一種煉廠氣分析儀的製作方法
2023-08-09 14:13:46 2
專利名稱：一種煉廠氣分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型是關於一種氣相色譜分析儀，更確切地說是關於一種用於分析煉廠氣的氣相色譜分析儀。
在石化行業煉油工藝中，不同的煉油工藝產生不同組成的氣體，這些氣體統稱為煉廠氣。煉廠氣的組成是指導工藝操作條件及進行工藝計算的重要數據之一。煉廠氣通常包括永久性氣體和烴類，其中永久性氣體主要有氮氣、氧氣、氫氣、一氧化碳、二氧化碳等，烴類一般是從碳一至碳五的烷烴和烯烴。
對於煉廠氣的分析，最早是採用多臺色譜進行分析，再通過聯算得到結果。而現有的煉廠氣分析儀是隨著多維色譜技術的發展而來的，它是將多根色譜柱串聯或並聯在一起，通過閥的切換，實現煉廠氣的全分離，使人們能夠在一臺色譜儀上完成對煉廠氣的分析。
在「石油化工分析方法」(科學出版社，1990，第212～218頁)中採用由七根色譜柱、兩個十通閥、兩個六通閥和雙熱導檢測器的裝置來分析催化裂化氣的組成。
目前煉廠中採用的是一種五柱四閥雙熱導檢測器系統的煉廠氣分析儀。該分析儀使用兩個十通閥、兩個六通閥、兩根癸二晴填充柱、兩根13X分子篩填充柱和一根POROPAK Q填充柱。
綜上所述，現有的煉廠氣分析裝置組件較多，系統複雜，造價較高，而且當系統出現故障時，維修比較繁瑣，因此對儀器維護的要求也較高。
本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種組件少，成本低，易維護的煉廠氣分析儀。
本實用新型是通過下列方案實現的該分析儀主要由一個十通閥，一個六通閥、一個熱導檢測器、一個氫焰檢測器、三根色譜柱、一根阻尼柱和連接管等部件組成。
以下結合附圖對本實用新型進行詳細的說明。
圖1為該實用新型的結構示意圖，它由十通閥1、六通閥7、阻尼柱3、色譜柱4、6、9、樣品管2、8、熱導檢測器5、氫焰檢測器10、三通11、12和連接管13-22組成，其中十通閥1的管徑接口分別表示為①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩，六通閥7的管徑接口分別表示為a、b、c、d、e、f。
如圖1所示，樣品管2的兩端分別連接於十通閥1的管徑接口②、⑤上，樣品管8的兩端連接於六通閥7的管徑接口b、e上；連接管13的一端接入載氣、另一端與管徑接口①相連；連接管14的一端與管徑接口③相連，另一端為放空口；連接管15的一端與管徑接口④相連，另一端為煉廠氣入口；連接管16的一端與管徑接口⑧相連，另一端接入載氣；連接管17的一端與管徑接口⑦相連，另一端作為放空口；連接管18的一端與管徑接口⑩相連，另一端接入三通11；連接管20的一端接入載氣，另一端與六通閥7的管徑接口a相連；連接管21的一端與管徑接口c相連，另一端為煉廠氣入口；連接管22的一端與管徑接口d相連，另一端作為放空口；色譜柱6的兩端分別與管徑接口⑥和⑨相連；阻尼柱3和色譜柱4在三通11和12之間以並聯連接；連接管19的一端與三通12相連，另一端與熱導檢測器5連接；色譜柱9的一端與管徑接口f相連，另一端與氫焰檢測器10相連。
本實用新型中，色譜柱4採用分子篩填充柱，色譜柱6採用PORAPAK Q填充柱，色譜柱9採用石墨化碳黑-氧化鋁毛細管填充柱。
本實用新型用於分析時按照如下操作步驟進行1、分析儀處於取樣狀態時，待測煉廠氣通過連接管15、管徑接口④和⑤、樣品管2、管徑接口②和③、連接管14流經樣品管2；通過連接管21、管徑接口c和b、樣品管8、管徑接口e和d、連接管22流經樣品管8。
2、在樣品管2和8取樣後，十通閥1和六通閥7同時切換為進樣狀態，分析儀啟動分析運行程序，這時
樣品管2中的待測煉廠氣被通過連接管13、管徑接口①、②進入的載氣承載流經管徑接口⑤、⑥進入色譜柱6，在色譜柱6中煉廠氣被分離為空氣、二氧化碳和烴類等組分，當空氣和二氧化碳從色譜柱6中餾出後，十通閥1切換為反吹狀態，由連接管16進入的載氣順序經過管徑接口⑧、⑨將色譜柱6中的重組分反吹經管徑接口⑥、⑦和連接管17放空；而從色譜柱6中餾出的空氣和二氧化碳經管徑接口⑨、⑩、連接管18、三通11後，一路進入阻尼柱3，另一路進入分子篩填充柱4，在阻尼柱3上，空氣和二氧化碳沒有保留，很快從阻尼柱3中餾出經三通12、連接管19進入熱導檢測器5；同時，在分子篩填充柱4上，二氧化碳被吸附，而空氣混合峰被分離為氧氣、氮氣、甲烷和一氧化碳，然後進入熱導檢測器5被檢測。
