CN211348128U - 一种在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置 - Google Patents

Abstract

一种在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置，包括：取样管，其一端连接于空分主冷装置上液氧取样口；加热罐，其下部设有进液口，上部设有气体出口，内部设电加热器；加热罐进液口与取样管另一端连接；加热罐气体出口设温度计；过滤器，其上部设气体进口、气体出口，过滤器气体进口通过气体进口管道与加热罐气体出口连接；过滤器气体出口通过气体出口管道连接至分析仪；过滤器气体出口管道上依次设减压阀、第一放空阀和流量计；流量计出口端设放空管路、第二放空阀；分析仪，其上设气体取样管，其与过滤器气体出口管道相连；控制器，电加热器、温度计、减压阀、第一、第二放空阀、流量计、分析仪、气体取样管上控制阀均电连接该控制器。

Description

一种在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置

技术领域

本实用新型属于空气分离技术领域，具体涉及一种在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置。

背景技术

随着我国的快速发展，作为先行工业之一的气体行业得到了迅猛发展，空分装置的安全运行逐渐成为关注的焦点，存在于空分主冷液氧中的乙炔、乙烯、丙烯等烃类化合物是影响空分设备安全运行的重要因素，是引起空分塔爆炸的主要原因之一，因此我们需不断采取措施，对空分主冷液氧中的烃类化合物进行严格的控制。

一般情况下，空分主冷液氧中过量的碳氢化合物是空分主冷爆炸的根本原因。采用低温精馏的空分装置，以环境空气为原料，利用空气中的氧、氮等介质沸点不同，在低温精馏下将其分离。原料空气经过分子筛吸附净化后，绝大部分烯烃、炔烃等不饱和烃类化合物能有效除去，烷烃及小部分的未被吸附后的烯烃、炔烃等化合物在生产过程中随原料空气进入分馏塔。在下塔烃类化合物随着富氧液空不断被送入上塔，最终集中在空分主冷液氧中。由于液氧中的烃类化合物的沸点都要比氧的沸点高，且各自相差较大。因此只有极小部分烃类化合物随氧气产品带出分馏塔而大部分烃类化合物聚积在空分主冷液氧中。

烃类化合物的危险性主要是由于其本身的化学稳定性决定的。在诸多烃类化合物中，乙炔的稳定性最差。乙炔是不饱和碳氢化合物，由于三键结构，其化学性质比烷烃、烯烃活泼，性质极不稳定。而且乙炔在空分主冷液氧中的溶解度很低，约为5.6×10^-6，乙炔含量一旦超过其溶解度，乙炔就会以白色固态微粒的形式悬浮在液氧中，有时乙炔在液氧中的含量未超过其溶解度，但由于换热通道的堵塞等原因，会产生乙炔局部浓度浓缩而析出。固态乙炔在静电、摩擦、臭氧、氮的氧化物等引燃源的作用下会与氧作用进而产生爆炸。当液氧中的乙炔含量过高时，其他烃类化合物的含量必然也会相应升高，受到乙炔点火的诱发后，将引起剧烈的爆炸。加之大量液氧的剧烈气化，其结果是复合式的化学爆炸和物料爆炸。在此温度下铝合金将成为可燃物，其燃烧所释放的热量使物理爆炸进一步加剧。甲烷、乙烷、乙烯等烃类在液氧中的溶解度远远大于乙炔，一般不易析出。但如果大量存在，一旦有了火源，将提供初期爆炸的主要能量。烷烃、烯烃虽然没有炔烃活泼，在液氧中的溶解度也较大，但含量较大时，即使没有乙炔作为火源，其危险性也是显而易见的。由此可见，将液氧中的总烃和乙炔含量控制在较低的水平，空分装置才有安全保证。

