什么是总烃?总烃的分析方法与校验
时间:2018-02-23 阅读:23106
总烃概念
总烃,指所有的碳氢化合物。烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物(称为碳氢化合物)。
分析总烃的原因及制氧站总烃的由来
制氧站制氧的主要原料来自空气,空气中含有复杂的气体,当中包含极少量的总烃。其中空气主要组成 :氮气:78%、氧气:21%、稀有气体:0.94%、二氧化碳:0.03%、水和杂质:0.03%。
总烃爆炸基理
我们通过查阅相关文献及工作经验得知,一般情况下,液氧中过量的碳氢化合物是冷凝蒸发器爆炸的根本原因。以分子筛作预净化的空气流程为例,空气中的烃经过分子筛净化后,绝大部分烯烃和炔烃以及部分烷烃能有效去除,烷烃中的甲烷基本上不能被分子筛吸附。未被吸附的烃类在生产过程中随物料进入分馏塔,部分随产品氧气带出分馏塔,其余均聚集在冷凝蒸发器的液氧中。一旦乙炔含量超过其溶解度,就是溶解不了,乙炔将析出并以颗粒悬浮于液氧中,在静电、摩擦等因素的作用下,极易与氧剧烈化合成为火源,当液氧中的乙炔含量过高时,受到乙炔点火的诱发,将引起剧烈的爆炸。
四、总烃含量标准值
就是怕总烃含量过高,容易发生爆炸。爆炸是很可怕的,具有摧毁性质。笔者通过观察及相关了解,厂制氧站的总烃范围:小于等于25ppm。
总烃分析原理
目前制氧站采用的TVA2020C型号的总烃分析仪,是基于气相色谱原理设计和生产的,检测样气中微量碳氢化合物含量的分析仪器。气相色谱仪是用于分离复杂样品中的化合物的化学分析仪器。当化合物从柱的末端流出时,它们被检测器检测到。FID检测器烃类物质在氢火焰中的燃烧,产生带电粒子,在强电场作用下定向流动,定向流动的带电粒子被收集起来,从而获得与烃类物质浓度成正比的电流,通过对电流大小的检测,即可对烃类物质的浓度进行定量。
总烃的计算
经过分析判断和相关总结,通过此公式可以看出,总烃浓度与几个相关因素有关:包括Hi、Ha、Hs。
1、E代表的是甲烷的标准气的浓度。
标准气因为在计算的时候是作参考和换算的。比如标准气的标签上有CH4 50ppm、平衡气(氧气),可以认定标准气的浓度为50ppm,通过换算因子的计算,可以得出E=35.714。
2、①一般这个公式是在总烃分析仪内部程序设定好的,得出相关值后就可以进行计算。比如计算出Hi-Ha=0.532cm。
②样品气中总烃影响的相关因素:笔者经历多年工作实践了解,得出一者跟周围环境有关。周围的工厂多,空气碳氢化合物就多。二者跟分子筛有关。分子筛的作用,就是吸收水,二氧化碳,乙炔,灰尘杂质和一些碳氢化合物。
3、甲烷标准气浓度峰Hs
根据经验得出,甲烷标准气中总烃柱浓度是与提供的气体中烃类有关,所以其考虑的主要是在采购的标准纯度、使用过程中相关气压的调节、气密性等相关的因素中去考虑测量中影响。
4、例如:甲烷的标准气的浓度E=35.714,Hi-Ha=0.532cm,甲烷标准气中总烃柱浓度峰Hs=1.02cm
通过公式
得出:C总=18.62ppm
计算的值在标准值范围之内,说明液氧中的总烃是合格的。
5、总烃分析与计算值在实际当中运用
目前制氧站总烃浓度超过警戒值时采用的是人工现场开阀门,此种做法在反应各方面效率相对较低。实际上可以通过DCS控制现场调节阀门的方式,可以对总烃过高的液氧进行排空。提高了效率并减少了危险。
制氧站液氧放空阀现在为手动现场机械操作,存在很多的不足和许多不可预知性。主要有以下几方面的因素:
①、操作时间方面。如果分析与计算值的总烃浓度达到警戒值,那么DCS操作画面有相关报警,提醒操作工,此时操作工应尽快作出决定,一般的做法就是下楼在分馏塔旁侧有一个手动放空阀,通过人为的机械手动控制,往往这样增加反应的时间,拖延现场救援的时间,又加上现场噪音扩大,控制室和现场沟通存很大的障碍,给操作带来不必要的麻烦。
②、开度的准确性方面。由于人工开度和电脑控制开度相比,准确性各方面存在很多的不足。手工人为操作,主控室的人不知现场情况,反而增加不可预知的危险。液氧的液位差压变送器可以实时监测其高度,假使现场阀门为气动调节阀,可以一个操作工同时可监测液位,又可以实时排不合格的液氧,效率各方面均有所提升。通过DCS控制系统远程控制调节,可以达到轻松自如的操作。
校验的方法及改进
1、准备的气体
①、燃烧气(FUEL)瓶装气体,H2 40% 背景气N260%。②助燃空气 (AIR)压缩空气,低烃含量。在空分或制气应用场合,建议采用“分子筛出口空气”作为助燃空气。③量程气为瓶装气体,通常采用一定浓度的CH4代表烃类浓度50ppm。④零点气采用高纯氧零点气体总烃含量不得高于5ppm。
2、校验的方法
*步,先校零点
①、校零点前,先将五通阀打到零点位置,再通一段时间的零点气,将浮子控制阀,流量调到zui大,要尽快清空残留的其它气体,以免影响分析的纯度。
②、进入菜单,输入我们要校的零点值,这个值是根据氧气瓶中烃类的含量确定,一般在5ppm左右,点ENTER,开始校验,校验**后会在面板显示。
第二步,校量程
①、先将五通阀打到校验量程的位置,要确定钢瓶上气体浓度为多少,制氧站现有气瓶的浓度为50ppm
②、进入到量程校验菜单,选择手动校验,输入50ppm
③、是否校验,点ENTER,开始校验
④、校验**,屏幕上会有显示。如果波动还是很大,就继续校验。
第三步,尝试测量
①、当量程校好之后,稳定啦,就将五通阀打到零点位置,对零点进行校验,看是否能把零点测的准,如果出现波动的话,就要继续校验。
②、零点测的准的话,再讲五通阀打到量程气位置,对量程进行测量,看是否准确。不准要继续校验。
③零点、量程测的没问题的话,基本上总烃分析仪已经校验**了,在把五通阀打到工艺气体,进行测量。如果工艺气体测得范围为:15~25ppm之间,校验正常。