國(guó)產(chǎn)在線全餾程分析儀的原理及應(yīng)用

高 煜

（大慶市創(chuàng)業(yè)集團(tuán)南垣股份公司，黑龍江大慶 163000）

分餾塔在石油煉制過(guò)程中想要得到控制，就需要對(duì)塔頂油品的干點(diǎn)與塔底的出餾點(diǎn)進(jìn)行控制，油品的生產(chǎn)過(guò)程以及出餾點(diǎn)值的動(dòng)態(tài)變化通過(guò)在線油品全餾程分析儀能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。與人工采集分析化驗(yàn)相比，有著明顯的優(yōu)勢(shì)，人工定時(shí)采集滯后量大，通過(guò)采集的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行操作調(diào)整往往對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，尤其是工藝方案與工藝技術(shù)不是很穩(wěn)定的情況下，影響的程度更加明顯。國(guó)產(chǎn)在線全餾程分析儀提高了操作人員的穩(wěn)定性，對(duì)產(chǎn)品分布進(jìn)行科學(xué)合理的控制，保障產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用國(guó)產(chǎn)在線全餾程分析儀，已經(jīng)成為了優(yōu)化控制的重要組成部分。

我國(guó)目前對(duì)于測(cè)量石油餾分沸點(diǎn)的主要方法有兩種，分別為模擬蒸餾氣相色譜法和蒸餾分析法。石油或類似樣品蒸餾曲線中經(jīng)常使用模擬蒸餾氣相色譜技術(shù)；蒸餾分析法又可以分為兩種基本形式，分別為平衡閃蒸式測(cè)油溫法、恩氏蒸餾式光電檢滴測(cè)油氣溫度法。經(jīng)常使用的AOB—LC1型在線全餾程自動(dòng)分析儀使用的就是恩氏蒸餾式光電檢滴測(cè)油氣溫度法。該儀器防爆等級(jí)達(dá)到了dIIAT3，目前廣泛應(yīng)用在一些易燃易爆的場(chǎng)所，尤其是一些催化裂化裝置、常減壓裝置上。

1 國(guó)產(chǎn)在線全餾程分析儀儀表原理、結(jié)構(gòu)

蒸餾裝置的儀表設(shè)計(jì)時(shí)要符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，工作原理基本與標(biāo)準(zhǔn)方法相似，計(jì)算機(jī)將蒸餾速度控制在4～5mL/min，圖1所示為儀表原理流程。

圖1 儀表原理圖

位移機(jī)構(gòu)I/O控制器與光電檢測(cè)器等組成了液位跟蹤檢測(cè)及加熱控制裝置，配合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制自動(dòng)完成。計(jì)算機(jī)根據(jù)蒸餾過(guò)程中油品溫度和液位的變化，對(duì)加熱功率實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的調(diào)節(jié)，測(cè)量流程為：對(duì)定量后的燒瓶進(jìn)行加熱，加熱的油品蒸餾速度按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)4～5mL/min。測(cè)量過(guò)程由初餾點(diǎn)開(kāi)始到油氣溫度拐點(diǎn)出現(xiàn)，測(cè)量出終餾點(diǎn)，測(cè)量過(guò)程結(jié)束。全部油品液面高度由量筒收集，也就是檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)的總步數(shù)。步進(jìn)電機(jī)在整個(gè)蒸餾過(guò)程中每上升0.25mL，就需要使用儀表記錄相應(yīng)溫度，通常根據(jù)記錄下的各餾出點(diǎn)溫度使用計(jì)算機(jī)對(duì)餾程溫度進(jìn)行計(jì)算，樣品經(jīng)過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)后進(jìn)入流量計(jì)中實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，油品在電磁閥SV1失電的情況下從3端返回，其余的電磁閥依舊按照最初的設(shè)定工作，圖2為時(shí)序圖。

