过程气体分析仪如何优化炼油过程？

炼油作业是一个复杂且风险极高的环境，气体成分 对产品质量、工艺效率、安全性和合规性起着至关重要的作用。在这种环境下， 过程气体分析仪 提供了一种至关重要的工具，能够提供连续、实时且全面的信息。从燃烧控制到氢气纯度监测，这些仪器通过支持数据驱动的决策来优化作业。

在本文中，我们将详细介绍气体分析仪增强炼油过程的具体方式，为旨在提高性能、减少浪费和满足日益严格的排放标准的工程师和操作人员提供实用见解。

炼油厂气体监测中过程气体分析仪的作用是什么？

为什么气体在炼油过程中至关重要

炼油过程涉及许多与气体相关的步骤——蒸馏、裂解、重整和处理。 氧气 (O₂)、一氧化碳 (CO)、二氧化碳 (CO₂)、氢气 (H₂)、硫化氢 (H₂S) 和甲烷 (CH₄) 等气体直接影响：

安全燃烧——氧气或一氧化碳含量不当会引发火灾隐患。

反应产率——氢气和碳氢化合物驱动关键反应。

催化剂保护——痕量 H₂S 或 O₂ 污染会使催化剂失活。

排放控制——CO、NOₓ和硫化物会影响合规性。

此外，由于原料配比变化、温度波动和设备磨损，气体成分会快速变化。如果没有实时数据，H₂S 或 CO₂ 的微小波动可能难以察觉，从而导致产品不合格、出现安全隐患或面临罚款。因此，气体分析仪可以作为工艺过程的早期预警系统。

传统监控与实时监控

过去，许多炼油厂依赖人工取样或实验室分析。这些方法速度慢、容易出错且反应迟缓。处理一个样品可能需要数小时甚至数天，而到那时问题可能已经影响到生产运营了。

相比之下， 过程气体分析仪 可直接在气体源头进行连续、原位或抽取式测量。这意味着您可以：

立即检测问题

将实时数据传输到您的DCS系统，以实现动态控制。

减少人为错误和采样延迟

这种实时能力意味着在炼油厂的每个阶段都能更快地响应、减少偏差并做出更明智的决策。

哪些关键炼油装置依赖于工艺气体分析仪？

炼油作业涉及复杂的气体反应和精确控制。过程气体分析仪在关键装置中发挥着至关重要的作用，确保高效、安全且合规的运行。

炉膛和锅炉燃烧优化

在燃气加热器和锅炉中，平衡空燃比至关重要。氧气过多会浪费能源；氧气过少则会产生一氧化碳 (CO)，造成安全和排放问题。通过安装原位分析仪（例如用于检测氧气的氧化锆或顺磁性传感器，以及用于检测一氧化碳和二氧化碳的非分散红外 (NDIR) 分析仪），您可以：

通过减少多余空气来节省燃料

减少一氧化碳和氮氧化物排放，实现更清洁的生产。

降低与空气和燃料效率低下相关的成本

方法：在烟气流中安装氧气和一氧化碳传感器。它们的实时数据可使您的控制系统微调燃烧器设置，从而提高效率和可持续性。

加氢处理和重整装置中的氢气管理

氢气对于加氢处理和重整至关重要，可用于去除硫、氮和饱和烃。氢气纯度或浓度控制不当会导致催化剂活性降低、收率下降和成本飙升。

使用：

用于实时检测氢气的热导检测器分析仪

用于追踪 CO、CO₂ 和 CH₄ 的NDIR 工具

好处：

延长催化剂寿命

防止氢气浪费

优化氢气消耗

提示：在补充氢气管线和循环氢气管线上安装 TCD 分析仪，以监测纯度并保持工艺平衡。

胺气处理和硫回收装置（SRU）

在胺装置和硫回收装置中，控制酸性气体（H₂S 和 CO₂）的浓度至关重要。酸性气体和氧气的适当比例能够确保有效回收硫，同时避免腐蚀。

推荐的分析仪：

 用于 H₂S 和 CO₂ 的TDLAS 或 NDIR

 用于氧气的电化学或顺磁传感器

 二氧化硫的非分散红外光谱分析

好处：

避免胺系统过载

最大化硫转化效率

防止腐蚀和违规行为

建议：为 SRU 配备 TDLAS 以快速检测 H₂S，并配备 O₂ 传感器以进行空气控制——确保燃烧和回收的精确性。

FCC单元和再生器

在流化催化裂化 （FCC） 工艺中，再生器利用可控燃烧环境烧除焦炭沉积物。难点在于如何在不产生过多CO泄漏的情况下完全氧化焦炭。

使用连续NDIR O₂和CO，并结合顺磁传感器。

好处：

防止过度通风或通风不足

回收更多热量

保持催化剂的有效性

措施：持续监测烟气，以保持再生器内清洁的燃烧环境，从而保护催化剂和提高生产效率。

哪些分析仪技术能够提升过程气体分析仪系统的精度？

精炼工艺的准确性取决于是否为合适的任务选择了合适的工具。让我们来深入了解过程气体分析仪系统背后的核心技术：

1.可调谐二极管激光吸收光谱法 (TDLAS)TDLAS 可对 H₂S、H₂O 和 NH₃ 等气体进行定向、超灵敏的测量。通过扫描目标气体仅吸收的特定波长，TDLAS 可实现：

具有极高的选择性和灵敏度，可达到ppb级。 

快速、非接触式读数，非常适合在恶劣条件下使用。

得益于稳定的激光系统，漂移极小，维护成本低。

应用场景：硫磺回收装置 (SRU)、胺处理、催化重整装置以及含粉尘或腐蚀性流体。事实上，许多炼油厂现在都依赖 TDLAS 来监测这些关键区域的水分和硫化氢含量。

2.非色散红外光谱 (NDIR)

