《2012年空分装置分析仪选型技术.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2012年空分装置分析仪选型技术.pdf（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 空分装置在线分析系统 空分装置在线分析系统 选型资料 选型资料 聚光科技聚光科技 北京摩威泰迪科技有限责任公司 北京摩威泰迪科技有限责任公司 北京： TEL010-65282875、 65281477、 65283544、 65281853； FAX010-65286476 北京： TEL010-65282875、 65281477、 65283544、 65281853； FAX010-65286476 上海： TEL021-54500132、 64852209； FAX021-64850949上海： TEL021-54500132、 64852209； FAX021-64850949 2
2、 目 录 0. 空分装置的工艺流程概述 . 3 0. 空分装置的工艺流程概述 . 3 1. 出净化器空气中CO2 分析 . 5 1. 出净化器空气中CO2 分析 . 5 2. 进上塔增压膨胀空气中H2O分析 6 2. 进上塔增压膨胀空气中H2O分析 6 3. 粗氮中氧分析 . 7 3. 粗氮中氧分析 . 7 4. 污氮中微量水分析 . 8 4. 污氮中微量水分析 . 8 5. 产品氮中微量氧分析 . 9 5. 产品氮中微量氧分析 . 9 6. 液氩中微量氧分析 10 6. 液氩中微量氧分析 10 7. 产品氧纯度分析 11 7. 产品氧纯度分析 11 8. 氩馏份中氩分析 12 8. 氩馏份中
3、氩分析 12 9. 粗Ar塔出口粗Ar纯度分析 13 9. 粗Ar塔出口粗Ar纯度分析 13 10. 粗Ar塔I出口粗Ar中O2 分析 14 10. 粗Ar塔I出口粗Ar中O2 分析 14 11. 氩中微量水分析 15 11. 氩中微量水分析 15 12. 粗Ar塔出口粗Ar中微量O2 分析 . 16 12. 粗Ar塔出口粗Ar中微量O2 分析 . 16 13. 精氩中微量氧分析 17 13. 精氩中微量氧分析 17 14. 精氩中微量氮分析 18 14. 精氩中微量氮分析 18 15. THC总碳氢分析 . 19 15. THC总碳氢分析 . 19 16. Hydrocarbon碳氢分析 .
4、 20 16. Hydrocarbon碳氢分析 . 20 17. N2O 氧化亚氮分析 21 17. N2O 氧化亚氮分析 21 18. 空分气体行业在线气体分析仪器的应用技术 22 18. 空分气体行业在线气体分析仪器的应用技术 22 19. 近几年空分领域部分工程业绩 23 19. 近几年空分领域部分工程业绩 23 空空分分装装置置的的工工艺艺流流程程概概述述 空气分离就是利用空气中 O2、N2、Ar 的沸点不同（O2：-183、N2：-196、Ar：-186） 多次地进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发的精馏过程，最终将其分离并提纯。 工艺流程采用常温分子筛净化，增压透平膨胀机制冷
5、，全精馏无氢制氩，规整填料上塔。 原料空气经过滤器除去其中的机械杂质及尘埃，由空压机压缩至所需压力进入空气预冷，然后 经分子筛净化系统除去空气中的水分、二氧化碳、乙炔及其它碳氧化合物等有害杂质。 净化后的工艺空气分成二股，一股经过膨胀机增压端增压，冷却后进入主换热器，再从换热器 中部抽出，经膨胀后进入上塔；另一股空气进入主换热器，被返流气体冷却至饱和温度后，进入下 塔。空气在下塔精馏并获得液空，其纯度：含氧 36%。液空、液氮经过冷却后送入上塔参与精馏。 在上塔中精馏，上塔底部可以获得含氧 99.9%的液氧产品、上塔顶可得到 99%以上的氮气；氧气、 氮气与污氮气经主换热器复热后送出冷箱。氧气
6、经氧压机压缩后送管网；纯氮气经氮压机压缩后去 管网；一部分污氮经电(或蒸汽)加热后去分子筛纯化系统作为再生气源，另一部分污氮与富裕的纯 氮气汇合后去预冷系统水冷塔。液体产品出冷箱后分别进入液体贮存系统。 从上塔抽取的氩馏分，进入粗氩塔精馏，从粗馏塔得到的粗氩，再送入精氩塔参加精馏，除去 氮成分，在塔底获得高纯液氩，出冷箱进入液氩贮槽。下图为外压缩流程的常规分析测点的设置。下图为外压缩流程的常规分析测点的设置。 2 、再生污氮中的水 8、氩馏份中氩 7、产品氮中微量氧 3 、增压膨胀空气中水 6、产品氧纯度 5、污氮中氧 4 、液空中的富氧 1、出净化器空气中的二氧化碳 空分工艺流程在线分析测点
7、示意图 CE202-01-01 21 0 112O2 0-10ppm、粗氩塔 氩中微量氧： 13、主冷凝器液氧中碳氢化合物 10 Ar 80-100%、工艺氩中的氩： 12N2/O2/H2O/CH4/CO/CO2、精氩中杂质 91、粗氩塔 顶的氧 CO2:0-5/20ppm H2O:0-10/100ppm H2O:0-10/100ppm O2:0-50/100% O2:0-5/10% O2:98-100% O2:0-10ppm Ar:0-15% O2:0-5/10% THC0-100ppm/HC （总碳全组份） 蒸气 污氮 冷 器 却 气 空 分子筛 空气压缩机 水冷却 膨胀机 除尘器 塔 主