圖2 電磁閥工作時(shí)序圖

油品的加熱功率在最開(kāi)始被加熱的時(shí)候能夠達(dá)到800W，在出餾點(diǎn)前5min，將功率調(diào)整為300W，根據(jù)速率對(duì)出餾點(diǎn)的加熱功率進(jìn)行調(diào)整，從220W開(kāi)始逐漸的上升。儀器的加熱功率在初始時(shí)、出餾點(diǎn)前、出餾點(diǎn)后等階段內(nèi)是存在差異的，根據(jù)實(shí)際的情況計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。避免初餾點(diǎn)檢測(cè)時(shí)誤差的產(chǎn)生，就要設(shè)定為油滴連續(xù)滴出模式。對(duì)初餾點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，隨著油氣溫度的不斷上升，溫度在上升到最高點(diǎn)的時(shí)候出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，這時(shí)候的溫度就為終餾點(diǎn)。想要避免分析出現(xiàn)誤差，提高數(shù)據(jù)的有效性，儀器檢測(cè)需要設(shè)定在小于等于90%，如果不能正常檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果視為無(wú)效。燒瓶在分析完成后需要對(duì)其進(jìn)行循環(huán)沖洗，才能保障溫度的不斷下降，溫度下降到一定數(shù)值時(shí)新的周期就開(kāi)始運(yùn)行。程序運(yùn)行圖見(jiàn)圖3。

1）重新開(kāi)始：該階段加熱杯重新循環(huán)沖洗降溫，步進(jìn)電機(jī)在檢測(cè)餾程時(shí)回到底部。

2）重新進(jìn)油前排油：關(guān)閉進(jìn)油閥門，對(duì)加熱杯中殘留物質(zhì)進(jìn)行清理，步進(jìn)電機(jī)回到零位。

3）開(kāi)始進(jìn)油：打開(kāi)進(jìn)油閥，將油加入加熱杯中，加熱到一定時(shí)間后停止。

4）加熱準(zhǔn)備：對(duì)多余的油樣進(jìn)行加熱，邊加熱邊通過(guò)溢流閥排出。

5）加熱開(kāi)始，判斷出餾點(diǎn)：加熱加熱杯的同時(shí)判斷出餾點(diǎn)。

6）從出餾點(diǎn)開(kāi)始到10%點(diǎn)判斷：達(dá)到10%時(shí)，30%點(diǎn)判斷；達(dá)到30%點(diǎn)到，50%點(diǎn)判斷。

7）從50%點(diǎn)開(kāi)始到70%點(diǎn)進(jìn)行判斷：達(dá)到70%點(diǎn)，90%點(diǎn)判斷；達(dá)到90%點(diǎn)，95%點(diǎn)判斷。

8）到終餾點(diǎn)判斷：達(dá)到95%點(diǎn)，98%點(diǎn)判斷；達(dá)到98%點(diǎn)，終餾點(diǎn)判斷。

9）終餾點(diǎn)到，參數(shù)輸出。

圖3 程序運(yùn)行圖

該餾程儀在設(shè)計(jì)的時(shí)候安裝了專門的處理系統(tǒng)，通過(guò)油品過(guò)濾器能夠?qū)τ推分械碾s質(zhì)起到過(guò)濾作用，油中的顆粒通過(guò)大流量的流通時(shí)帶回到管道中，因此過(guò)濾裝置安裝在與流速垂直的通道上，以達(dá)到清洗的作用。根據(jù)場(chǎng)合的不同，選擇合適的篩網(wǎng)目數(shù)。