樣品管8的待測煉廠氣被經連接管20、管徑接口a、b進入的載氣承載通過管徑接口e、f進入色譜柱9，其中烴類組分在此得到分離，並由檢測器10中檢測。
本實用新型具有如下優點(1)較現有技術減少了閥件，簡化了系統，使製造成本降低，而可靠性增加；(2)採用毛細管烴分析柱和氫焰檢測器後，可使系統對烴類組分的分離和檢測範圍得到極大的改善。
本實用新型不僅可用於常量氣體組成分析，也可以用於痕量烴組成的測定，從而大大擴展了本分析儀的應用範圍。由於系統中有一路是獨立的毛細管/氫焰檢測器系統，所以該路色譜分析柱可以根據具體應用需要換成相應的專用色譜柱。例如，當需要分析天然氣、油中氣等含有較重組分烴類的樣品時，可以將氧化鋁柱替換為非極性的石英毛細管柱如OV-1柱；而要分析丙烯、液化氣等樣品中的二甲醚、甲醇等微量含氧化物時，則可換成LOWOX柱。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為實例分析樣品氣所得色譜圖。
以下將用實例對本實用新型作進一步的說明。
實例在本實例中，色譜柱6選用PORAPAK Q填充柱，柱長1.5米，柱內徑2毫米；色譜柱4選用5A分子篩填充柱，柱長2米，柱內徑2毫米；色譜柱9選用石墨化碳黑-氧化鋁填充毛細管柱，柱長20米，柱徑0.5毫米；阻尼柱3選用裝有石英砂的填充柱，柱長0.5米，柱內徑2毫米。
十通閥、六通閥和三通的管徑接口為1/8英寸；連接管採用1/8英寸的不鏽鋼管。
色譜柱4、6、阻尼柱3和連接管與管徑接口或三通以1/8英寸配套螺帽相連。
色譜柱9與管徑接口f通過一個3毫米厚的矽橡膠墊密封后用1/8英寸的螺帽連接。
分析條件如下爐溫初溫50℃，初時0min，程升速率6℃/min，終溫120℃，終時5min。
熱導檢測器溫度200℃，參比氣流量50ml/min。
氫焰檢測器溫度200℃，燃氣流速35ml/min，空氣流速350ml/min，助燃氣流速35ml/min。
所分析的煉廠氣為燕山石化煉油廠催化裂化裝置富氣。
圖2為本實例所得色譜圖，圖中各峰字母表示為A二氧化碳、B氧氣、C氮氣、D甲烷、E一氧化碳、F甲烷、G乙烷、H乙烯、I丙烷、J丙烯、K異丁烷、L正丁烷、M正丁烯、N反丁烯-2、O異丁烯、P順丁烯-2、Q異戊烷、R正戊烷、S1，3丁二烯、T碳五烯。
權利要求1.一種煉廠氣分析儀，其特徵在於該分析儀由十通閥、六通閥、熱導檢測器、氫焰檢測器、三根分析柱、阻尼柱和連接管按照以下結構連接樣品管2的兩端分別連接於十通閥1的管徑接口②、⑤上，樣品管8的兩端連接於六通閥7的管徑接口b、e上；連接管13的一端接入載氣、另一端與管徑接口①相連；連接管14的一端與管徑接口③相連，另一端為放空口；連接管15的一端與管徑接口④相連，另一端為煉廠氣入口；連接管16的一端與管徑接口⑧相連，另一端接入載氣；連接管17的一端與管徑接口⑦相連，另一端作為放空口；連接管18的一端與管徑接口⑩相連，另一端接入三通11；連接管20的一端接入載氣，另一端與六通閥7的管徑接口a相連；連接管21的一端與管徑接口c相連，另一端為煉廠氣入口；連接管22的一端與管徑接口d相連，另一端作為放空口；色譜柱6的兩端分別與管徑接口⑥和⑨相連；阻尼柱3和色譜柱4在三通11和12之間以並聯連接；連接管19的一端與三通12相連，另一端與熱導檢測器5連接；色譜柱9的一端與管徑接口f相連，另一端與氫焰檢測器10相連。
2.按照權利要求1所述的分析儀，其特徵在於所說的色譜柱4為分子篩填充柱。
3.按照權利要求1所述的分析儀，其特徵在於所說的色譜柱6為PORAPAK Q填充柱。
4.按照權利要求1所述的分析儀，其特徵在於所說的色譜柱9為石墨化碳黑-氧化鋁毛細管填充柱。
專利摘要本實用新型是一種煉廠氣的分析儀,該分析儀由一個十通閥,一個六通閥、一個熱導檢測器、一個氫焰檢測器、三根分析柱、一根阻尼柱和連接管等部件組成的。該分析儀具有閥件少,成本低,易維護,使用靈活的優點。
文檔編號G01N30/02GK2443375SQ0024616
公開日2001年8月15日 申請日期2000年8月11日 優先權日2000年8月11日
發明者楊海鷹, 劉曉微 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院