化工在线分析仪表的原理和应用

化工在线分析仪表的原理和应用

摘要：现阶段,随着国家科技水平的提高,各种新技术、新产品、新工艺不断

涌现,其中在线分析仪器广泛应用于石化企业。从分析的实际角度来看,在线分析

仪表在石化企业生产阶段的有效应用,可以优化生产工艺,同时达到现代化的目的。在此基础上,研究在线化学分析仪器的原理和应用作为参考。

关键词：化工在线分析；仪表的原理；应用

引言

自动分析仪表用于连续或定期检测化工生产过程中的化学成分或某些物理特性，这些特性得益于快速的数据响应、高生产效率和较低的人工成本，因此国内

越来越多的石油化工企业加速了在线仪表的配置，并取代了人力来优化生产管理、稳定产品质量和优化企业经济效益，这些经验表明在线分析仪每天可以生成80，000多份数据，相当于100名分析师每天的工作。

1在线分析仪表结构原理

在炼油化工行业中，在线分析仪表与组成在线测量系统的样品准备一起配置，系统的构建原理是在特定的取样设备操作过程中自动从factory中提取样品，然

后对其进行处理，如除尘、流道分配、样品分配等。

2在线分析仪表的特点

在线分析仪表通常由四个部分组成，包括采样、预处理和采样系统、分析设备、公用系统和控制系统，在预处理过程中必须通过降低温度、灰尘含量和压力

对样品进行预处理，以便在一定程度上提高其质量，从而减轻在线分析仪器的核

心部分后续处理的负担。分析结果的主要方法有:(1)热化学；(2)电化学方法；(3)光学方法，为了确保在线仪表的正确使用，系统还必须具有防爆能力，因为

在化学工业中必然会产生爆炸性的副产品，尤其是那些准备进行石油分析的副产品。

3化工在线分析仪表的应用

3.1在线色谱分析仪表

当前，在化工产品中含硫量是生产化工燃料的关键质量标准，硫化物含量不仅对石油化工产品的抗氧化性、耐久性和稳定性至关重要，而且还增加了炼厂的风险，因此，在分析化工产品中硫化物含量和分布时，普遍需要选择气相色谱分析的热力学性质，但是，为了提高在线分析的速度和效果，提高在线光谱仪的测试结果的准确性，这意味着很难在线分析大分子硫化物，石油的化学性质可能会干扰最终分析结果。

3.2质量控制

在炼油化工行业中，热液吸附制氢装置要检测产品质量是否符合要求，必须在线监测氢和二氧化碳含量，如果含量过高或过低，在线分析仪将自动警告用户在在线处理氢气时，使用红外热导仪测试炼油化工行业中的其他组分，使用焚烧炉中的气体生产CNG，必须在线监测CH4和其他天然气杂质，通过色谱检测产品成分的样品、分离和分析。

3.3氧化锆分析仪表

对于石油化工企业来说，通过在线分析仪表(如氧化锆)不断监测气体中的氧含量，在线分析矿物燃料时，氧化锆不仅可以提供燃烧速度和结果，还可以提供有关锆分析仪监测参数的信息，从而使生产技术人员能够清楚地了解空气的燃烧率，并确保燃料的燃烧完全降低了投资和生产成本，提高了生产过程的安全性和稳定性，减少了污染并保护了环境。

3.4提升在线分析仪表精度

首先，需要由管理人员牵头，明确在线分析仪表的管理职责和工作流程。管理人员应该负责监督和落实在线分析仪表的校准和维护工作，确保仪表的正常运行和准确测量。其次，定期做好在线分析仪表的校准工作非常重要。校准是保证仪表准确性的关键步骤，可以通过与实验室数据对比或使用标准样品进行校准，以验证仪表的测量准确性，并及时调整校准参数。此外，在选择和配置在线分析