现有技术中对空分主冷液氧中的烃类化合物的检测通常是采用手动检测，定期手动提取空分主冷中的液氧放在分析仪中进行检测，这样进行检测的不足之处在于人工取样花费时间较长，从采样到出分析结果时间较长，且分析数据会因为前期人为取样的影响比较大，导致结果的准确度不高。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置，可以在线实时监测空分主冷液氧中烃类化合物含量，当发现烃类化合物含量超标时，及时做出合理调整，避免不必要的事故发生。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置，其包括：取样管，其一端连接于所述空分主冷装置上液氧取样口；加热罐，其下部设有进液口，上部设有气体出口，且内部设电加热器；所述加热罐进液口与所述取样管另一端相连接；所述加热罐气体出口设有温度计；过滤器，其上部设气体进口、气体出口，所述过滤器气体进口通过气体进口管道与所述加热罐气体出口连接；所述过滤器气体出口通过气体出口管道连接至一分析仪；所述过滤器气体出口管道上依次设有减压阀、第一放空阀和流量计；所述流量计出口端还设一放空管路，放空管路上设第二放空阀；分析仪，其上设有气体取样管，所述分析仪气体取样管与所述过滤器气体出口管道相连；所述分析仪气体取样管上设有进口阀；控制器，所述电加热器、温度计、减压阀、第一放空阀、第二放空阀、流量计、分析仪及其气体取样管上的控制阀均电连接该控制器。

优选的，所述过滤器气体出口管道上设有两个减压阀。

优选的，还设有声光报警装置，该声光报警装置电连接所述控制器。

在本实用新型在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置中：

取样管，用于将部分空分主冷装置中的液氧取出并输送至加热罐装置中。

加热罐，用于将引出的液氧通过电加热的方式使液氧气化。在加热罐气体出口设置温度计，当加热罐气体出口温度偏低时电加热器自动调节增大功率，当加热罐气体出口温度偏高时，电加热器减小加热功率，通过对加热罐出口温度的监测来自动调节电加热器的功率，从而实现加热罐气体出口温度的恒定。

过滤器，用于过滤气态氧气中可能存在的固体颗粒。

由于分析仪对进入的气体要求在一定的压力范围内，所以气体在进入分析仪之前需要进行稳压，经过过滤器的液氧气经过减压阀进行减压，尽量减小气体压力，当经过减压阀后的气体压力仍然超过分析仪所能承受的压力时，可以通过第一安全阀排出超压气体，保证气体压力符合进入分析仪的要求。另一方面通过第一安全阀将大部分气体直接排放，促使管道中的气体实时流动，使分析仪的检测具有实时性。

另外，由于进入分析仪的气体流量较小，因此为了保证分析数值的可靠性，就要求进入分析仪的气体流量的相对稳定，本装置中在气体进入分析仪前设置稳流系统，稳流系统包括设置在过滤器气体出口管道上的流量计以及流量计出口端的放空管路，放空管路上设第二放空阀，可通过对流量计的设定控制第二放空调节阀的开关，自动对进入分析仪的气体流量进行相应调节，从而起到稳定气流量的目的。

分析仪，用于分析从空分主冷装置中取出的液氧中甲烷、乙炔、乙烯、丙烯等烃类化合物含量，并将数据实时传送至控制器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型实现了对空分主冷装置的液氧中各烃类化合物的实时在线监测，使操作人员能更为迅捷、直观的了解到实时分析数据。

将周期性人工取样分析变为实时自动分析，即减少了工作强度又提高了分析准确性和可靠性，减少停机次数，也为设备能长期稳定的运行提供了保障。

通过控制器可以对任一分析数值进行上下限的报警预设定，当有数值超过或低于设定值时会发出声光报警，提醒操作人员进行针对性的工况调整，稳定空分主冷工况，从而确保空分装置的稳定运行，减少停机次数，提升其运行时长，增加企业效益。

本实用新型占据空间小、易于实现、无须停机、可长期在线运行，适用于各种单级塔或多级塔空分主冷装置。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明。

