硫磺装置硫比值分析仪的在线分析及应用控制

通过控制两反反应器聚合乙烯量来控制均聚物和共聚物的生
成比例来保证双峰产品的性能。其优点是能较精确的控制均聚物和共聚物的纯度,产品比能也较低,挤压造粒能耗低。其缺点是中间系统增加了投资和操作点,需要操作人员有较好的操作素养。
美国公司:两个反应器分别生产不同分子量分布的聚乙烯,其中第一反应器生产共聚物,加入了共聚单体。第一反应器排出的物料直接排往第二反应器。在第二反应器中加入大量氢气来生产均聚物。通过控制两反反应器聚合乙烯量来控制均聚物和共聚物的生成比例来保证双峰产品的性能。其优点是生产配置简单,投资低。其缺点是由于第一反应器排出的物料没有经过处理,在第二反应器中生产的均聚物纯度稍差,导致产品比能稍高,挤压造粒能耗高。
2.2溶剂循环系统
溶剂循环系统是将用于提供反应环境的溶剂异丁烷进行处理并回收再重新进入反应系统循环使用。一般有脱重组份塔和脱轻组份塔。两家工艺专利商因反应配置不同有不同的溶剂循环系统。
欧州公司:其异丁烷循环系统设有脱重组分塔,脱重组份塔塔顶产生含轻组份乙烯乙烷等的异丁烷,塔釜产生含重组份己烯己烷等的异丁烷。双峰配置生产时,对于第一反应器,由于该反应器生产均聚物,
用塔顶产生的异丁烷作溶剂。对于第二反应器,由于该反应器生产共聚物,用塔底产生的异丁烷作溶剂。在单峰配置时,由于两个反应器成份相同,两个反应器既可以用塔底产生的异丁烷作溶剂,也可以用塔釜产生的异丁烷作溶剂。该工艺还有一个专门的脱乙烯塔,脱乙烯后的异丁烷溶剂作为催化剂系统的稀释剂。其优点是塔数量少,塔小,投资低,流程简单实用。其缺点是排放的轻组份没有回收,造成物料损失。
美国公司:其异丁烷循环系统的脱重组分塔塔顶产生含轻组份乙烯乙烷等的异丁烷溶剂,塔釜产生己烷等重组份。另外该塔还处理共聚单体己烯-1。脱重组份塔塔顶物料进入脱轻组份塔,脱轻组份塔塔底产生不含乙烯的异丁烷溶剂用于第一反应器的溶剂和催化剂系统的稀释剂。脱轻组份塔中部产生的异丁烷溶剂作为第二反应器的溶剂,其顶部产生的气体经冷冻系统后回收利用。其优点是物料回收较充分,缺点是流程长,塔大,投资高,能耗高。
3结语
通过以上分析,两家工艺路线各有优缺点,两家公司也在不断的改进自己的工艺,追求低能耗,低物耗,低投资,且通过专利来保护自身利益。建议投资业主在选择工艺路线时更多考虑产品全,机电仪、化剂采购范围宽,能耗低的工艺包。
参考文献:
[1]美国公司技术指南帕斯卡.瓦德伦、约汉.哈特维等.
[2]欧州公司技术指南帕.斯穆德等.硫磺装置硫比值分析仪的在线分析及应用控制
马松林(中石油云南石化有限公司,
云南昆明650300)
蚀刻标牌摘要:硫磺回收装置通过对硫比值分析仪的运用可以使硫回收率得到大幅度提升,从而降低SO2排放量,增加经济效益,也能更好的实现节能减排和保护环境。可以说硫磺回收装置中对硫比值的测量必不可少。本文将对硫磺回收通过紫外全光谱法进行简单概述并对硫比值检测及控制重要性进行分析。在控制方面,传统的双闭环比值控制、中间参数串级控制以及硫比值在线分析仪控制是当前阶段所拥有的三种先进控制技术,其中第三种方案在实际应用中具有较好的效果,有更好的前景。
关键词:克劳斯法;硫比值;在线分析仪;紫外光谱
1硫磺回收的工艺原理
脱硫、制硫、尾气处理和污水汽提是硫磺回收装置的四个组成部分。前方装置留下来的含H2S的干气、液态烃和瓦斯经醇胺溶液经过吸收和富液再生实现第一步脱硫,将分离出的富H2S酸性气与其他
装置分离出的酸性气混合,将其脱水除杂后在燃烧炉内进行燃烧,通过这些操作产生了大量硫蒸汽和气态硫化物。将产生的气体通过余热炉和冷凝器进行脱硫作用,再将其通入转化器,此时气体中的H2S和SO2又可以继续反应生成硫单质气体,将气体通过冷凝器,经过降温就会分离出液态硫,进而制成硫磺,这就是完整的制硫过程。
上述流程中,整个装置的核心和关键都依托在硫磺的回收部分,它不仅决定了硫的转化率和回收率,也是查看排放量的主要因素。将改良克劳斯部分燃烧法应用于硫磺回收操作中,在燃烧炉内让含H2S的酸性气体进行不完全燃烧,再加上合理分配风量,促使H2S经过反应变为SO2,并且达到或者接近2:1的体积比例,H2S与SO2在高温没有催化剂的条件下会发生反应,反应后将生成气态硫单质和水,紧接着我们将液体硫磺通过降温冷凝的方法分离出来,将脱硫后的过程气进行加热处理通入催化反应器,其中没有反应的H2S和SO2两种气体靠催化剂作用继续反应,反应会生成气态硫单质和水。实际反应步骤是:
