CN107782853B

CN107782853B - 一种用于检测脱氧剂性能的评价系统

Info

Publication number: CN107782853B
Application number: CN201710962341.0A
Authority: CN
Inventors: 王春艳; 李新; 成峻青
Original assignee: Beijing SJ Environmental Protection and New Material Co Ltd
Current assignee: Beijing Haixin Energy Technology Co ltd
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2020-05-22
Anticipated expiration: 2037-10-16
Also published as: CN107782853A

Abstract

本发明提供了一种用于检测脱氧剂性能的评价系统，将第一氧气分析仪与控制连接，根据第一氧气分析仪检测到的氧气浓度值，确定脱氧剂是否达到脱氧的极限，并且当达到脱氧剂极限时，该系统可及时关闭加热装置，停止向脱氧反应器中通入氧气，实现了对脱氧评价装置的智能控制，不仅节省了人力资源，而且避免了人为监控对气体流量记录的滞后性，进而提高了检测的精确度。

Description

一种用于检测脱氧剂性能的评价系统

技术领域

本发明涉及脱氧剂性能评价技术领域，具体涉及一种用于对合成气脱氧的脱氧剂的脱氧性能评价的系统。

背景技术

在化产业中，合成气作为一种重要的原料气被广泛应用于石油化工、精细化工以及日化化工等。但是由于制备合成气的原料和工艺，使得合成气中往往含有一定量的氧气，然而合成气的主要成分之一是氢气，这样就使其极易发生爆炸，导致合成气的运输和使用存在了极大的安全隐患。同时在使用合成气时，氧气的存在往往会抑制反应的进行，例如使用合成气制备高碳醇的过程中，氧气会与羰化产物发生反应，生成抑制羰基合成的酸。所以对合成气的脱氧至关重要。

目前，使用脱氧剂对合成气脱氧是最常用的脱氧方法之一，在此脱氧方法中，脱氧剂的脱氧性能至关重要。为了准确的评价脱氧剂的脱氧性能，人们根据实际的脱氧过程设计出了用于评价脱氧剂的评价系统，该种脱氧剂评价系统主要是先将氧气、氢气、氮气和一氧化碳混合，制备含有预定氧气浓度的测试气体，而后将测试气体通入装有脱氧剂的反应器中，测试反应器出口处的氧气浓度值，当出口处氧气浓度值大于规定的浓度值时，记录此时所处理的测试气体的用量，而后根据该用量和预定的浓度，即得到脱氧剂的脱氧量。

例如，中国专利CN20400861U一种气相脱氧评价装置，该技术方法中公开的气相脱氧评价装置包括原料气瓶、流量控制器、装有脱氧剂的反应器、第一、二测氧仪、加热炉和混合器；原料气瓶通过流量控制器调节流量后，通过混合装置混合均匀后，进入反应器脱氧，第一、二测氧仪分别用于测量脱氧前后气体中的氧气浓度值。该种脱氧剂评价装置操作简单，可以直观的判断出脱氧剂的脱氧性能。但是该评价装置在运行过程，始终需要人员在旁观测氧气浓度值，以便当脱氧剂达到最大的脱氧量时，及时关闭装置，保证记录的测试气体用量准确，但是人工监测具有一定的滞后性，这样十分影响测量的精确度，并且也很浪费人力资源，进一步的该评价装置存在着较大的安全隐患，由于脱氧过程中同时存在氢气和氧气，这样当反应器的反应温度超过预设定温度值时，就会发生爆炸，然而上述评价中并未设计监测以及出现温度过高时该如何控制的装置，导致该评价装置在使用时存在安全隐患。

又如，中国专利CN 105116096A一种加氢脱氧催化剂评价装置，该评价装置中包括四条进气管线，与四条管线连接的混合箱，与混合箱连接的预热器，与预热器连接的反应器，同时在进气管路以及反应器出气口处均设置的在线氧气含量分析仪和在线氢气含量分析仪。通过氢气浓度分析仪测试氢气的浓度，检测氢气的用量。然而该评价装置同样存在需要操作人员时刻监控的问题，以及存在反应器温度过高导致爆炸的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中脱氧剂性能评价装置需要操作人员时刻监控的缺陷，从而提供一种用于检测脱氧剂性能的评价系统。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的对脱氧剂性能评价装置对反应器温度缺少监控的缺陷，从而提供一种用于检测脱氧剂性能的评价系统。