2 國(guó)產(chǎn)在線全餾程分析儀運(yùn)行情況

經(jīng)過(guò)在工藝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用在線油品蒸餾分析儀發(fā)現(xiàn)，全餾程分析儀在一線油品中的檢測(cè)，將一些重要的產(chǎn)品質(zhì)量信息提供給操作生產(chǎn)人員，方便操作人員通過(guò)數(shù)據(jù)信息對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制。在考核全餾程分析儀技術(shù)性能過(guò)程中，一定要使用人工定期采樣和不定期采樣分析技術(shù)，然后與全餾程分析儀測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。通過(guò)分析我們可以看出：全餾程自動(dòng)分析儀通過(guò)程序的設(shè)定實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動(dòng)分析，數(shù)據(jù)分析結(jié)果滿足儀器再現(xiàn)性要求。缺點(diǎn)就是終餾點(diǎn)的數(shù)值與初餾點(diǎn)的數(shù)值存在一定的誤差，誤差的產(chǎn)生主要有以下幾種因素。

2.1 待測(cè)量油品溫度達(dá)不到要求

儀器在每一次測(cè)量分析完成之后，都需要對(duì)殘留的熱量進(jìn)行消除，以達(dá)到冷卻樣品溫度的目的。主要采取的就是外設(shè)循環(huán)水或者工藝樣品的不斷流動(dòng)，但是實(shí)際的操作過(guò)程中，加熱棒功率一般都很高，只是使用循環(huán)沖洗的方法不能有效地降低油品的溫度，不能按照要求讓油品在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)降至標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

2.2 測(cè)量系統(tǒng)清洗達(dá)不到要求

整套測(cè)量系統(tǒng)在分析完成后，需要進(jìn)行徹底的清洗，同時(shí)需要對(duì)冷凝管和收集器在分析周期完成后使用儀表風(fēng)對(duì)其進(jìn)行吹掃工作，但是實(shí)際中油管中的油滴沒(méi)有及時(shí)有效的清理干凈，沒(méi)有達(dá)到清洗的標(biāo)準(zhǔn)，這就給下次測(cè)量造成一定的誤差，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

2.3 油滴光電檢測(cè)器長(zhǎng)時(shí)間計(jì)算是否準(zhǔn)確

油滴光電檢測(cè)器在液體汽化冷卻后能否長(zhǎng)時(shí)間的保障計(jì)算的準(zhǔn)確度，也是影響的關(guān)鍵因素之一。步進(jìn)電機(jī)可能因?yàn)椴ＡЧ苤写嬖陔s質(zhì)而造成失步，油滴在冷凝的初期都成串向下滴，這就會(huì)造成光電檢測(cè)測(cè)量過(guò)程比較困難。

2.4 油品加熱自動(dòng)控制達(dá)不到要求

油品在儀器中加熱時(shí)，加熱功率的自動(dòng)控制不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，油品的性質(zhì)可能發(fā)生改變，產(chǎn)生一定的誤差，這時(shí)候儀表適應(yīng)性變差。

2.5 細(xì)節(jié)方面有所欠缺

一些細(xì)節(jié)方面可能還存在不足，例如燒瓶因?yàn)楣に囇b置油品壓力波動(dòng)或者進(jìn)油管線堵塞時(shí)造成油樣不足或者沒(méi)有，但是分析儀卻對(duì)燒瓶持續(xù)加熱，直到超溫保護(hù)啟動(dòng)后才停止，一旦溫度有所下降，還會(huì)重新加熱，出現(xiàn)玄幻的狀態(tài)，這樣的情況下很容易造成加熱器件的損壞，縮短其使用壽命。同時(shí)一些零件的質(zhì)量比較差，長(zhǎng)時(shí)間維修也會(huì)加大工作量。

3 結(jié)束語(yǔ)

AOB-LC1型在線全餾程自動(dòng)分析儀器還存在一定的問(wèn)題和不足，但是也是目前我國(guó)比較先進(jìn)的一種在線油品質(zhì)量分析儀，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的。在線全餾程分析儀實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)控制，指導(dǎo)生產(chǎn)的同時(shí)還能與各種先進(jìn)控制系統(tǒng)相結(jié)合，嚴(yán)格地控制航煤指標(biāo)，降低了操作難度，提高了輕油采收率，創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益。