國產在線全餾程分析儀的原理及應用

高 煜

（大慶市創業集團南垣股份公司，黑龍江大慶 163000）

分餾塔在石油煉制過程中想要得到控制，就需要對塔頂油品的干點與塔底的出餾點進行控制，油品的生產過程以及出餾點值的動態變化通過在線油品全餾程分析儀能夠實現實時監測。與人工采集分析化驗相比，有著明顯的優勢，人工定時采集滯后量大，通過采集的數據結果進行操作調整往往對質量產生一定的影響，尤其是工藝方案與工藝技術不是很穩定的情況下，影響的程度更加明顯。國產在線全餾程分析儀提高了操作人員的穩定性，對產品分布進行科學合理的控制，保障產品質量，生產過程中應用國產在線全餾程分析儀，已經成為了優化控制的重要組成部分。

我國目前對于測量石油餾分沸點的主要方法有兩種，分別為模擬蒸餾氣相色譜法和蒸餾分析法。石油或類似樣品蒸餾曲線中經常使用模擬蒸餾氣相色譜技術；蒸餾分析法又可以分為兩種基本形式，分別為平衡閃蒸式測油溫法、恩氏蒸餾式光電檢滴測油氣溫度法。經常使用的AOB—LC1型在線全餾程自動分析儀使用的就是恩氏蒸餾式光電檢滴測油氣溫度法。該儀器防爆等級達到了dIIAT3，目前廣泛應用在一些易燃易爆的場所，尤其是一些催化裂化裝置、常減壓裝置上。

1 國產在線全餾程分析儀儀表原理、結構

蒸餾裝置的儀表設計時要符合國家的相關標準和要求，工作原理基本與標準方法相似，計算機將蒸餾速度控制在4～5mL/min，圖1所示為儀表原理流程。

圖1 儀表原理圖

位移機構I/O控制器與光電檢測器等組成了液位跟蹤檢測及加熱控制裝置，配合計算機系統實現工業控制自動完成。計算機根據蒸餾過程中油品溫度和液位的變化，對加熱功率實現自動的調節，測量流程為：對定量后的燒瓶進行加熱，加熱的油品蒸餾速度按照國際標準4～5mL/min。測量過程由初餾點開始到油氣溫度拐點出現，測量出終餾點，測量過程結束。全部油品液面高度由量筒收集，也就是檢測步進電機的總步數。步進電機在整個蒸餾過程中每上升0.25mL，就需要使用儀表記錄相應溫度，通常根據記錄下的各餾出點溫度使用計算機對餾程溫度進行計算，樣品經過預處理系統后進入流量計中實現流量調節，油品在電磁閥SV1失電的情況下從3端返回，其余的電磁閥依舊按照最初的設定工作，圖2為時序圖。

圖2 電磁閥工作時序圖

油品的加熱功率在最開始被加熱的時候能夠達到800W，在出餾點前5min，將功率調整為300W，根據速率對出餾點的加熱功率進行調整，從220W開始逐漸的上升。儀器的加熱功率在初始時、出餾點前、出餾點后等階段內是存在差異的，根據實際的情況計算機進行自動調整。避免初餾點檢測時誤差的產生，就要設定為油滴連續滴出模式。對初餾點進行系統檢測，隨著油氣溫度的不斷上升，溫度在上升到最高點的時候出現下降的趨勢，這時候的溫度就為終餾點。想要避免分析出現誤差，提高數據的有效性，儀器檢測需要設定在小于等于90%，如果不能正常檢測，檢測結果視為無效。燒瓶在分析完成后需要對其進行循環沖洗，才能保障溫度的不斷下降，溫度下降到一定數值時新的周期就開始運行。程序運行圖見圖3。

