新疆宜化空分分析系统培训

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1、新疆宜化空分分析系统培训北京雪迪龙科技股份有限公司 尹永斌 2011.11.11一、空分工业基本工艺简介正常的空气成分按体积分数计算是：氮(N2)占7808，氧(O2)占2095 ，氩(Ar)占093，二氧化碳(C02)占003，还有微量的惰性气体。空气分离的基本原理就是将空气中的氮气、氧气和氩气通过它们不同的物理 性质分离并制取氮气、氧气和氩气。空气原料净化 ,冷却,压缩装置上塔下塔主分馏塔粗氩塔 1+2精氩塔产品Ar99-100%氩馏分空气20%-50% 富O298%-100% O20-15%Ar污N2产品N2 98-100%80-100%ArCO2,H2O空分基本工艺图CnHm分析Ar中

2、微量N2 分析二、分析仪表在空分工艺中的应用空分是以空气为原料将其分离为达到一定纯 度的单组份 空分的主要工艺方法有 深冷法 ：加压降温法 利用 氧沸点：-183 氮：-196 氩：-185.9 变压吸附法:利用5A分子筛 对氮分子吸收强于氧分子的原理。氧浓度可 达96% 氮气浓度：99.9% 膜分离法：利用氮分子比氧分子体积大的原理，氧分子出来后，再解析 出氮分子。分离的氮气浓度：95-99% 氧气浓度：30-40% 深冷法是通过制冷工艺将空气液化，然后利用其 主要组分O2，N2，Ar的沸点不同，在相应的塔内 逐级精馏，取得符合要求的纯度的产品。空分装置主要分析测点概述1为使空分装置安全稳定

3、运行，使产品达到要求的 纯度并达到高效、节能之目的，准确、及时的了解生 产过程中各工艺控制点的气体成分组成是十分重要的 ，因此，必须设置在线分析仪对各工艺控制点的气体 成份实时地进行检测。在线气体分析仪器可对空分装 置生产过程进行直接的质量控制，是提高产品产量和 质量的重要手段，也是空分装置安全运行的重要保障 （如主冷凝器液O2中的乙炔和其他碳氢化合物的含 量积聚过量会引起爆炸），所以它在空分设备仪控系 统中，占着十分重要的地位。同时，在线气体分析仪 器又是比较昂贵的一种仪表，因此如何配置适当的分 析点和如何选择适当型号的分析仪器对保证装置的可 靠性和降低投资有重要意义。空分装置主要分析测点概

4、述2各测点位置及分析仪型号测点位置量程分析主机产地纯化器出口CO2分析0-5PPm CO2ULTRAMAT6 SIEMENS纯化器出口H2O分析0-100ppm H2OUSI-IAB川仪主分馏塔下塔O2分析0-50% O2MODEL1080SDL产品氧O2分析98-100% O2OXYMAT6SIEMENS产品氮N2分析0-10ppmMODEL1080SDL主分馏塔Ar分析0-15% ArCALMAT6SIEMENS产品氧总烃分析CH4 C2+ C3+ MULTIDETEKLDETEK粗氩塔 Ar分析80-100%CALMAT6SIEMENS精氩塔Ar中微量N2分析0-10ppm N2/ArS

5、ERIES1200GOW-MAC0-10ppmK2001CALD8000CANADA LDK公司精氩塔Ar中微量O2分析0-10ppmSERIES911SYSTECH1.空分工艺中CO2测量点1.净化原料空气中CO2分析除尘器主分馏塔 空气空压机空气冷却器CO2去除装置CO2、H2O膨胀机水冷却应用：空气是制取O2，N2，Ar的原料，空气中大约有0.03%的CO2和一定的水分。由于H2O 和CO2在低温下会凝结为固体，将会引起管路堵塞影响操作，故必须在预处理工序中将 其去除，所以在MS空气净化器出口要设置CO2分析仪，根据工艺要求CO2含量需控制在 1ppm以下。测点位：进冷箱空气中CO2分析