非分散红外（NDIR）传感器通过检测气体对红外光的吸收方式来检测气体。这些系统包括：

可靠耐用，适合日常工业用途

能够测量CO、CO₂、CH₄和H₂S

适用于锅炉、FCC装置和一般监测工作的燃烧优化

虽然 NDIR 在可靠性和简易性方面表现出色，但其灵敏度通常在 ppm 范围内——远低于 TDLAS。

3.热导检测器（TCD）

热导检测器是检测氢气的主力军（H₂）因为H₂会显著改变热导率：

经久耐用且性质稳定，不含特殊光学部件

适用于氢气纯度线等二元气体检测

在加氢处理装置和重整装置中，常用于监测和保护催化剂免受氢迁移的影响。

4.用于氧气检测的电化学和顺磁传感器

氧气测量方面，主要有两种传感器类型：

电化学池： 灵敏度高，低量程检测清晰

顺磁性或猝灭荧光传感器： 稳健可靠，抗干扰能力强

他们做到了：

快速读数，有助于控制燃烧空气和SRU化学计量比。

即使在硫化氢和潮湿环境中，也能保持稳定的校准。

两者对于精确平衡空燃比和避免燃烧异常都至关重要。

工艺气体分析仪如何提高炼油性能？

过程气体分析仪 不仅仅是测量工具，它们还能推动运营。以下是它们如何提升炼油厂绩效：

1.流程效率

过程气体分析仪可以帮助您：

通过实时监测 O₂ 和 CO 来微调燃烧，以保持热效率。

大限度地减少氢气和碳氢化合物的损失，确保对 H₂ 和 CH₄ 流进行更严格的控制。

通过精确读取 H₂S 和 CO₂ 值，防止胺类甜味剂装置中出现过度处理/处理不足的情况。

结果： 您可以节省燃料、减少化学品用量并提高整体产量。此外，您还可以主动发现低效之处，避免其演变成更大的问题。

2.产品质量

实时气体分析确保产品质量稳定：

您可以立即获得反馈，从而避免出现不合格批次。

你能更好地控制反应，减少波动。

您可以及早发现流程偏差，从而进行预防性修复。

结果： 产出质量更高，返工需求减少。

3.设备保护与可靠性

保护资产至关重要。气体分析仪能够有效防止损失：

它们可以保护催化剂免受污染，例如氧气渗入或硫渗入。

它们有助于防止胺装置和管道发生腐蚀。

他们能在泄漏和异常情况升级之前就发现并解决它们。

结果： 维修成本降低，故障减少，设备寿命延长。

4.排放合规性

随着监管日益严格，持续监测势在必行：

分析仪追踪SO₂、NOₓ、CO和H₂S等主要污染物。

它们可无缝支持 CEMS 和 SCADA/DCS 报告系统。

它们能够实现实时排放管理——调整流程以保持合规性。

结果： 避免罚款，达到环境标准，并支持可持续发展目标。

如何在炼油作业中实际应用过程气体分析仪？

实施过程气体分析仪需要周密的规划和系统设计。以下是如何将其有效集成到您的工厂中：

1.从哪里开始

首行战略审计：

确定高影响单元， 例如熔炉、SRU、重整器。

评估当前监测 方法及其不足之处。

优先考虑变化性高或对监管敏感的气体 （例如 H₂S、CO、O₂）。

通过聚焦关键领域，您可以将分析器部署在能够立即产生回报的地方。

2.选择合适的分析仪

选择符合您实际工艺需求的仪器：

根据气体类型选择合适的技术：使用 TDLAS 监测痕量 H₂S，或使用 NDIR 监测常规 CO。

考虑生命周期：权衡维护、校准和集成复杂性。

确定安装方式：选择原位安装方式可快速读取数据；当需要样品调节时，选择萃取式安装方式。

从整体上考虑：分析仪的选择会影响性能、成本和可操作性。

3.维护和校准

可靠的数据始于定期维护：

根据规范和规定，安排每日或每周的零点/跨距检查。

使用自动校准选项可减少人工操作和错误。

集成到您的DCS或SCADA系统中，实现实时可视化、报警抑制和记录保存。

自动化不是锦上添花，而是合规、安全和运营洞察力的必要条件。

4.系统集成和抽样

采样系统与分析仪同样重要：

使用坚固的取样管线和调节装置，以防止结垢并确保代表性。

应用NeSSI等标准  进行模块化、紧凑型和自动化采样系统设计。

确保与 DCS/SIS/PLC紧密集成 ，以便根据分析仪的输出触发控制逻辑。

智能采样系统能够实现准确、及时的测量，并为自动化控制奠定基础。

5.长期运营战略

跳出安装的局限：

通过分析器仪表板跟踪性能 KPI，例如正常运行时间、漂移趋势和校准事件。

使用分析工具 及早发现偏差或故障，并从被动维护过渡到主动维护。

定期审查系统投资huibao率 ：包括节能、产量提升、减排和合规效益。

过程气体分析仪的 功能远不止监测气体——它们将炼油作业从被动响应转变为主动预测。通过运用先进技术，操作人员可以实时掌握关键气流的动态变化。这种洞察力能够带来：更高的效率、 更优的产品质量、 更强的可靠性和更顺畅的合规性。

过程气体分析仪并非可有可无，而是现代炼油工艺的设备。精心部署后，它们能够带来清晰的运营信息、强大的韧性和卓越的价值。投资先进的气体分析技术不仅是明智之举，更是战略之举。