氣體過(guò)濾器、壓力表、壓力調(diào)節(jié)閥、清洗切換閥、蒸汽加熱管線；漩渦冷卻器輸出的裂解氣樣品首先進(jìn)入積液罐，夾帶的水及重質(zhì)烴類(lèi)在罐內(nèi)沉降并最終通過(guò)可視排液罐排出，氣體樣品通過(guò)氣體過(guò)濾器進(jìn)一步凈化再通過(guò)壓力表和壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)以穩(wěn)定的流量輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置，其特征在于，所述的裝置部件使用不銹鋼管線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置，其特征在于，所述的箱式單元內(nèi)采取蒸汽加熱，乙烯裝置的中壓蒸汽通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)閥進(jìn)入箱式單元的列管對(duì)箱體進(jìn)行加熱后返回裝置蒸汽管線，裝置箱體內(nèi)覆蓋保溫材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置，其特征在于，裝置壓力調(diào)節(jié)閥后安裝有三通切換閥當(dāng)樣品氣在線預(yù)處理裝置至在線色譜間的管線污染、堵塞時(shí)可通過(guò)切換三通閥切斷樣品氣輸出，同時(shí)使用中壓蒸汽沖洗管線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之任一項(xiàng)所述的乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置的安裝方法， 其特征在于，步驟1 在乙烯裂解爐安裝的漩渦冷卻器位置附近安裝一個(gè)金屬支架，將乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置固定于支架上，并確定裝置排液出口不被遮擋；步驟2 確認(rèn)裂解爐漩渦冷卻器處于關(guān)閉狀態(tài)，使用不銹鋼管線連接漩渦冷卻器出口與樣品氣在線預(yù)處理裝置入口；步驟3 將連接至在線色譜的不銹鋼管線連接至樣品氣在線預(yù)處理裝置出口 ；步驟4 ；使用不銹鋼管線將裂解爐中壓蒸汽連接到樣品氣在線預(yù)處理裝置加熱管線入Π ；步驟5:使用不銹鋼管線連接樣品氣在線預(yù)處理裝置加熱管線出口與裂解爐中壓蒸汽回收管線；步驟6 對(duì)從漩渦冷卻器至色譜的樣品管線全程進(jìn)行蒸汽伴熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乙烯裂解爐樣品氣在線預(yù)處理裝置，裝置為箱式單元，裝置的入口通過(guò)不銹鋼管線與漩渦冷卻器出口連接，裝置出口通過(guò)不銹鋼管線連接在線色譜前段的樣品操作系統(tǒng)并最終進(jìn)入在線色譜。本發(fā)明裝置無(wú)須對(duì)原裂解爐取樣系統(tǒng)改造，安裝簡(jiǎn)便，工作穩(wěn)定可靠，不受環(huán)境條件變化影響；本裝置采用集成式設(shè)計(jì)便于使用和維護(hù)。
文檔編號(hào)G01N30/14GK102288706SQ20101020447
公開(kāi)日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者南秀琴, 司宇辰, 巴海鵬, 張兆斌, 杜志國(guó), 王國(guó)清, 薛麗敏, 陳碩 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院