一种用于检测脱氧剂性能的评价系统，包括：加热器、脱氧反应器、第一氧气分析仪和控制器；

其中，所述加热器，与所述脱氧反应器连接，用于对所述脱氧反应器加热；

所述脱氧反应器，用于盛装脱氧剂，并对通过所述脱氧反应器的测试气体进行脱氧，得到脱氧后的气体；

所述第一氧气分析仪，与所述脱氧反应器的出气口连接，用于检测所述脱氧后的气体的氧气浓度值；

所述控制器，与所述第一氧气分析仪连接，用于在所述氧气浓度值大于第一预定阈值时，控制停止向所述脱氧反应器中通入测试气体。

优选的是，所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统中，所述控制器与所述加热器连接，用于在所述氧气浓度值大于所述第一预定阈值时，控制所述加热器停止对所述脱氧反应器加热。

优选的是，所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统中，还包括：

温度传感器，与所述脱氧反应器和所述控制器连接，用于检测所述脱氧反应器中的温度值并将检测到温度值传输到所述控制器；

所述控制器还用于在所述脱氧反应器中的温度值大于第二预定阈值时，关闭所述加热器并控制停止向所述脱氧反应器中通入测试气体。

优选的是，所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统中，所述控制器还用于控制向所述脱氧反应器中通入惰性气体。

若干气体管线，所述若干气体管线与所述脱氧反应器连接，用于向所述脱氧反应器中输送所述测试气体，每一气体管线上设置有一控制其开关的阀；

若干阀与所述控制器连接，所述控制器还用于在所述氧气浓度值大于第一预定阈值时，控制关闭若干所述阀。

气体流量计；其中，所述气体流量计设置在所述管线上。

第二氧气分析仪，与所述脱氧反应器的进气口连接，用于检测进入所述脱氧反应器中的测试气体中的氧气的浓度值。

报警装置，与所述控制器连接，当所述氧气浓度值大于所述第一预定阈值时，控制所述报警装置进行报警。

预热器，所述预热器的出气口与所述脱氧反应器进气口连接，用于对通过所述预热器的测试气体加热；

混合器，连接至所述预热器，用于混合所述测试气体；

冷凝器，与所述脱氧反应器的出气口连接，用于冷却所述脱氧后的气体。

优选的是，所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统中，所述第一氧气分析仪的量程为0.01-100ppm；所述第二氧气分析仪的量程为0.01％-25％

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供了一种用于检测脱氧剂性能的评价系统，将第一氧气分析仪与控制连接，根据第一氧气分析仪检测到的脱氧后的气体的氧气浓度值，确定脱氧剂是否达到脱氧的极限，并且当达到脱氧剂极限时，及时关闭加热装置，实现了对脱氧评价装置的智能控制，不仅节省了人力资源，而且避免了人为监控对气体流量记录的滞后性，进而提高了检测的精确度。

2.本发明提供了一种用于检测脱氧剂性能的评价系统，将温度传感器与控制器连接，通过温度传感器监控脱氧反应器的温度值，并传输到控制，当脱氧反应器的温度值过高时，实现了及时关闭对脱氧反应器加热的加热器，并停止向脱氧反应器中通入测试气体，有效避免了爆炸的产生，提高了装置的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统的另一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实施例提供了一种用于检测脱氧剂性能的评价系统，包括：加热器、脱氧反应器、第一氧气分析仪和控制器；其中，所述加热器，与所述脱氧反应器连接，用于对所述脱氧反应器加热；所述脱氧反应器，用于盛装脱氧剂，并对通过所述脱氧反应器的测试气体进行脱氧，得到脱氧后的气体；所述第一氧气分析仪，与所述脱氧反应器的出气口连接，用于检测所述脱氧后的气体的氧气浓度值；所述控制器，与所述第一氧气分析仪连接，用于在所述氧气浓度值大于第一预定阈值时，控制停止向所述脱氧反应器中通入测试气体。

第一预定阈值为氧气浓度预定阈值，该控制器可以选用计算机、PDA、单片机等设备；

第一氧气分析仪检测经脱氧反应器处理后的脱氧后的气体的氧气浓度阈值，并将检测要的氧气浓度值传输到控制器，控制器将接收到氧气浓度值与第一预定阈值比较，若接收到的氧气浓度值大于第一预定阈值，此时脱氧反应器中脱氧剂的脱氧量已经达了脱氧剂的最大脱氧量，此时控制器控制停止向脱氧反应器中通入测试气体。