1）重新開始：該階段加熱杯重新循環沖洗降溫，步進電機在檢測餾程時回到底部。

2）重新進油前排油：關閉進油閥門，對加熱杯中殘留物質進行清理，步進電機回到零位。

3）開始進油：打開進油閥，將油加入加熱杯中，加熱到一定時間后停止。

4）加熱準備：對多余的油樣進行加熱，邊加熱邊通過溢流閥排出。

5）加熱開始，判斷出餾點：加熱加熱杯的同時判斷出餾點。

6）從出餾點開始到10%點判斷：達到10%時，30%點判斷；達到30%點到，50%點判斷。

7）從50%點開始到70%點進行判斷：達到70%點，90%點判斷；達到90%點，95%點判斷。

8）到終餾點判斷：達到95%點，98%點判斷；達到98%點，終餾點判斷。

9）終餾點到，參數輸出。

圖3 程序運行圖

該餾程儀在設計的時候安裝了專門的處理系統，通過油品過濾器能夠對油品中的雜質起到過濾作用，油中的顆粒通過大流量的流通時帶回到管道中，因此過濾裝置安裝在與流速垂直的通道上，以達到清洗的作用。根據場合的不同，選擇合適的篩網目數。

2 國產在線全餾程分析儀運行情況

經過在工藝現場應用在線油品蒸餾分析儀發現，全餾程分析儀在一線油品中的檢測，將一些重要的產品質量信息提供給操作生產人員，方便操作人員通過數據信息對生產過程進行優化控制。在考核全餾程分析儀技術性能過程中，一定要使用人工定期采樣和不定期采樣分析技術，然后與全餾程分析儀測量結果進行比較。通過分析我們可以看出：全餾程自動分析儀通過程序的設定實現數據信息的自動分析，數據分析結果滿足儀器再現性要求。缺點就是終餾點的數值與初餾點的數值存在一定的誤差，誤差的產生主要有以下幾種因素。

2.1 待測量油品溫度達不到要求

儀器在每一次測量分析完成之后，都需要對殘留的熱量進行消除，以達到冷卻樣品溫度的目的。主要采取的就是外設循環水或者工藝樣品的不斷流動，但是實際的操作過程中，加熱棒功率一般都很高，只是使用循環沖洗的方法不能有效地降低油品的溫度，不能按照要求讓油品在規定的時間內降至標準范圍之內。

2.2 測量系統清洗達不到要求

整套測量系統在分析完成后，需要進行徹底的清洗，同時需要對冷凝管和收集器在分析周期完成后使用儀表風對其進行吹掃工作，但是實際中油管中的油滴沒有及時有效的清理干凈，沒有達到清洗的標準，這就給下次測量造成一定的誤差，影響測量結果的準確度。

2.3 油滴光電檢測器長時間計算是否準確

油滴光電檢測器在液體汽化冷卻后能否長時間的保障計算的準確度，也是影響的關鍵因素之一。步進電機可能因為玻璃管中存在雜質而造成失步，油滴在冷凝的初期都成串向下滴，這就會造成光電檢測測量過程比較困難。

2.4 油品加熱自動控制達不到要求

油品在儀器中加熱時，加熱功率的自動控制不能滿足標準要求，油品的性質可能發生改變，產生一定的誤差，這時候儀表適應性變差。

2.5 細節方面有所欠缺

一些細節方面可能還存在不足，例如燒瓶因為工藝裝置油品壓力波動或者進油管線堵塞時造成油樣不足或者沒有，但是分析儀卻對燒瓶持續加熱，直到超溫保護啟動后才停止，一旦溫度有所下降，還會重新加熱，出現玄幻的狀態，這樣的情況下很容易造成加熱器件的損壞，縮短其使用壽命。同時一些零件的質量比較差，長時間維修也會加大工作量。

3 結束語

AOB-LC1型在線全餾程自動分析儀器還存在一定的問題和不足，但是也是目前我國比較先進的一種在線油品質量分析儀，按照國際標準和要求進行設計制造的。在線全餾程分析儀實現了實時數據控制，指導生產的同時還能與各種先進控制系統相結合，嚴格地控制航煤指標，降低了操作難度，提高了輕油采收率，創造了更多的經濟效益。