6、（工艺位号AIA-101）或MS空气净化出口空气中的CO2分 析（工艺位号AIA-1203）。微量CO2分析量程: 0-5ppm CO2 0-20ppm CO2 工况条件： 温度：约24 压力：约0. 53Mpa 工艺要求CO2含量： 700C偏离设定点温度 30C以上（可见 S7）如果温度保持不变，则不需要立 即采取措施；要不然请联系维修 部门W8测量头的温度 30CW9外部维护请求来自外部的信号检查功能72必需 要根据相应 的要求配置 好W10自标定检查误差序号故障信息可能的起因补救措施/备注S1参数记忆存储在工作区域包中，EEPROM包含有不正 确或者不完整的数据1.再次执行复位操作或将

7、分析仪关闭后再打开 如果故障信息S1再次出现： 2.加载用户数据（功能75） 3联系维修部门 让分析仪处于运行状态以帮助维修人员排除故障 。S2ULTRAMAT 6E/F 斩波器的电动机故 障插头松动联系维修部门球型轴承受到污染控制故障红外光源故障OXYMAT 6E/F 磁场供应故障带状电缆连接被中断检查连接母板故障联系维修部门S3微流量传感器故障一半的栅极已经被损坏替换检测器(ULTRAMAT 6)或测量头(OXYMAT 6) 或者联系维修部门S4外部故障信息由外部信号引发检查功能72必需要根据相应的要求配置好序号故障信息可能的起因补救措施S5OXYMAT 6E/F 分析仪器的温度环境温度超

8、出了技术数据中所规定的温 度范围： 50C. 450C确保环境温度保持在 50C. 450C范围之间 测量头的温度太高（ 700C ）或者太低 ( 0.2 MPa (30 psi) 或者 外部压力传感器：压力 0.3 MPa (45 psi)） 或者 系统压力太高小心 如果系统压力超过0.4 MPa(60 psi)，内部 压力传感器就将会被损坏。 1除去分析仪出口处的流量阻碍物直到 样气压力再次低于0.2 MPa或0.3 MPa(30 psi或45 psi)为止 2或者根据需要调节系统压力 3检查泄漏性（见4.2.2节“启动的准备工 作”） 如果有泄漏存在：联系维修部门OXYMAT E/F 样

9、气压力太低 ( 500 hPa（7.5 psi）序号故障信息可能的起因补救措施S9OXYMAT 6E/F 信号太大样气压力 0.3 MPa(45psi)； 在0.2 Mpa.0.3 Mpa（30.45 psi） 范围内的O2 浓度太高降低压力或O2浓度或者联系维修部 门S10 Q24小时RAM/flash检查RAM或者flash问题替换母板 联系维修部门S11参比气供应失败/太低 （带简化流动型参比部分的 ULTRAMAT 6E/F）参比气路有泄漏，被阻断或者阻塞检查参比气流量（见4.2.2节“启动的 准备工作”）参比气源是空的连接新的参比气源参比部分压力太低（压力必须要在 0.2 和0.4

10、MPa之间 (30 和60 psi)） 。将入口压力值设定在0.2 与 0.4 MPa 之间(30 与 60 psi)。S12主电源供应主电压超出公差范围主电压必须要在铭牌所规定的公差范 围之内S13 Q硬件/电率源频电源频率超出公差范围 连接电源系统稳定器晶体检波器出现故障或者外部的模数 转换器出现故障替换母板序号故障信息可能的起因补救措施S14 Q测量值 100%ULTRAMAT 6E/F 不正确的标定气 分析气室出口有被压 样气浓度太高检查OXYMAT 6E/F 样气压力超出了0.2 或 0.3 MPa (30 或 45 psi) 的压力校正范围检查样气压力，如果需要则降低样气压 力 或

11、者 转接到另外一个具有合适量程的外部传 感器上OXYMAT 6E/F 量程的标定错误重新标定，并在需要时检查标定气S15 Q中止标定分析仪处于自标定模式所引起的 故障去除起因在通过二进制输入进行标定的过 程中出现故障S16气流量太低确保气流量足够的高2.空分工艺中微量水测量点2.1净化原料空气中H2O分析除尘器主分馏塔 空气空压机空气冷却器CO2去除装置CO2、H2O膨胀机空气中微量H2O分析 量程: 0-10ppm H2O 0-100ppm H2O 工况条件： 温度：约24 压力：约0. 5Mpa水冷却AIA-12012.2进冷箱增压空气中H2O分析除尘器主分馏塔 空气空压机空气冷却器CO2

