馬鎖良

（中國石油天然氣股份有限公司 大連石化分公司，遼寧 大連116031）

中國石油天然氣股份有限公司大連石化分公司柴油在線調(diào)和系統(tǒng)于2007年首次應(yīng)用SOLAⅡ總硫分析儀，對于控制柴油中的總硫質(zhì)量分數(shù)（小于50mg／kg）起到了重要的監(jiān)測作用。

1 SOLAⅡ總硫分析儀

1.1 簡 介

SOLAⅡ總硫分析儀，能夠用于檢測燃料油或天然氣等組分中的總硫質(zhì)量分數(shù)、工藝過程中微量硫監(jiān)測以實現(xiàn)催化劑保護，火炬氣排放總硫監(jiān)測以實現(xiàn)可靠排放而不污染環(huán)境。其紫外熒光分析方法符合標準ASTM D 5453—1993《輕質(zhì)烴及發(fā)動機燃料和其他油品的總硫含量測定法（紫外熒光法）》以及SH／T 0689—2000《輕質(zhì)烴及發(fā)動機燃料和其他油品的總硫質(zhì)量分數(shù)測定法（紫外熒光法）》中的總硫分析方法，該方法也是汽柴油新國標的推薦測量方法和最終仲裁方法。SOLAⅡ總硫分析儀的主要部件包括試樣注入閥、載氣流控制系統(tǒng)、混合腔、熱解爐、可選干燥器和脈沖紫外熒光檢測器（PUVF）。

1.2 原 理

如圖1所示，試樣注入閥周期性輸送少量的試樣進入空氣載氣?？諝猓嚇踊旌衔锿ㄟ^混合腔確保完全混合，然后進入熱裂解爐。在熱裂解爐中，約1 100℃時，所有試樣組分燃燒生成SO2，CO2和少量的H2O。可選干燥器去除試樣里由于燃燒產(chǎn)生的水分。在燃燒過程中產(chǎn)生SO2的質(zhì)量分數(shù)與石油產(chǎn)品中的總硫質(zhì)量分數(shù)是一致的。

圖1 汽油加氫脫硫裝置流程

如圖2所示，配置PUVF探測器的分析儀精確測量在燃燒過程中產(chǎn)生的SO2的質(zhì)量分數(shù)。由于SO2分子釋放出的熒光強度與SO2分子的質(zhì)量分數(shù)成正比，而SO2分子的質(zhì)量分數(shù)與總硫質(zhì)量分數(shù)是一致的，這為定量分析總硫質(zhì)量分數(shù)提供了理論依據(jù)。脈沖式的UV允許更高的能量被傳遞給試樣，來增加特定質(zhì)量分數(shù)SO2分子的熒光強度，因而能夠全面提高儀表的靈敏度。一旦特定波長的光線被選擇，能夠使用光電倍增管（PMT）檢測它的強度。PMT通過光電轉(zhuǎn)換原理把光線的強度轉(zhuǎn)化為電信號的大小。由PMT產(chǎn)生的信號通過分析儀電路和軟件處理后，生成需要分析的液相或氣相試樣中總硫質(zhì)量分數(shù)的報告。

圖2 總硫分析儀的工作原理示意

2 SOLAⅡ總硫分析儀系統(tǒng)構(gòu)成

該公司汽油升級中的SOLAⅡ總硫分析儀系統(tǒng)，由2套安裝于分析小屋內(nèi)的SOLAⅡ總硫分析儀、分析小屋外的2套試樣預(yù)處理單元、公用試樣回收單元及輔助設(shè)施構(gòu)成，分別對LCN產(chǎn)品冷卻器E－9106后和HCN產(chǎn)品冷卻器E－9110后的2路工藝介質(zhì)進行總硫質(zhì)量分數(shù)分析監(jiān)測。

