激光气体分析仪在RFCC再生烟气测量中的应用.pdf

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1、化工自动化及仪表第39卷激光气体分析仪在RFCC再生烟气测量中的应用傅泽宏(中国石化镇海炼化分公司，浙江宁波315207)摘要阐述半导体激光吸收光谱技术的原理。激光气体分析仪的结构和性能特点，以及激光气体分析仪在重油催化裂化再生烟气测量中的实际应用。投运结果表明：该分析仪能较好地满足重油催化裂化再生烟气组分分析的需求。关键词激光气体分析仪催化裂化再生烟气半导体激光吸收光谱中图分类号TH83文献标识码B文章编号t000-3932(2012)ll一1418-06随着世界各国对环境保护的日益重视，汽车尾气污染问题显得越

2、来越突出，国家环保总局制定了更为严格的清洁汽油排放标准，标准规定轻型汽车欧Ⅲ排放标准自2007年7月113起在全国实施，欧Ⅳ标准于2010年7月113起在全国实施。镇海炼化公司在实际生产过程中，要长期、稳定地大规模生产符合欧Ⅲ标准汽油，还是要通过技术改造，将占汽油总产量约70％的催化汽油进行改质，生产出低硫、低烯烃的汽油组分。因此，怎样对现有催化装置在催化剂、工艺条件及装置结构等方面进行技术改造，实现降低汽油烯烃并适当增产丙烯，对于保持该公司今后几年的效益增长和加快汽油质量升级，显得尤为重要。催化裂化装置(Res

3、idueFluidCatalyticCrack-ingUnit，RFCCU)运行质量，追求可靠、连续的再生器烟气的分析也就显得十分重要。监测催化剂的再生(烧焦)情况，必须对再生后的烟气进行在线分析。再生烟气的分析，在仪表技术上已没有任何问题，无论使用工业色谱仪分析CO、CO：和O：，还是用红外分析仪测量CO和CO：，或是磁氧分析仪测量0：，技术都是很成熟的，但取样系统是否可靠才是分析成功的关键。目前，该公司180万t／a重油催化裂化装置和300万t／a催化裂化联合装置使用的取样系统都是把带有大量粉尘和SO：的样品

4、从工艺过程取出来后再进行处理，而烟气的温度高(高达7000C)、含大量细小的催化剂粉尘、水和酸性气体(SO，等)，使样品的输送和处理相当困难。粉尘和水易板结，使输送管易于堵塞；酸性气体与水混合后极易腐蚀样品的输送系统；而且高温烟气也加剧了样品输送管的磨损。因此，这两套装置的再生烟气取样系统样品输送部件极易被腐蚀穿孔或堵塞。笔者将介绍采用半导体激光吸收光谱(DiodeLaserAbsorptionSpec-troscopy，DLAS)技术的气体分析仪在催化裂化再生烟气分析中的成功应用。1气体分析仪原理与传统红外光谱

5、技术相同，DLAS技术本质上是一种吸收光谱技术，通过分析光被气体的选择吸收来获得气体浓度。但与传统红外光谱技术不同，半导体激光吸收光谱技术的半导体激光光源的光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。镇海炼化公司催化裂化再生烟气分析仪系统采用调制光谱技术(图1)测得气体吸收前由于其他因素产生的激光透过率，以及气体吸收时复合因素产生的激光透过率，因而可自动修正粉尘和光学视窗污染对测量分析带来的影响。2分析仪系统激光气体分析仪的结构如图2所示。安装时只需将发射单元和接收单元通过标准法兰对准，并固定在被测烟气管道两侧，即可进行在

6、线实时烟气分析。发射单元发出的激光束穿过被测气体，由安装在管道相对方向上的接收单元中的光电探测传感器接收。分析系统同时配置有吹扫系收稿日期：2012-08-01(修改穰)第11期傅泽宏．激光气体分析仪在RFCC再生烟气测量中的应用光源I时间传统光谱气体检测测最信图1调制光谱技术测量原理统等辅助设备。吹扫系统控制工业用氮气对发射单元和接收单元进行正压吹扫，不仅达到了正压防爆的目的，而且避免了粉尘及焦油等长期污染光学视窗而造成激光透射光强大幅下降的问题，维护时只需将发射和接收两端玻片上的灰尘和污渍擦净即可，维护量很小

7、，周期可达3个月以上。图2激光气体分析仪结构分布3激光分析仪在RFCC再生烟气分析中的应用3．1反应再生系统工艺流程改造为了应对更为严格的清洁汽油新标准和市场对丙烯的需求，镇海炼化分公司开发了生产汽油组分满足欧Ⅲ标准并增产丙烯的催化裂化工艺技术(MIP．CGP)。首先，将提升管分为预提升段和反应区两部分，反应区分第一反应区和第二反应区；随后，为调控第二反应区的剂油比又新增汽提器底部到第二反应区的待生剂循环管线和循环塞阀，将一部分经过汽提的待生催化剂返回第二反应区底部；最后，第二再生器外旋改为3组内旋，第一再生器增

8、加隔栅，以强化烧焦效果。改造后一个扫描周期时lilJ半导体激光气体检测净，C体粉尘oC体的反应和再生系统流程如图3所示。外取热器图3改造后反应再生系统流程示意图催化再生烟气分析仪用于连续检测再生烟气中的O：、CO和CO：含量，对催化剂的再生操作起着重要的指导作用。由于再生烟气具有温度高、含水高(可达10％)、含催化剂颗粒多，且分布不均匀(从0—20．J．m多的颗粒都有)的