raman光谱仪在px装置上的应用

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1、返回RAMAN光谱仪在PX装置上的应用傅泽宏（中国石化镇海炼化分公司，浙江宁波315207）摘要：本文重点阐述了RAMAN光谱仪在PX装置上的在线联接设置、与顺序控制系统（SCS）的连接实现方案及RAMAN控制系统操作软件，同时介绍了RAMAN效应、激光测量系统、应用分析和仪器的测试结果，并讨论了在线RAMAN光谱仪在实际应用中需要注意的问题。对RAMAN光谱仪在石化生产中的在线推广应用具有积极的参考价值。关键词：RAMAN光谱仪、RAMAN效应、激光测量系统、RAMANPC机、顺序控制1概述镇海炼化股份有限公司450000吨／年对二甲苯生产装置上设置了四台RAMAN光谱仪（J

2、OBIN-YVON制造），对IFPELUXYL（法型）单元的吸附塔走料成份进行自动监测。RAMAN设备与SCS顺控系统、DCS相连。1、联接RAMAN与Eluxyl单元控制系统的联接如图一所示。图一RAMAN与Eluxyl单元联接方框图与PC（PCRAMAN）相连的包含四套激光光谱仪的RAMAN设备进行在线分析。PCRAMAN装有IFP软件，用于RAMAN分析的个人计算机。RAMANPC和ALPHA计算机之间的接口由RAMANPC上的一个以太网卡通过DECnet通信（Pathworks32软件）驱动程序完成并转换为RS2321远传。RAMANPC上又设有I/O卡，与PLC进行r

3、aman循环同步、raman期间同步信号（一对干接点）的控制。RAMAN设备主要由下列组成：光谱分析仪、光学探头、激光源、光纤、1台配有接口卡的PC（PCRAMAN）及五套CABINET。RAMAN是一台IFP开发的激光光谱分析仪，能给出ELUXYL单元物流组分的实时数据。这些数据经过PCRAMAN特别处理后给出物流的组分分布图。α计算机从DCS、RAMAN和PLC读取数据，自动、定期刷新数据库。2、工艺流程：ELUXYL工艺生产PX及附产品是基于模拟逆流吸附的概念。在实际的逆流吸附中，塔中的液体溶剂相逆流循环到固体选择性吸附剂相。模拟固体吸附剂颗粒的循环，要不断移动进料、反洗

4、液及解吸剂注入位置、抽提液和抽余液抽出位置。模拟逆流吸附原理，吸附塔段充满液体，两个吸附塔压力相同。ELUXYL装置的两个吸附塔是串联的。RAMAN分析仪实时给出两个循环回流、进料或抽提液及抽余液中的邻二甲苯（OX）、间二甲苯（MX）、对二甲苯（PX）、乙苯（EB）、甲苯（TO）的浓度。每个吸附塔有12层床层或说12级，总共24层床层。在SCS程序控制下，7个控制器控制7种物流的注入和抽出。同时计算机控制着144个两位阀，其中5种液流（抽余液、解吸剂、进料、抽提液、反洗液）中的每一种液流有24个阀（对应于2个吸附塔的24层）。另有分析采样的3个两位阀处于计算机控制下。四个采样电

5、磁阀命令是回流泵A/抽出液（UV2012）、回流泵B（UV2014）、抽余液（UV2013）。CABINET设备内工艺介质计算参数的测量与SCSPLC通讯种类（见表一）。RAMAN分析采样电磁阀K热偶巴纳水分CABINET-AI2003-TI2006AI2002FEED-AI2004-UV2014TI2007PUMPAROUNDFROMA-AI2005-UV2012TI2008PUMPAROUNDFROMBOREXTRACT-AI2006-TI2009AI2001RAFFINATESITE-CUT手工色谱UV2013RAFFINATE表一RAMAN采样处理箱工艺测量参数2RAM

6、AN效应当光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外，还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为RAMAN效应。由分子振动、固体中的光学声子等元激发与激发光相互作用产生的非弹性散射称为RAMAN散射，一般把瑞利散射和RAMAN散射合起来所形成的光谱称为RAMAN光谱。由于RAMAN散射非常弱，所以一直到1928年才被印度物理学家RAMAN等所发现。在RAMAN等人宣布了他们的发现的几个月后，苏联物理学家兰德斯别尔格等也独立地报道了晶体中的这种效应的存在。2RAMAN效应起源于分子振动(和点阵振动)与转动，因此从RAMAN光谱中可以

7、得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。RAMAN散射强度是十分微弱的，大约为瑞利散射的千分之一，由于激光器输出的激光具有很好的单色性、方向性，且强度很大，因而它们成为获得RAMAN光谱的近乎理想的光源。在研究燃烧过程、探测环境污染、分析各种材料等方面RAMAN光谱技术也已成为很有用的工具。RAMAN效应的机制和荧光现象不同，并不吸收激发光，因此不能用实际的上能级来解释，玻恩和黄昆用虚的上能级概念说明了RAMAN效应。下图是说明RAMAN效应的一个简化的能级图。图二、RAMAN