3 SOLAⅡ總硫分析儀測量值與化驗室分析值的對比

SOLAⅡ總硫分析儀在該公司汽油加氫脫硫裝置測量數(shù)據(jù)與化驗數(shù)據(jù)對比見表1所列。

表1 汽油加氫脫硫裝置測量數(shù)據(jù)與化驗數(shù)據(jù)對比 mg／kg

續(xù)表1

通過幾個月的數(shù)據(jù)對比，可以看出，SOLAⅡ總硫分析儀比較穩(wěn)定，分析數(shù)據(jù)具有很好的平穩(wěn)性，能夠可靠、及時跟蹤過程的變化，準確反映過程的實際情況。SOLAⅡ總硫分析儀完全可以取代化驗，可以防止由于人工分析滯后可能發(fā)生的產(chǎn)品事故，消除了人工取樣可能產(chǎn)生的安全隱患，也節(jié)省了操作運行成本及工人的勞動強度。

4 SOLAⅡ總硫分析儀應(yīng)用注意事項

SOLAⅡ總硫分析儀在實際應(yīng)用中應(yīng)注意如下幾點：

1）SOLAⅡ總硫分析儀系統(tǒng)安裝完成后，除了對分析儀的信號回路、供電回路檢查校對外，關(guān)鍵是在工藝裝置吹掃、氣密、水運、油運前，關(guān)閉分析儀的相關(guān)閥門、預(yù)處理中的閥件及工藝一次取樣閥、儀表供風(fēng)閥及工業(yè)氮氣等相關(guān)閥，防止由于維護人員不到位導(dǎo)致?lián)p壞預(yù)處理部件及分析儀表。

2）維護人員要與工藝人員同步進行對SOLAⅡ總硫分析儀預(yù)處理之前的工藝取樣管道吹掃、氣密、水運、油運，隨時發(fā)現(xiàn)問題并處理，直到工藝裝置生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，再投用預(yù)處理及回收系統(tǒng)。

3）工藝裝置生產(chǎn)出合格產(chǎn)品后，對預(yù)處理單元進行分級排污貫通，保證快速回路到回收單元暢通，同時檢查、確認回收單元是否運行正常，保證其完好性。將去SOLAⅡ總硫分析儀的氣動控制閥關(guān)閉，待試樣過濾較透明后，在SOLAⅡ總硫分析儀內(nèi)的試樣注入閥前斷開排放試樣，直至徹底干凈，才能連接到試樣注入閥上。

4）SOLAⅡ總硫分析儀投用前，對儀表供風(fēng)及氮氣分別在過濾減壓器前后逐級排放污物，直至干凈。調(diào)整相關(guān)部件閥門達到和SOLAⅡ總硫分析儀出廠設(shè)定值一致，送電啟動分析儀。

5）最后檢查、確認，保證SOLAⅡ總硫分析儀供電、信號輸出等相關(guān)項目完好無誤后，按程序給分析儀送電，并觀察其運行狀態(tài)是否正常。

5 結(jié)束語

SOLAⅡ總硫分析儀在2.25Mt／a催化汽油加氫脫硫裝置的成功應(yīng)用，保證了SOLAⅡ總硫分析儀的可靠運行，為工藝安全生產(chǎn)起到了保障作用。

［1］王森，董鎮(zhèn)，郭肇新，等.在線分析儀器手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［2］高喜奎，朱衛(wèi)東，程明霄.在線分析系統(tǒng)工程技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

［3］符清靈、王森.在線分析儀表工工作手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

［4］王森，易若云，蔣家貴.儀表常用數(shù)據(jù)手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［5］陸德民，張振基，黃步余.石油化工自動控制設(shè)計手冊［M］.3版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［6］倪蓓，龍軍，付興國，等.GB 17930—2011車用汽油［S］.北京：中國標準出版社，2011.

［7］倪蓓，龍軍，李文樂，等.GB 19147—2013車用柴油（Ⅴ）［S］.北京：中國標準出版社，2013.

［8］吳國良，王麗君.SH／T 0689—2000輕質(zhì)烴及發(fā)動機燃料和其他油品的總硫測定法（紫外熒光法）［S］.北京：中國標準出版社，2000.

［9］［美］SHERMAN L E.過程分析儀試樣預(yù)處理系統(tǒng)技術(shù)［M］.馮秉耘，高長春，譯.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［10］曲鴻文.在線分析儀表在煤氣化裝置中的應(yīng)用及其預(yù)處理系統(tǒng) 的 改 造 ［J］.化 工 自 動 化 及 儀 表，2013，40（06）：714－719.