空分主冷中有害雜質(zhì)的檢測

空分主冷中有害雜質(zhì)的檢測摘要：介紹了空分生產(chǎn)過程中對主冷中碳?xì)浠锓治龅闹匾?。通過對碳?xì)浠锓治鰵庀嗌V儀的原理和性能的比較分析，為空分液氧中有害雜質(zhì)分析儀器的選擇配置提供參考。關(guān)鍵詞：碳?xì)浠锓治鰵庀嗌V儀空分裝置FID檢測器AboutharmfulAnalyzeInmaincoldLiquid-oxygenAbstract:ItintroducstheimportanceofanalysisabouthydrocarbonformaincoldsetintheProcessofairseparateproduction.PasstocomparewiththepoincipheandthefunctionofgasChrmatographyabouttheanatysisofthehydrocarbon,ItaffordesconcuttsfortoochooseanalyserAboutharmfulthingintheairseparatset.Keywords:HydrocarbonAnalyseGasChromatographyAirSeparateSetFIDDetector安全問題是最基礎(chǔ)、最重要、也是人們最關(guān)心的問題。從整個世界到一個家庭，從國民經(jīng)濟生產(chǎn)到人們的日常生活，都離不開安全。現(xiàn)代為大型冶金行業(yè)供氣的空分裝置日趨大型化，在整個生產(chǎn)過程中不可或缺，并且一般都沒有備用設(shè)備，如果發(fā)生嚴(yán)重事故，將影響整個冶金生產(chǎn)。深冷法分離空氣是目前工業(yè)生產(chǎn)氧氣、氮氣、氬氣的主要方法。制氧機在實際運行過程中，由于空分主冷凝蒸發(fā)器(含輔冷)中液氧不斷沸騰、蒸發(fā)，可爆物在此得以濃縮積聚，且摩擦沖擊最強烈，所以容易在主冷(含輔冷)中形成爆炸中心。與其它碳?xì)浠衔锵啾龋^剩的乙炔就會析出，以固體顆粒懸浮在液氧中。而乙炔又具有很高的化學(xué)活性，極易發(fā)生爆炸。因此，乙炔是最危險的物質(zhì)，必須嚴(yán)格控制其在液氧中的含量。除此之外，由于各地區(qū)各企業(yè)上空的大氣成分比較復(fù)雜，所以空分設(shè)備運行中除應(yīng)控制乙炔、碳?xì)浠衔锟偀N含量外，還要控制各單項組分含量。這是因為除乙炔外，有些單組分，例如丁二烯也是十分危險的可爆物，液氧中含量過高也會導(dǎo)致空分塔的爆炸。現(xiàn)代大型空分中，液氧中N20的影響也需要重視，它會促成逸群和其他碳?xì)浠锇l(fā)生爆炸，并且也可能堵塞取樣管［1。］因此，對于液氧中總烴含量及各單項組分含量時有超標(biāo)的空分設(shè)備，不但要控制液氧中的總烴含量，還要控制各單項組分含量。色譜分析是一種多組分混合物的分離、分析的工具。它以氣體作為載氣，當(dāng)樣品被送人進(jìn)樣器后，由載氣攜帶進(jìn)入色譜柱。由于樣品中各組分在色譜柱中的流動相和固定相間分配系數(shù)不同，在載氣的沖洗中，各組分在兩相間反復(fù)多次分配，使各組分在色譜柱中得到分離，然后由接在柱后的檢測器將各組分按順序檢測出來。最后由計算機色譜工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，至直打印出樣品的分析報告。因為需對液氧中9種碳?xì)浠镞M(jìn)行分析檢測，所以氣相色譜法在碳?xì)浠锞哂袩o法替代的優(yōu)勢。表1是普通氣相色譜儀的性能指標(biāo)和對各組分的分離狀況及最小檢測限，從中可以看出，氣相色譜儀適用于液氧中碳?xì)浠锏姆治?。?Table1總烴最小檢出限痕量雜質(zhì)直接檢測(V/V) 濃縮后檢測(V/V)

甲烷O.lX10-6/乙烷O.lX10-60.002X10-6乙烯O.lX10-60.002X10-6乙炔O.lX10-60.005X10-6丙烷0.2X10-60.005X10-6丙烯0.1X10-60.01X10-6異丁烷0.1X10-60.01X10-6正丁烷0.1X10-60.01X10-6丁二烯1.0X10-60.01X10-6碳?xì)浠锓治錾V圖我廠5、6、7號機現(xiàn)在采用在線氣相色譜法對空分設(shè)備主冷凝器液氧中痕量碳?xì)浠衔镞M(jìn)行分析，這種方式反應(yīng)迅速，可進(jìn)行在線檢測，自動進(jìn)行取樣、分析、結(jié)果處理并輸出數(shù)據(jù)。也可以在實驗室中采用變溫濃縮法檢測空分設(shè)備中痕量碳?xì)浠衔?，我廠以前3＃、4＃機的碳?xì)浠锓治鼍褪遣捎眠@種方法。氣相色譜儀對液氧中碳?xì)浠衔锏姆治鍪菍Σ杉囊貉跽魵膺M(jìn)行分析，由此分析的結(jié)果確定為該液氧中的碳?xì)浠衔锖俊，F(xiàn)在廣泛采用的采樣方式是對液氧進(jìn)行部份蒸發(fā)分時進(jìn)樣的采樣方式。但碳?xì)浠衔镌谝貉踔惺墙?jīng)固態(tài)或液態(tài)方式存在，部分蒸發(fā)分時進(jìn)樣不能保證分析的準(zhǔn)確性。因為隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，碳?xì)浠锏臐舛炔粩嗟脑龈?，會得出錯誤的檢測結(jié)果。從表2可以看出，碳?xì)浠衔锵鄬σ貉醵远际请y揮發(fā)組分，只要有液氧的存在，其蒸氣中的碳?xì)浠衔锒疾荒芊从程細(xì)浠衔镌谝貉踔械恼鎸嵈嬖冢魏螘r候分析的結(jié)果都不準(zhǔn)確。