8、分馏塔 下 产品氧 1粗氩塔 氩馏份 2粗氩塔 产品精氩 精氩塔 塔 上 污氮 产品氮 2塔 工艺氩 废气 3 空空分分装装置置主主要要分分析析测测点点概概述述 空分装置是以空气为原料将其分离为达到一定纯度的单组份气体产品的成套设 备。目前分离空气的主要工艺方法有深冷法、变压吸附法和膜分离法等。本文只以深 冷法 深 冷法为对象讨论分析仪的选型及成套系统。 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。这种方法制取量大，提取产品 纯度高，成本较低，所以被广泛采用。但是这种方法的工艺比较复杂，控制要求高。
9、为使空分装置安全稳定运行，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。 ? 分
10、析检测点设置原则是： （1） 能正确检测气体产品的质量情况； （2） 能及时检测设备工艺状态； （3） 能正确检测当地大气原料气的品质； （4） 能正确地检测有害杂质积聚情况，确保设备安全运作。 ? 在线分析仪的选择原则是： （1） 仪器的质量可靠，性能优越，价格合理； （2） 在满足分析要求的前提下，尽可能减少品种类型； （3） 在质优价廉的前提下，尽可能减少品牌厂家，以便使整套仪器有统一的技术规 范，以利于长期的运行维护； （4） 仪器生产厂家有良好的品牌和信誉，有完善的服务体系，保证备品配件能长期 供应； （5） 有成功的应用实例。 以下是按上述原则确定分析点和选择适用仪表的实例，以供参
11、考。 4 MWS601 System MWS601 System 1 1. . 出出净净化化器器空空气气中中C CO O 2 2 分分析析 应用应用：空气是制取O2，N2，Ar的原料，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CO2含量需控制在 1ppm以下。 测点位： 测点位： 进冷箱空气中CO2分析或MS空气净化出口空气中的CO2分析。 测点介质条件：测点介质条件：进冷箱空气 温度约 287K、压力约 0.52Mpa、CO299.999% 5 MW
12、S602 System MWS602 System 2 2. . 进进上上塔塔增增压压膨膨胀胀空空气气中中 H H2 2O O 分分析析 应用：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 0C。 测点位： 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） 测点介质条件：测点介质条件：温度约 287K、压力约 0.886Mpa、露点99.99% 7 MWS604 System MWS604 System 4 4. . 污
13、污氮氮中中微微量量水水分分析析 应用：应用：净化器中分子筛吸附剂吸附水分和CO2 达到一定程度后，必须用加温后的污N2 进行再生。如采用蒸汽加温，在蒸汽加热器的污N2 出口蒸汽加热器的污N2 出口设置微量水分析器来监视蒸汽 加热器是否泄漏，如有泄漏将严重影响净化器的再生操作。此处污N2 露点应低于-75 0C 测点位： 测点位： 上塔污氮纯度（杭氧位号 AE-6） 测点介质条件：测点介质条件：温度约 350K、压力约 0.0124Mpa、污氮露点低于-75 分析仪选型及特点：分析仪选型及特点： 型 号： 8800A 厂 家： TELEDYNE (USA) 测量原理： Al2O3 电容式 量 程
14、： 0-10ppm ,0-100ppm, 0-1000ppm （-100 oC至 +20 oC） 输出信号： 隔离 4-20mADC 显 示： 3.5 位数字显示 精 度： 2 oC 露点（-65 oC至 +20 oC） 电源要求： 220VAC，50Hz 安装方式： 盘装 样气预处理系统：样气预处理系统： 过滤器 防止尘粒进入传感器 减压阀 调节压力稳定 流量计 控制样气流量 切换阀/快速接头 用于连接多点样气气路（或标定气路） 8 MWS605 System MWS605 System 5 5. . 产产品品氮氮中中微微量量氧氧分分析析 应用：应用：产品 N2 纯度一般要求99.999%
15、。由于不容易直接分析如此高纯度的 N2，所 以分析其杂质含量来确定 N2 的纯度。 产品 N2 中的杂质主要是 Ar 和 O2， 另外还有微量 的 H2 和烃类等，在线分析一般只分析 O2 杂质，减去 O2 的含量，即认为是 N2 的纯度 了。 （除了分析产品N2气中的微量O2外， 有时工艺尚要求分析下塔纯液N2中微量O2） 。 测点位： 测点位： 空分装置中产品氮纯度分析（杭氧位号 AIA-103）。 测点介质条件：测点介质条件：温度约 284K、压力约 12.4 KPa、O2 99.99% 14 MWS611 System MWS611 System 1 11 1. . 氩氩中中微微量量水
16、水分分析析 应用：应用：（根据需要） 产品氩中微量水分析，鉴定纯度。 测点介质条件：测点介质条件：温度约 284K、压力约 0.012Mpa、Ar 98.5%， N2 1.5% 分析仪选型及特点：分析仪选型及特点： 型 号： 8800A 厂 家： TELEDYNE (USA) 测量原理： Al2O3 电容式 量 程： 0-10ppm , 0-100ppm, 0-1000ppm （-100 oC- +20 oC） 输出信号： 隔离 4-20mADC 显 示： 3.5 位数字显示 精 度： 2 oC 露点（-65 oC至 +20 oC） 电源要求： 220VAC，50Hz 安装方式： 盘装 样气预处理系统：样气预处理系统： 过滤器 防止尘粒进入传感器 减压阀 调节压力稳定 流量计 控制样气流量 切换阀/快速接头 用于连接多点样气气路（或标定气路）