参见图1，本实用新型在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置包括：

取样管1，其一端连接于所述空分主冷装置上液氧取样口；

加热罐2，其下部设有进液口，上部设有气体出口，且内部设有电加热器；所述加热罐2进液口与所述取样管1另一端相连接；所述加热罐2气体出口设有温度计3；

过滤器4，其上部设气体进口、气体出口，所述过滤器4气体进口通过气体进口管道与所述加热罐2气体出口连接；所述过滤器4气体出口通过气体出口管道连接至一分析仪10；

所述过滤器4气体出口管道上依次设有减压阀5、第一放空阀6和流量计7；所述流量计7出口端还设一放空管路，放空管路上设第二放空阀8；

分析仪10，其上设有气体取样管，所述分析仪气体取样管与所述过滤器4气体出口管道相连；所述分析仪10气体取样管上设有控制阀9；

控制器11，所述电加热器、温度计3、减压阀5、第一放空阀6、第二放空阀8、流量计7、分析仪10及其气体取样管上的控制阀9均电连接该控制器。

优选的，所述过滤器4气体出口管道上设有两个减压阀。

优选的，还设有声光报警装置，该声光报警装置电连接所述控制器11。

本实用新型工作过程：

取样管1一端连接于所述空分主冷装置中液氧取样口，从空分主冷装置中取出部分液氧，然后将液氧输送至加热罐2，在电加热器的作用下将从空分主冷装置中取出的液氧汽化成液氧蒸汽，为了保证加热罐后无液氧的存在，该加热罐的气体出口设有温度计3，通过对加热罐气体出口温度的监控实现自动调节电加热器的功率，进而实现加热罐气体出口温度的恒定；气化后的气态氧经过过滤器4，除去其中可能存在的固体颗粒后经过两个减压阀5进行两次减压，随后通过第一放空阀6排出多余的气态氧，实现稳压；随后经过稳流系统，通过流量计7和第二放空阀8来控制进入分析仪气体的流量大小，之后再经过控制阀9进入分析仪10，在分析仪10中对气化后的气态氧中的甲烷、乙炔、乙烯、丙烯等烃类化合物的含量进行测定，并将数据实时传送至控制器11，将经过控制器11分析后的数据快速而准确的呈现在操作人员面前，通过控制器可以对任一分析数值进行上下限的报警预设定，当有任一数值超过或低于报警设定值时会发出声光报警，提醒操作人员进行针对性的工况调整，稳定空分主冷装置工况。

本实用新型装置空分主冷液氧取样口与取样管之间采用焊接连接的方式，取样管、加热罐、气体输送管道、稳压稳流系统及分析仪之间的连接均采用卡套连接的方式。装置中涉及的连接管道均采用仪表分析取样管。装置上所涉及的各安全阀起跳压力均依据其内相应介质的工作压力的1.1倍来选取。

Claims (3)

1.一种在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置，其特征在于，包括：

取样管，其一端连接于所述空分主冷装置中液氧取样口；

加热罐，其下部设有进液口，上部设有气体出口，且内部设电加热器；所述加热罐进液口与所述取样管另一端相连接；所述加热罐气体出口设有温度计；

过滤器，其上部设气体进口、气体出口，所述过滤器气体进口通过气体进口管道与所述加热罐气体出口连接；所述过滤器气体出口通过气体出口管道连接至一分析仪；

所述过滤器气体出口管道上依次设有减压阀、第一放空阀和流量计；所述流量计出口端还设一放空管路，放空管路上设第二放空阀；

分析仪，其上设有气体取样管，所述分析仪气体取样管与所述过滤器气体出口管道相连；所述分析仪气体取样管上设有控制阀；

控制器，所述电加热器、温度计、减压阀、第一放空阀、第二放空阀、流量计、分析仪及其气体取样管上的控制阀均电连接该控制器。

2.如权利要求1所述的在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置，其特征在于，所述过滤器气体出口管道上设有两个减压阀。

3.如权利要求1所述的在线监测空分主冷液氧中烃类化合物含量的装置，其特征在于，还设有声光报警装置，该声光报警装置电连接所述控制器。

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