表2Table2氧乙炔乙烯丙烯甲烷乙烷丙烷丁烷分子式0CHCHCHCHCHCHCH222243642638410標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下蒸發(fā)溫度90.17189.13169.45225.45111. 7184.52231.05272.65(K)從表3中可以看出，在對液氧進(jìn)行碳?xì)浠衔锉O(jiān)測時，隨著蒸發(fā)時間的延長液氧逐漸減少，液氧中碳?xì)浠衔锏暮恐饾u增大。如對用氣相色譜儀分析出的結(jié)果采用算術(shù)平均值的方法進(jìn)行計算，其結(jié)果的準(zhǔn)確性必須依賴液氧的蒸發(fā)過程為線性蒸發(fā)過程，這顯然不能成立。因此采用液氧部份蒸發(fā)對液氧中的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行監(jiān)測，其結(jié)果不能真實反映液氧中碳?xì)浠衔锏暮?。?Table3時間CHCHCHCHCC42624223413：3128.590.78000013：5134.361.15000014：1138.391.13000014：3145.891.72000014：5154.732.79000015：2072.919.66000015：48104.3811.920000平均值51.503.640000控制標(biāo)準(zhǔn)：CnHm〈50X10-6CaH〈0.21X10-6由于空分裝置對液氧中碳?xì)浠衔锏目刂茦O為嚴(yán)格，一旦分析不準(zhǔn)確將極有可能引起嚴(yán)重的爆炸事故（這從近幾年空分制氧行業(yè)發(fā)生的空分塔爆炸事故可以看到其危害性）。準(zhǔn)確地對液氧中碳?xì)浠衔镞M(jìn)行分析可以盡早發(fā)現(xiàn)問題及時處理避免事故的發(fā)生。要避免不準(zhǔn)確結(jié)果的出現(xiàn)就必須避免液氧這種非線性蒸發(fā)過程發(fā)生，為達(dá)此目的，解決方法有二：1．采用液體直接進(jìn)樣，我廠新投產(chǎn)的5、6、7號機就是采用這種方式，可以有效的避免碳?xì)浠镌谌?、進(jìn)樣過程中的富集，保證了取樣的準(zhǔn)確性。2．對液氧進(jìn)行全部蒸發(fā)后進(jìn)樣。我廠對碳?xì)浠锏膶嶒炇曳治鼍褪遣捎眠@種方法，下面加以說明。操作程序：用保溫容器從生產(chǎn)現(xiàn)場取一批次液氧，取3000ml蒸發(fā)瓶一個，往蒸發(fā)瓶內(nèi)倒人一定量液氧，敝開瓶口讓液氧蒸發(fā)，并重復(fù)以上操作（至少二次）以便將瓶內(nèi)空氣驅(qū)趕出蒸發(fā)瓶。然后將取得的液氧約6ml倒人蒸發(fā)瓶，立即蓋好瓶塞并夾緊排氣夾，待液氧全部蒸發(fā)后松開與氣相色譜儀相連的排氣夾由色譜儀進(jìn)行自動采樣分析，色譜儀分析的結(jié)果即為該批次液氧的真實碳?xì)浠衔锖俊Ｕ舭l(fā)瓶容積：V1=3000ml 液氧采樣容量：V=6ml換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為V2=4800ml（液氧氣化比為1：800，即：lml液氧氣化后在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為800ml氣氧）。根據(jù)氣體狀態(tài)方程，液氧全部蒸發(fā)后蒸發(fā)瓶承受的壓力為：P（絕）=（V+V）/V=0.26（MPa）211即瓶內(nèi)壓力只有0.16MPa（表壓）。經(jīng)試驗在該壓力下蒸發(fā)瓶能安全工作。由于已進(jìn)行空氣驅(qū)趕操作同時根據(jù)對空氣的色譜分析結(jié)果認(rèn)為可以忽略空氣中碳?xì)浠衔飳Y(jié)果的影響（見表4）。由此該次色譜儀分析的結(jié)果即為該批次液氧中碳?xì)浠衔锏暮浚ㄒ姳?）。表4Table4成份CHCHCHCHCC426242234分析值1.6100000表5Table5成份CH4CH26CH24CH22C3C4分析值90.752.9000001.必須遵守驅(qū)趕瓶內(nèi)空氣的