煤化工行业过程监测-陕西炼油厂激光H2S气体在线监测项目-四方光电（武汉）仪器有限公司

项目背景

合作背景

煤油共炼技术是指在炼油过程中将煤油与其他原料一起加工，以提高煤油产量、品质及经济效益的技术。H2S是一种有毒且具有腐蚀性的气体，在煤油共炼工艺过程中，H2S可能由硫化氢化合物产生，如果不及时监测和处理，会对工厂设备运行和人员安全造成严重影响。通过实时监测H2S浓度，工程师和操作人员可以迅速采取措施来防止事故发生，避免不必要的损失并且提高工厂运行效率。

项目介绍

项目位于一陕西大型炼油厂内，现场的大规模加工装置原油一次加工能力为200万吨/年，二次加工能力为80万吨/年。工艺采用煤油共炼加氢裂化装置，该装置分为悬浮床和固定床两种工艺。

加氢裂化过程是在催化剂存在的情况下，从外界补入氢气以提高油品的氢碳比。加氢裂化实质上是加氢和催化裂化过程的有机结合，一方面能使重质油品通过裂化反应转化为汽油、煤油和柴油等轻质油品，另一方面又可防止像催化裂化那样生成大量焦炭，而且还可将原料中的硫、氯、氧化合物杂质通过加氢除去，使烯烃饱和。

产品原型

原位激光过程气体分析仪（对射式）GasTDL-3100

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GasTDL-3100原位激光过程气体分析仪是基于可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）的高性能光学分析仪器，采用对射式设计，可用于工业过程气体控制；其响应时间快速，在原位式测量中一般以秒计算，避免采样式测量带来的时间延迟，可在线及时的反应被测气体浓度。

产品特性

1、采用TDLAS技术，被测气体不受背景气体交叉干扰

2、原位安装，无需采样预处理系统

3、响应快速（T90≤1s），可实时反应气体浓度

4、实时在线测量，气体浓度不易失真，测量精度高

5、在高温、高粉尘、高水分、高腐蚀性、高流速等恶劣测量环境下具有良好的适应性

6、隔爆防爆设计，安全系数高

7、构造简洁，无可动元件，无损耗元件，免维护

原位激光过程气体分析仪（对射式）GasTDL-3100关键性能参数
测量组分	H2S、O2、CO、CO2、CH4*
测量原理	TDLAS
测试范围	H2S：0 ~ 100ppm，0 ~ 5000ppm
	O2：（0 ～ 5）%VOL （可定制100%）
	CO：（0 ～ 100）%VOL
	CO2：（0 ～ 100）%VOL
	CH4：（0 ～ 20）%VOL
精度	≤±1%F.S.
重复性	≤±1%
量程漂移	≤±1%F.S.
分辨率	0.01%VOL
响应时间	T90≤1s
工作参数
防爆等级	Ex d IIC T6 Gb
安装方式	原位安装
环境温度	（-20～ +60）℃
工作电源	24V DC，24W
吹扫气体	（0.3～ 0.8）MPa工业氮气
接口信号
通讯	RS485、RS232
输出模式	2路4-20mA输出
输出模式	3路继电器输出

*注释：每套分析仪测量单一组分气体浓度。

红外气体分析仪（防爆型）Gasboard-3500

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Gasboard-3500红外气体分析仪（防爆型）采用自主知识产权的非分光红外（NDIR）气体分析技术及长寿命电化学传感技术，可同时在线测量CO、CO2、CH4、C3H8、O2、H2S等气体的体积浓度；仪器含前置预处理，能解决现场含水、含尘等恶劣工况应用。防爆设计，可满足多领域易燃易爆场所气体监测，保障工业现场安全。

产品特性

1、防爆设计：仪表采用防爆设计，隔爆外壳使设备内部空间与周围的环境隔开，确保发生爆炸时，外壳可承受产生的爆炸压力而不被损坏，使火焰不能穿越隔爆间隙点燃外部爆炸性环境

2、测量准确度高：多组分测量气体间无交叉干扰，测量准确度高。具备自诊断功能，可在线检查传感器状态

3、工作性能稳定：传感器采用双通道设计，稳定性强；所有与样气接触的部分均采用耐热、耐腐蚀的特种不锈钢、聚四氟乙烯等材料

4、自动化程度高：配置专业化预处理方案，高自动化，低维护，无需人工值守即可实现实时在线监测，大幅降低企业人工成本

5、数据管理简捷：可通过多种接口传输到上级集中控制系统

红外气体分析仪（防爆型）Gasboard-3500关键性能指标
测量组分	CO、CO2、CH4、C3H8、O2、H2S
测量原理	NDIR、ECD
测量范围	CO/CO2/CH4/C3H8：(0~100)%
测量范围	O2:(0~25)%；H2S:(0~9999)ppm
线性误差	CO/CO2/CH4/C3H8：±1%F.S.；O2/H2S：±2%F.S.
分辨率	0.01%（针对低量程分辨率可达到1ppm）
重复性	≤2%
响应时间	T90＜60s(NDIR)
最佳流量	(0.7~1.2)L/min
进气压力	(2~50)kPa
样气要求	无尘、无水、无油
电气参数
通信	RS-485/RS-232；4-20mA；Ethernet
电源	AC220V，50Hz
显示	LCD显示
防爆等级认证	ExdⅡCT6
功能配置	内置调零气泵，可以实现空气自动调零
功能配置	具备自诊断功能，可在线检查传感器状态

项目实施

技术方案

项目现场配备一套原位激光H2S分析仪和一套防爆型红外气体分析仪（带重力脱水罐和汽水分离器），所配备的仪表量程为H2S：0~8000ppm；H2：0~100%。监测位置设置在厂区的煤-油共炼加氢裂化装置上，采样点位于循环氢压缩机后端，工艺气体为氢气。样气压力约为22Mpa，分为两级减压，最终压力约为30~50kpa。设备采用TDLAS技术，被测气体不受背景气体交叉干扰，在高温、高粉尘、高水分、高腐蚀性、高流速等恶劣测量环境下具有良好适应性；采用原位安装加以防爆设计，无需采样预处理系统，安全系数高；响应时间≤4s，可实时反应气体浓度。

方案价值

该项目将气体监测设备成功应用在生产现场的煤油共炼加氢裂化装置上，通过监测采样点H2S和H2的含量得以了解管道内的反应程度，从而控制反应进度。系统除了可以通过监测循环氢中H2S含量得知氢气脱除硫的效果，提高氢气的利用效率，更可以作为主控系统工艺调节的数据参考，在提高成品质量上具有重大意义。

项目现场