微量氧分析仪在psa浓缩乙烯乙烷装置的应用论文

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1、微量氧分析仪在PSA浓缩乙烯乙烷装置的应用2012-5-319:35:52 来源：计测网通讯员 点击率：22619字号:　　王健许新普　　(兰州石化公司质检部在线质量仪表室甘肃兰州)　　[摘要]微量氧分析仪主要监测PSA浓缩乙烯乙烷装置干气中的氧气含量，以确保乙烯乙烷精制装置安全生产。仪表投用后分析数据漂移，通过标准气标定，气路改造，加装脱硫部件方案的实施，解决了数据波动的问题。经过与标准气的比对测量，分析数据能够正确反映生产工艺变化，满足装置生产要求。　　[关键词]微量氧分析仪;电解式氧传感器;氧含量　　[中图分类号]TH89[文献标识码]A　　引言　　PSA浓

2、缩乙烯乙烷装置主要将干气提纯后，输送到乙烯乙烷精制装置作为生产原料气。因干气主要成分为乙烯、乙烷，要求其中氧含量不超过1000ppm，氧含量过高易生成氮氧化物产生爆炸危险。在线微量氧分析仪用于监测PSA浓缩乙烯乙烷装置压缩机出口干气中氧含量变化，为装置操作人员及时调整工艺参数提供依据，确保安全生产。　　2仪表分析原理　　PSA浓缩乙烯乙烷装置使用的微量氧分析仪采用电解原理测定氧含量，由样气预处理系统、DeL-ta-F非耗尽型电解式氧传感器、MMS3型分析仪、尾气回收处理系统构成。样气通过预处理系统将压力、流量稳定控制后，进入氧传感器电解测量，反应输出电流信号给分析

3、仪，经运算得到微量氧含量值，测量后样气经过脱硫处理排放至大气。　　2.1DeLta-F非耗尽型电解式氧传感器　　样品气中的微量氧通过渗透膜进入阴极，在阴极(银)O2被还原成OH-离子，阴极反应:O2+2H2O+4e-→4OH-。借助于KOH溶液，OH-迁移到阳极，在阳极(铅)发生氧化反应:4OH-→O2+2H2O+4e-，生成的O2排入大气。　　由电极反应式可见，阳极未产生消耗，因此使用中一般无需更换电极和电解池，只要适时补充蒸馏水和电解液即可，从而克服了消耗型电池需定期更换的弱点。同时仪器还可以选择STAB-EL电解液处理系统电极，可以用于测量含有一定浓度酸性气

4、体的样气。图1是DeLta-F非耗尽型电解式氧传感器结构示意图。　　该传感器是基于库仑电解法原理，在电解池电极上加约1.3V(DC)的电压，作为氧化还原反应的主要动力。采用放大电子电路准确测量样品气中氧浓度相对应的等效电解电流，再经氧浓度分析仪计算得到具体氧含量[1]。　　2.2样气采集预处理系统　　仪表采样及预处理系统结构如图2。　　该系统结构简单，采样点压力1.2MPa以上，回样点压力0.4MPa，采样与回样之间压差为3倍，缩短样品滞后时间。进表样气的背压调至0.5MPa，流量1000mL/min，满足传感器使用要求。同时在进样、采样管线加装蒸汽伴热管线，可防

5、止冷凝、增大样气流速。传感器安装在分析小屋内，室内安装空调及暖气，确保传感器工作环境为恒温状态(不超过49℃)。测量完毕后的样气经过脱硫处理，由5米以上放空管排放至大气。此采样预处理系统在日常维护工作中，操作人员处理管线堵漏，阀泄漏等故障时快捷方便。　　2.3MMS3型分析仪　　氧气传感器产生的电流信号通过MMS3型分析仪处理，此分析仪是用来测量气体湿度和非水相液体的含水浓度以及气体的含氧浓度的双通道分析仪。DeLtaF型微量氧传感器使用四芯屏蔽电缆，电缆一端接到传感器内部端子，另一端接到MMS3型分析仪背面OXYGEN端子。传感器电流信号经MMS3型分析仪处理、

6、解析，转化为测量值，按照模拟信号方式传输到DCS控制室。分析仪显示电解电流值与电流解析氧含量值，电解电流值用于仪表标定，氧含量值指示工艺生产。　　3仪表应用　　初期投入后仪表指示反应极不稳定，输出数据严重漂移，并伴随瞬间波动现象，无法满足工艺正常指导要求。通过熟悉仪表性能，参考工艺参数，对仪表进行各项性能扩展实验，并先后进行以下各项改进工作，查找故障原因，确保仪表平稳运行。　　3.1电极活化　　根据具体要求，使用1000ppm标准气进行标定，此标气含量较仪表测量量程范围，能够有效激活电极，提高电解反应灵敏度。具体标定方法采用外接标准气法，操作过程按照以下步骤:　　

7、1)将DeLta-F非耗尽型电解式氧传感器与MMS3型分析仪氧量测定通道连接，并设置传感器氧含量值显示量程和单位(ppm)，以及传感器原始电流值和单位(μA)。　　2)开启标气设定样气压力与流量，等待面板显示氧含量值不再变化，记下此时氧含量值与微安值。　　3)按以下公式算出量程点的微安值X:  式中，OXC为标准气ppm值;OXO为对应零位ppm值;OX1为对应量程ppm值;IOC为实际指示电流值;IOO为指示电流值对应零值;X为新量程点电流值。　　将计算出的量程点电流微安值与原标定值比对，若有差异，将新值输入仪表中。通过标定操作来激活电极，确保其对氧气的敏感度来

8、保证电极反