将第一氧气分析仪与控制连接，根据第一氧气分析仪检测到的脱氧后的气体的氧气浓度值，确定脱氧剂是否达到脱氧的极限，并且当达到脱氧剂极限时，及时关闭加热装置，停止向脱氧反应器中通入氧气，实现了智能对脱氧评价装置的控制，不仅节省了人力资源，而且避免了人为控对气体流量记录的滞后性，进而提高了检测的精确度

可选地，所述控制器与所述加热器连接，用于在所述氧气浓度值大于所述第一预定阈值时，控制所述加热器停止对所述脱氧反应器加热。此时脱氧反应器中脱氧剂的脱氧量已经达了脱氧剂的最大脱氧量，此时测试完成，控制器停止加热器工作。

可选地，用于检测脱氧剂性能的评价系统中还包括：温度传感器，与所述脱氧反应器和所述控制器连接，用于检测所述脱氧反应器中的温度值并将检测到温度值传输到所述控制器；所述控制器还用于在所述脱氧反应器中的温度值大于第二预定阈值时，关闭所述加热器并控制停止向所述脱氧反应器中通入测试气体。

第二预定阈值为温度阈值，在测试过程中，当出现加热器温度过高，即高于第二预定阈值时，此时可能出现爆炸的危险，此时控制器控制加热关闭停止对脱氧反应器的加热，使脱氧反应器降温；同时控制停止向所述脱氧反应器中通入测试气体；

将温度传感器与控制器连接，通过温度传感器监控脱氧反应器的温度值，并传输到控制，当脱氧反应器的温度值过高时，实现了及时关闭对脱氧反应器加热的加热器，并停止向脱氧反应器中通入测试气体，有效避免了爆炸的产生，提高了装置的安全性。

可选地，所述控制器还用于控制向所述脱氧反应器中通入惰性气体。当所述脱氧反应器中的温度值大于第二预定阈值时，所述控制器控制向所述脱氧反应器中通入惰性气体，快速降低管道和脱氧反应器中的测试气体的浓度的同时，及时对脱氧反应器降温，进一步的降低爆炸的风险。惰性气体可以选择氮气。

可选地，如图2所示，用于检测脱氧剂性能的评价系统中还包括：若干气体管线，所述若干气体管线与所述脱氧反应器连接，用于向所述脱氧反应器中输送所述测试气体，每一气体管线上设置有一控制其开关的阀；若干阀与所述控制器连接，所述控制器还用于在所述氧气浓度值大于第一预定阈值时，控制关闭若干所述阀。

其中，可以优选为四条气体管线，第一和第二管线可以向脱氧反应器中输送测试气体；第三可以同于向脱氧反应器中输送对脱氧剂实现激活的气体；第四管线可以用于向脱氧反应器中输送惰性气体。

可选地，如图2所示，用于检测脱氧剂性能的评价系统中还包括：

气体流量计；其中，所述气体流量计设置在所述管线上。该气体流量计用于检测输送到脱氧反应器中测试气体的体积量。

可选地，用于检测脱氧剂性能的评价系统中还包括：

报警装置，与所述控制器连接，当所述氧气浓度值大于所述第一预定阈值时，控制所述报警装置进行报警。报警装置用于当脱氧反应器中的脱氧剂的达到最大脱氧量时，提示工作人员，测试完成。

预热器，所述预热器的出气口与所述脱氧反应器进气口连接，用于对通过所述预热器的气体加热；减小测试气体温度与脱氧反应器中的工作温度的温度差，保证测试的准确度；

混合器，连接至所述预热器，用于混合所述测试气体；

冷凝器，与所述脱氧反应器的出气口连接，用于冷却所述脱氧后的气体。所述冷凝器用于对所述脱氧后的气体进行降温，优选用冷阱作为冷凝器。

可选地，用于检测脱氧剂性能的评价系统中，所述第一氧气分析仪的量程为0.01-100ppm；所述第二氧气分析仪的量程为0.01％-25％。选用不同量程的氧气分析仪保证了测试的精确度。

为了进一步的说明本发明的特点，以使本领域技术人员更加容易理解本发明，以下为本发明的一种工作过程，但是并不限于下述的工作工程。选用的惰性气体为氮气；测试气体包括氮气、一氧化碳、氧气和氢气。图2中的四条管线从上到下依次为第一、第二、第三和第四管线。

