炼油在线质量分析仪表的实际运用研究

2022-12-17

在线质量分析仪表已经有几十年的历史, 世界上很多国家都有生产, 一些发达国家生产的产品具有明显的优势。我国在线质量分析仪表起步较晚, 还处于起步阶段, 需要广大的仪表制造行业加大研究力度, 提高我国炼油在线质量分析的能力。

一、在线质量分析仪表的重要性

在炼油的过程中, 意在用最低的成本成产出质量合格、性能优良的油类产品, 在此过程中还需要保证造成污染最低。炼油的原材料、半成品、成品中的成分是衡量炼油质量的重要指标, 在炼油过程中需要对其进行有效的定量以及定性分析。由于油类产品种类较多, 所以炼油装置也相对较多, 对炼油过程中原材料成分的质量分析控制要点也相对繁杂。传统的炼油质量分析都是在实验室完成的, 但实验室质量分析在很大程度上有局限性, 包括样品的消耗、实验样品变质、取样时间耽搁、时间滞后、人为操作失误等等, 对炼油生产工艺有很大的影响。

在线质量分析仪表的出现很大程度上打破了上述局限性, 为炼油过程质量分析提供了有效的途径, 能够确保炼油过程中得到连续而又及时的质量分析信息, 直接参与质量控制过程, 有利于炼油技术的优化与发展。

二、在线质量分析仪表结构以及原理

炼油在线质量分析仪表是一个较为复杂的系统, 下图为该装置的结构原理图, 有效的展示了系统的组件以及子系统。

1. 分析仪器

分析仪器是质量分析仪表最为核心的部分, 主要依靠各种分析方法实现其效果, 主要的分析方法包括以下几种: (1) 电化学法的原理是, 炼油过程中不同浓度的油品发生化学反应会产生不同的电信号, 用此原理来发现油品中存在的某种原子、离子或分子浓度以及其它的具体性质。电化学法在应用上原理简单, 并且成本较低, 但是这种方式在定量分析方面具有很大的局限性; (2) 热化学法, 就是通过对样品进行热气化, 根据气化率以及蒸汽气压与油品沸点之间的联系, 确定馏程、闪点仪、蒸汽压等范围温度。利用热力学法在原理结构上较为复杂, 并且能够对质量分析造成影响的因素较多, 在应用前还需要与标准样品对比校正。 (3) 利用光学法能够对一些低温油品的冰点、浊点、冷滤点、粘度进行测定, 油品在低温效果下就会产生粘滞性, 样品的光学性能就会发生变化, 从而将光学性能转换为电流信号。该分析方法原理较为简单, 并且在分析过程中不会对样品造成消耗, 也不会造成化学反应, 具有良好的防爆性能; (4) 机械能法, 这种分析方法是利用炼油过程中油品的振动、流动以及机械运转产生的作用, 并将这些作用能量转换为电信号, 根据电信号对油品的密度、辛烷值等性质进行确定。这类分析方法的结构较为复杂, 所以仪器结构也相对复杂, 仪器中可以动的部位较多, 并且不能随意的替代。

2. 对信号的分析与处理

在线质量分析仪表的信号处理系统能够实现现场仪表与控制室之间的通信。在炼油过程中, 在线质量分析仪表会产生各种各样的信号, 包括控制指令信号、输出信号、故障诊断分析信号等等。控制室与仪表之间的通信方式也各种各样, 并随着科技的发展, 新的科技应用到通信系统中。信号处理系统是整个在线质量仪表中关键的环节, 对质量分析的质量有很大的影响, 需要不断的更新。

3. 质量分析仪表故障诊断

在炼油过程中, 在线质量分析仪表运行过程中可能受到各种因素的影响, 包括温度、压力、油品流动, 还有电磁效应、气候影响、电压波动等, 这些因素都可能导致质量分析仪表发生故障, 需要及时的将这些故障检测出来, 并第一时间发出有效的修改指令。另外, 仪表的故障诊断系统还负责对仪表本身故障的诊断, 在仪表发生故障时及时的提醒相关人员进行维修。

4. 质量分析仪表的保护措施

由于在线质量分析仪表工作环境较为复杂, 所以对其的保护措施显得尤为重要, 包括防爆措施以及环境保护措施。这就需要不断的提高质量分析仪表的防爆规格, 并在现场采取防爆型密集箱。另外, 尽可能将对仪表造成影响的环境因素降到最低, 利用先进的科技改良仪表工作环境。同时还需要不断的加大对仪表投入资金, 满足炼油工艺需求的前提下, 兼顾环境保护以及经济效益。