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酸值(度)在线红外分光光度计的研制与应用

2014/11/13 22:59:44  来源:计测网通讯员 
字号: 13号字 16号字

  摘要:介绍了一种新研制成功的在线红外分光光度计以及在炼油生产过程中的在线分析应用。并展望该仪表的应用前景。

  1 引 言

  最新研制成功的ZHFY-A型酸值(度)在线红外分光光度计,目前主要用在炼油生产过程中,对石油产品或半成品进行酸值(度)质量指标在线测量。现阶段各炼油厂对这项质量指标均采用《GB264—83润滑油酸值测定法》和《GB258—77汽、煤、柴油酸度测定法》标准,在化验室进行离线人工分析,其方法主要是用沸腾的乙醇抽提出其中的有机酸,然后用氢氧化钾乙溶液进行滴定,根据颜色判定酸值或酸度的大小。这种分析方法需要时间长且人为误差很大,不但需要大量的人力及化学试剂,而且其结果不能适应工业连续自动化生产和在线监测控制质量的需要,给闭环优化控制、提高生产率带来困难。在炼油生产装置工业现场,由于环境温度变化大,振动、噪音、粉尘及各种腐蚀性气体或爆炸性气体以及样品的特殊性,均给在线红外分光光度计的研制应用带来特殊的困难,需要采用相应的措施解决。新研制成功的ZHFY—A型在线红外分光光度计解决了这些困难。该仪表目前已分别申请了发明专利和实用新型专利,并初步通过了科技成果鉴定。下面对该表的分析原理、特点、应用效果和应用前景做一简介。

  2 ZHFY—A型酸值(度)在线红外分光光度计的分析原理

  石油产品的酸值(度)测定,实质上测定的是有机酸的含量,这部分有机酸(约占95%左右)称为羧酸,羧由于氢键作用,在石油产品中通常以二分子缔成存在:

  我们通过试验分析已证实,羧酸在石油产品中的存在形式主要是二聚体存在形式(谱图分析略去)。我们只要分析羧基的含量,经过关联标定便可间接测出酸值的大小。仪表结构框图如下:

  根据功能和特点可分为5大系统:

  (1)进样预处理及样品池系统。主要由过滤器、定量泵、节流阀、样品池、光电调零机构等组成,并设计有仪表风、蒸气吹扫、反吹扫功能,还设计有加热、伴热、恒温、标定等。蒸汽吹扫采用汽动阀控制,每天定时自动吹扫一次。每月将样品池拆下清洗一次,并将仪表进行标定。

  (2)防爆箱、表架系统。该仪表结构为隔爆型。有冷却水带走发热元件所产生的热量,以保证光电转换器件性能稳定,并有防震减振设计等。防爆性能已通过国家防爆试验。

  (3)光源系统。该系统由红外光源、聚焦部分、斩波调制机构、同步信号发生器等组成。

  (4)控制与计算系统。该系统由红外光源专用电源、系统电源、信号放大、V/F转换、D/A转换、波长控制、显示及单片机硬、软件系统等部分组成。

  (5)分光系统。该系统由专用单色仪、波长控制及显示机构、光电转换器件及恒温装置等部分组成。

  3 ZHFY—A型酸值(度)在线红外分光光度计的特点

  3.1 分析性能优越。分析的准确性和测量范围均优于人工化验分析。

  3.2 可在恶劣的工业现场环境中在线运行。使光谱仪表在炼油化工装置工业现场在线运行得以实现。

  3.3 不需要任何化验分析试剂或稀释等。分析连续、及时,可指导自动化大工业生产或参与闭环控制。

  3.4 经济效益显著。一是仪表投入使用后一般3~6个月便可收回投资,二是该仪表同国外类似仪表相比,价格低廉,约是国外仪表价格的1/5~1/8。

  3.5 维修服务保证。该仪表的零部件均是国内生产,故零配件供应及时,服务方便。

  4 ZHFY—A型酸值(度)在线红外分光光度计的应用及效果

  酸值(度)在线红外分光光度计研制样机在兰州炼油化工总厂润滑油酚精练车间试用半年以来,仪表运行稳定、可靠。主要部件未发生任何故障。分析数据准确,其情况见表1所示。操作人员根据仪表指示的质量指标及时对生产进行调整操作,可优化生产操作方案,达到降低能耗、提高产品收率、提高产品质量的目的,取得了明显的经济效益。在使用期间精油收率提高1.8%,产品合格率提高0.9%左右,两项合计增效约103.88万元/半年。按97年一季度价格计算,处理量20万吨/年,得到了生产车间及上级财务部门认可。可以看出一台仪表年增效益200万元是深受生产单位欢迎的。目前正在积极推广扩大使用。

  5 ZHFY—A型酸值(度)在线红外分光光度计的应用前景

  该仪表用在润滑油溶剂精制装置其效益是显著的,(如上所述)若用在石油炼制蒸馏装置(常减压装置)的脱酸或碱洗工艺上,进行闭环优化控制,则经济效益更加显著。还可用在其它炼油化工装置有机酸含量的在线分析。

  该仪表已突破了工业现场应用的难点,只要改变波长和关联模型软件,就可更进一步扩大分析对象和使用范围,创造更大的经济效益。

  该仪表是我国石油化工在线质量分析仪表的一个新品种,它标志着我国石油化工在线分析仪表进入了一个新阶段。它成功地将光、机、电高新技术运用于炼油化工生产过程在线分析,为我国炼油化工自动化水平的提高增添了新的力量。

  6 参考资料

  1) 恽魁宏.有机化学.北京:高等教育出版社,1990.

  2) 董庆年.红外光谱.北京:石油化学工业出版社,1977.

  3) 张英达.分析仪器.重庆:重庆大学出版社,1990.

  本文作者:陈 军 白万红 漆随平(兰州炼油化工自动化研究院,兰州 730060)

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