12、去除装置CO2、H2O膨胀机应用：经膨胀机增压风机增压后的空气，由于温度上升故一般须经水冷却器冷 却后才能进入冷箱，此处设置微量水分析仪来监测水冷却器是否泄漏。如有泄 漏水分将直接进入冷箱引起冻结事故。因此该处空气露点应低于80 。测点位：进冷箱增压空气中含水量分析（经膨胀机增压风机增压后的空气） 膨胀机增压后空气微量H2O分析 量程: 0-10ppm H2O 0-100ppm H2O 工况条件： 温度：约30 压力：约0. 886Mpa 露点：80 AIA-106水冷却AIA-1201工艺艺 参数流路位号说说明取样样点压压力及温度流路1未提供增压空气中微量水含量分 析0.8-1.228MPa

13、 / 30仪仪表名称、型号、使用量程配置说说明制造商数量USI-1AB 微量水分析仪 使用量程：0-100ppm分析仪原理：五氧化二磷 电解法 最小测量范围：0-100ppm ； 最大量范围：0-2500pm范 围内量程任意设置； 最小检测 限：0.1ppm川仪1取样样 装置流路位号主要作 用部件配置数量流路1未提供样气截 止 减压截止阀，减压阀1套流路2未提供样气截 止 减压同上1套预处预处 理 装置主要功能数量双流路切换；过滤 ；旁通流量调节 及指示；样气流量调节 及指示。1套微量水分析仪表川仪川仪USI-1ABUSI-1AB型微量水分析仪型微量水分析仪USI-1ABUSI-1AB型微量水

14、分析仪特点型微量水分析仪特点1.测量范围广: 从几个ppm到5000ppm均可测量。有LED 数码显示ppm（uL/L）数值，也可输出4 20mA模拟量。 2.适应气体广: 除了与磷酸起反应的物质、氨气中的水份 外，其他气体中的微量水均可测量。最典型的 应用是：惰性气体、碳氢化合物、腐蚀性气体 ，如氯、氯化氢、二氧化硫等。 3.操作简单、维护量非常小： 仪器不用定期标定，直接测量即可。 4.传感器可多次再生： 可延长仪器寿命。微量水分析仪测量原理测量原理：电解法P2O5 H2O2HPO3 H2 + O2 +P2O5HPO3电解后产生H2、O2和P2O5，氢气和氧气逃逸，P2O5继续 与水结合。

15、根据法拉第电解定律，每电解一个克当量物质所需电量为 96500库伦。当 温度T20 ,压力P1个大气压 ,流量L100mL/min 时电解1ppmH2O所需电流约为13.2mA那么，通过测量总电解电流A就能得到水的含量：X水含量A / 13.2ppmUSI-1AB微量水分 析仪基本结构图仪表面板0.800PPm交流 关 直流 充电旁通流量 测量流量测量关干燥USI-1AB微量水分仪USI-1AB 系统组成系统构成:1.干燥器: 用于样品气干燥后取本底值。2.电解池: 玻璃电极,电极丝,壳体（检测器）3.控制阀 为四通阀，当1-2通为进样，那么3-4封闭干燥器。当1-4通为干燥，那么3-2通检测

16、本底。1234USI-1AB微量水分析仪的操作操作注意事项一.维护量小,但是要注意流量要调准二.不用标定: 1.一般用户没有标定条件,例如:要标定10ppm量程 时就需要制备10ppm的水,这是一般用户无法做到的.2.没有标定的必要.三.不易损坏,在正常使用的情况下,此仪表寿命为810年.四.检测器内的电极可再生禁止分析的物质 液体样品 氨气 C4以上 如 丁二烯、二甲醚、正丁烯、反丁 烯、顺丁烯等（会产生聚合物，隔断了水 和P2O5的电解反应。） 大量粉尘检测器电极的再生由于P2O5长时间参加电解反应会产生流失，电解反应将不 能进行或不充分进行。比较明显的表现为测量值长期不变。为 解决这一问题，我们可以手动对电极棒做再生处理。再生处理所需要的设备如下：电极再生：降本底由于在整个再生过程中，电极上附带了大量的水份，使测量发 生问题（通常现象为ppm值一直显示满量程）。我