仪表时，需要结合炼油化工生产的实际情况进行考虑。不同的工艺和产品对参数

的要求有所差异，因此应根据实际需求选择适合的仪表设备，并确保其具备足够

的灵敏度和稳定性。最后，加强沟通与协调，建立跨部门的数据共享机制。各部

门之间应当加强沟通，共享数据信息，以便更好地理解和分析在线分析仪表与实

验室数据之间的差异，并找出问题所在。同时，也需要建立责任追溯机制，确保

各部门对自身数据的准确性负责，避免责任推诿的情况发生。

3.5样品回收系统

分析的油样不包括在分析中，因此必须对分析的油样进行科学处理，否则容

易对环境造成影响；如果测试地点周围没有回收罐，则可以暂时将油样储存在回

收罐中，安装液位计，然后在运输过程中运输油样时采取防止油样冷凝的措施。

整个回收系统应该有一个高爆炸系统。

3.6在线氧气分析仪表在化工生产中的应用

为了确保准确测量氧气浓度，氧气分析仪表通常需要配备气体取样装置、过

滤器、气体冷却器和抽气泵等部件。在化工装置中使用氧气分析仪表时，样气的

进入顺序与流程如下：1. 采样管路：样气通过采样管路进入分析仪表系统。2.

样品预处理管路：样气进入样品预处理管路进行初步处理，例如去除杂质或降低

温度。3. 旋风制冷器：样气进一步经过旋风制冷器，实现液体和低沸点物质的

冷凝。4. 流量调节阀、冷凝器和过滤器：通过流量调节阀、冷凝器和过滤器等

部件，对样气进行进一步处理，以确保准确的测量结果。5. 表头：样气经过以

上处理后，进入表头，经过压力开关测量部分放大已检出的电信号，并输出给分

析仪控制器。6. 控制器和显示：控制器将电信号转化成氧浓度值，并显示在仪

表上。同时，也可以通过电流信号输出至DCS（分散控制系统）。

3.7在线核磁共振

首先，在线核磁共振在应用过程中具有快速的特点。它能够在最快的情况下

每分钟对样品进行一次扫描。此外，仪器扫描后得到的自由感应衰减（Free Induction Decay，FID）信号经过简单的预处理，通过已有的模型得到所需参数，整个过程无需繁琐操作，高效且精确，是理想的选择。其次，通过应用在线核磁

共振技术，可以实现多通道同时测量，以获取更多数据。目前的技术水平下，在

线核磁共振仪器可同时测量5个不同样品，并获得相互独立的数据，避免混乱情

况的发生。在线核磁共振还具有其他一些特点，如高灵敏度、非破坏性等。高灵

敏度意味着它能够检测到微量的成分，对于石油化工业中需要进行精确分析的复

杂样品具有重要意义。非破坏性则保证了样品在分析过程中的完整性，不会损害

其结构和性质。在线核磁共振技术的应用为石油化工业的发展和工作水平的提升

提供了极大的帮助。它可以用于原料质量控制、产品分析、反应监测等方面，在

提高生产效率和质量的同时，减少资源浪费和环境污染。

3.8石化生产中在线分析仪表的应用前景

可以预见，在我国石化行业不断繁荣发展的过程中，在线分析仪表的普及程

度将会越来越高。这是因为在线分析仪表能够提供详细的数据信息，并与自动控

制系统有效结合，实现智能化生产。通过在线分析仪表得出样品的详细数据，并

将这些信息上传到检测系统，可以对化工生产中的各个环节进行优化。这将带来

石化生产效率的提升，同时也保证了工作人员的安全。在线分析方法的引入减少

了工作过程中无用时间的消耗，提高了分析的可靠性。行业内的大型企业需要与

时俱进，在管理模式和人员培训上不断更新，以适应在线分析仪表的普及和应用。通过合理的管理和培训，工作人员能够更好地掌握在线分析仪表的操作和维护，

确保其正常运行和准确测量。同时，企业还可以利用在线分析仪表所提供的数据

信息，进行生产过程的优化和改进，提高产品质量和降低生产成本。

结束语

在炼油和化工行业,在线分析仪器的应用主要在产品质量保证和控制中发挥

积极作用。在具体应用中,为了保证其应用效果,必须做好检查和维护,提高在线

分析仪器的准确性,合理设计在线分析仪器系统。

参考文献

[1]张新华,庄际,陈祥,毕静文.在线分析仪表在废酸裂解装置中的应用[J].

硫酸工业,2021(10):54-58.