如图2所示，在测试脱氧剂脱氧的时，首先开启第四气体管线，通入氮气，检测评价装置是否漏气；而后关闭第四气体管线，开启第三气体管线，向脱氧反应器中通入氢气，活化其中的脱氧剂，而后关闭第三气体管线，开启第四气体管线，用氮气对装置进行吹扫，清除管线中残余的氢气，而后关闭第四气体管线，然后开启第一气体管线和第二气体管线，第一气体管线中输出氢气和一氧化碳，第二气体管线中输出氮气和氧气，第一、二气体管线中输出的气体先进入到混合器中混合，而后进入到预热器中加热，加热后进入到脱氧反应器中预脱氧剂接触，进行脱氧，气体脱氧后由脱氧反应器的出气口排出，经过冷凝器冷凝后最终排出，第一氧气分析仪检测冷凝器出口的气体的氧气浓度值，第二氧气分析仪检测混合器出气口的氧气浓度值；

一种脱氧剂性能的评价方法，包括如下步骤：

S1：所述第一氧气分析仪检测脱氧反应器出气口流出的脱氧后的气体的氧气浓度值，并将该氧气浓度值传输到所述控制器；

S2：所述控制装置将所述脱氧后的气体的氧气的浓度值与氧气浓度预定阈值进行比较，并根据比较结果控制是否是关闭加热器和停止向所述脱氧反应器中通入气体；

具体的：当所述脱氧后的气体的氧气的浓度值大于第一预定阈值时，则所述控制器控制加热器关闭，并控制停止向所述脱氧反应器中通入测试气体；在本实施例中第一预定阈值优选为0.1ppm，但不限该值；

还包括：当所述脱氧后的气体的氧气的浓度值大于第一预定阈值时，则所述控器开启所述报警装置报警；

根据对脱氧后的气体的氧气浓度值的检测，确定脱氧剂是否达到脱氧的极限，并且当达到脱氧剂极限时，及时关闭加热装置，停止向脱氧反应器中通入氧气，实现了智能对脱氧评价装置的控制，不仅节省了人力资源，而且避免了认为监控对气体流量记录的滞后性，进而提高了检测的精确度。

在测试脱氧的剂的过程中，温度传感器的温度检测脱氧反应器的温度值，并将检测到的温度值传输到所述控制器；

所述控制器将脱氧反应器中的温度值与温度预定阈值进行比较，并根据比较结果控制是否关闭所述加热器和是否向脱氧反应器中通入氮气；第二预定阈值优选为500℃，但不限于该值。

具体的：当所述脱氧反应器中的温度值大于所述第二预定阈值，则所述控制器控制所述加热器关闭，使其停止对脱氧反应器加热，同时控制向所述脱氧反应器中通入氮气。

更具体的，当所述脱氧反应器中的温度值大于所述第二预定阈值，则所述控制器控制所述加热器关闭，并且控制第一气体管线、第二气体管线上的阀关闭，同时控制第四气体管线上的阀开启。

通过温度传感器监控脱氧反应器的温度值，并传输到控制，当脱氧反应器的温度值过高时，实现了及时关闭对脱氧反应器加热的加热器，停止向脱氧反应器中输送氢气和氧气，并快速的输送氮气，有效避免了爆炸的产生，提高了装置的安全性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种用于检测脱氧剂性能的评价系统，其特征在于，包括：加热器、脱氧反应器、第一氧气分析仪和控制器；

所述控制器，与所述第一氧气分析仪连接，用于在所述氧气浓度值大于第一预定阈值时，控制停止向所述脱氧反应器中通入测试气体；

所述控制器与所述加热器连接，用于在所述氧气浓度值大于所述第一预定阈值时，控制所述加热器停止对所述脱氧反应器加热；

还包括：

2.根据权利要求1所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统，其特征在于，所述控制器还用于控制向所述脱氧反应器中通入惰性气体。

3.根据权利要求1－2任一所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统，其特征在于，还包括：

气体流量计；其中，所述气体流量计设置在所述管线上。

5.根据要求1、2、4中任一所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1、2、4中任一所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1、2、4中任一所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统，其特征在于，还包括：

混合器，连接至所述预热器，用于混合所述测试气体；

8.根据权利要求5所述的用于检测脱氧剂性能的评价系统，其特征在于，还包括：

所述第一氧气分析仪的量程为0.01－100ppm；所述第二氧气分析仪的量程为0.01％－25％。