燃烧炉内的反应为:2H2S+O2→S2+2H2O
实际反应步骤:2H2S+3O2→2SO2+2H2O;4H2S+2SO2→3S2+4H2O
转化炉主反应:2nH2S+nSO2→2nH2O+3Sn
由此可见,其关键为控制H2S和SO2的比值,在2:1比例下
硫的转化率最高。
2硫比值分析仪的检测原理
反渗透浓水将H2S 与SO2采用紫外光法进行检测体积,其体积检测结果百分比浓度按照一定公式计算得出硫比值分析仪比值
紫外光度法目前公认最有效的测量硫比值方法。硫化物在紫外波段具有显著的吸光度,并且紫外光谱仪的响应时间通常小于30秒,硫磺回收比值控制对仪表响应时间有严格的要求。其中以美国AAI 公司(Applied Analytics,Inc.)的TLG-837产品为代表,由于其独特的技术优势以及稳定的性能表现,近年来被世界级硫磺回收企业在其装置中进行大力推广和应用。小于10秒的响应时间可以快速通过信号控制系统调节上游燃烧炉的空风量。紫外光法将光谱定律-比尔定律中吸光度和待测组分浓度关系为正比的原理作为根本依据。200~800nm 是完整的紫外光谱区波长,通过光信号透射过程气后,分析吸光度图谱,并通过校准基准图谱参考,由校准建立的线性关系计
算公式得到实际被测气体浓度,并给出比值数据。
3TLG-837硫比值分析仪
图1
TLG-837硫比值分析仪采用散全光谱紫外分析原理,对
含硫气体实现完整的紫外波长区间测量。其对光学检测的原理如图1所示。机型小,全固态结构,减少了维护量、节约备件成本。其独有的光纤连接,使分析仪和控雾探头分离式安装,给用户的安装灵活性以及操作的安全性提供了保证。TLG-837分析仪由控雾探头,分析仪主机及控制面板三部
分组成。探头通过蒸汽保温夹套直接安装在工艺管道上,通过
铠装光纤与安装于管道附近的分析仪主机连接,负责将探头测量室的光信号传输给分NOVAII 分光光度计,由光信号转变为数据,从而提供浓度及比值数据。控制面板提供分析仪及探头所需的仪表风,高低压蒸汽,零点气及校准气控制。
通过硫磺回收过程所进行反馈的控制信号完成阀门控制并最终决定燃烧性气体的具体数量是硫比值分析仪工作的基本原理,同时可以得到硫回收率等相关数据。TLG-837所有电
溶剂回收子器件均位于分析仪主机防爆机箱中,比值仪探头为全固态结构,无电子元器件,探头本身兼具取样以及预处理及除硫功能。探头部分,过程气体通过引射气产生的抽吸力进入探头,上升的过程中通过探头内部低压蒸汽降温,单质硫凝结为液滴,立即回流到工艺管道中,除硫后的洁净气体被牵引进入
探头顶部流通池进行测量,流通池通过高压蒸汽伴热保护,确保不会有
煎蛋锅单质硫的凝结而堵塞测量室,气体流过流通池后被牵引下降,通过探头返回原管道,流程如图2所示。
水源热泵系统图2
4硫比值控制方案
克劳斯法是当前阶段硫磺回收普遍采用的方式,因为这种方法在降低酸性气体的排放和保护环境方面有着突出的优点。其重点在于酸性气体与空气的配比,配比与含硫酸性气体转化率有着密切的关系。
由工艺原理可知,当转化率最高时,H2S 和SO2的比值是2:1。不管哪一种气体多或少都会让尾气的含量变化。当没有比值分析仪时,装置会自行进行配比,单因酸性气体受外界影响
大此时只能凭借经验反应操作。安装了比值分析仪后,绝大多数空气量由酸性气体流量给定,剩下少部分由比值分析仪给定,这样让转化率达到最佳。
5结语
综合以上所言,硫比值分析仪已被广泛应用于硫磺回收装置,接下来应该继续在细节方面进行突破,
可以在硫磺装置伴热这个方面进行研究,通过继续对伴热方面控制提高装置的运行效率。随着越来越多的关于分析仪的技术在石化行业的推广和应用,这种在线分析仪将会拥有更大的发展空间,前景将一片光明。
参考文献:
吸音墙
[1]张列维,周志猛.在线分析仪表在硫磺回收超洁净排放中的应用[J].仪器仪表用户,2017,24(06):83-85+92.[2]刘昕.硫磺装置硫比值分析仪的在线分析及应用控制[J].低碳世界,2017(06):7-8.[3]张烨.硫比值分析仪在硫回收装置中的应用[J].河南科
技,2013(03):89.

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