在醇酮生產(chǎn)工藝中，通常以環(huán)己烷為原料，通過貧氧氧化反應(yīng)連續(xù)生成環(huán)己醇與環(huán)己酮。由于工藝介質(zhì)環(huán)己烷、環(huán)己醇及環(huán)己酮均為易燃易爆液體，具有很高的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此生產(chǎn)過程對安全控制的要求極為嚴(yán)格。反應(yīng)過程中，不僅需要確保環(huán)己醇與環(huán)己酮的轉(zhuǎn)化效率，還必須防止任何可能引發(fā)危險(xiǎn)的條件。在此背景下，對反應(yīng)器尾氣中的氧含量進(jìn)行準(zhǔn)確測量顯得尤為關(guān)鍵。

工藝概述

反應(yīng)器尾氣為含有環(huán)己烷蒸氣的高溫高壓混合氣體。當(dāng)混合氣體中氧氣體積分?jǐn)?shù)超過6%時(shí)，會(huì)與環(huán)己烷蒸氣形成爆炸性混合物，嚴(yán)重威脅生產(chǎn)安全。在正常生產(chǎn)過程中，需將尾氣氧含量嚴(yán)格控制在2%–2.5%范圍內(nèi)。反應(yīng)器操作壓力為1.9–3 MPa（表壓），操作溫度為190–220℃。

通常情況下，過程分析儀表所測量的是樣品氣在常溫常壓條件下的氣體組分濃度。然而，由于反應(yīng)器實(shí)際處于高溫高壓工況，且生產(chǎn)工藝要求氧氣測量具備連續(xù)性、及時(shí)性與準(zhǔn)確性，因此在設(shè)計(jì)分析系統(tǒng)時(shí)，必須充分考慮樣品氣的溫度、壓力、流量及氣體組成等參數(shù)，并據(jù)此合理設(shè)計(jì)預(yù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

針對尾氣中含有氮?dú)?、二氧化碳、氧氣、一氧化碳及水蒸氣等多種組分的特點(diǎn)，選用激光氧含量分析儀能夠較好地適應(yīng)上述復(fù)雜工況。

解決方案

降壓、穩(wěn)壓與降溫處理

在激光氧含量分析儀系統(tǒng)中，通過不銹鋼減壓閥將樣氣壓力降至適合采樣的低壓區(qū)間，以避免高壓對采樣容器或傳感器造成損害。系統(tǒng)采用特殊氣液分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效干燥與多級除水。同時(shí)，配置專用精密過濾器與干燥器，有效去除樣氣中的固體顆粒、雜質(zhì)及殘留水分。此外，引入渦旋冷凝器，運(yùn)用渦旋管制冷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對樣氣的快速冷卻，從而使氣體中的水分迅速冷凝并析出。

集中排放機(jī)制

鑒于尾氣為易燃易爆介質(zhì)，樣品氣在進(jìn)入分析儀完成測量后，需與快速回路氣體一并導(dǎo)入集氣管進(jìn)行集中排放，以確保氣體排放過程的安全可靠。

維護(hù)注意事項(xiàng)

日常維護(hù)中需重點(diǎn)監(jiān)測樣品氣的轉(zhuǎn)子流量，關(guān)注其數(shù)值大小及是否存在顯著波動(dòng)。特別是在冬季低溫環(huán)境下，必須落實(shí)防凍措施，防止因結(jié)冰導(dǎo)致液體倒灌進(jìn)入分析儀表，從而引發(fā)設(shè)備故障或安全事故。

運(yùn)行效果

自系統(tǒng)投運(yùn)以來，激光氧含量分析儀預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，故障率極低，有效保障了氧分析儀測量數(shù)據(jù)的連續(xù)性、及時(shí)性與準(zhǔn)確性。該解決方案在同類工藝中具備較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。