在线气体分析仪在乙烯裂解装置中的应用

孙继锋 张 剑 马 琪

（天华化工机械及自动化研究设计院有限公司）

乙烯是石油化学工业的基础原料之一，由乙烯装置生产的乙烯、丙烯、丁二烯，是生产各种有机化工原料和三大合成材料（合成树脂、合成纤维、合成橡胶）的基础原料［1］。 乙烯工业的发展水平总体上代表了一个国家石油化学工业的水平［2］。目前全世界年产超过一亿吨乙烯，主要以石脑油（或乙烷）为原料，采用蒸汽裂解技术生产。以石脑油为原料时，乙烯收率约为30%、丙烯收率约为15%［3］。

近年来， 乙烯裂解工艺不断发展和完善，以满足对裂解原料的可选择性和烯烃产品市场需求的多样性［4］。 先进的过程控制技术极大地改进了产品质量，提高了生产效率。 乙烯裂解过程的典型特征是物料在裂解炉中滞留时间短、选择性高、操作安全可靠、能效高。 在线分析在乙烯和丙烯的生产过程中至关重要，通过连续监测工艺过程中的介质组成，实现增加产出和确保产品质量的目的［5］。

1 设计条件

裂解气工况参数如下：

介质名称 裂解气

采样点位置 裂解炉出口

样品状态 气相

最大设计压力 0.440MPa

最大设计温度 675℃

操作压力 0.071（最大）/0.070（正常）/0.040（最小）MPa

操作温度 576（最高）/399（正常）/381（最低）℃

样品组成及其测量范围见表1。

表1 样品组成及其测量范围 mol%

2 设计方案

2.1 采样系统

裂解气温度较高且组成复杂，H2O 和C5 以上的重组分较难汽化，一旦进入色谱，会对进样阀和色谱分离系统造成不良影响，需要在采样系统中除掉。 因此，一些公司专门开发了针对裂解气工况的特殊采样系统。……