应用于空分装置液氧中碳氢化合物的检测

1 .空气中有害杂质及控制指标

    空气中的有害杂质很多 ,对空分生产设备安全具有危险性的有害杂质主要包括 :

(1) 有堵塞组分 :水分 、二氧化碳 、一氧化二氮 ;

(2) 有可燃性组分 :甲烷 、乙炔 、乙烯 、乙烷 、丙烯 、丙烷 、其他碳氢化合物 、氮的氧化物 、臭氧 ;

(3) 有腐蚀性气体组分 :二氧化硫 、三氧化硫 、硫化氢 、氯气 、氨 、其他硫化物 、其他氯化物等。

    在空气分离过程中 ,碳氢化合物随着空气液化进入下塔液化空气中 ,然后又随着液化空气进入上塔 ,聚集在液氧中，碳氢化合物聚集在液氧中，容易引起装置爆炸，所以，要对液氧中的碳氢化合物含量进行控制。

2 .液氧中乙炔、碳氢化合物

    为安全起见 ,空分设备在生产过程中 ,要求对液氧中碳氢化合物的含量进行监测。其中,乙炔的危害性，要求单独测定。

    同时要检测碳氢化合物的总含量。乙炔是一种不饱和的碳氢化合物 ,具有高度的化学活性，性质极不稳定，固态乙炔在无氧的情况下也可能发生爆炸 ,分解出碳和氢 ,并放出热量。如果乙炔在分解时存在氧气 ,则生成的碳和氢又与氧化合 ,发生氧化反应并进一步放出热量 ,从而加剧了爆炸的威力。液氧中除乙炔外 ,还有甲烷、乙烷 、丙烷 、乙烯、丙烯等其他碳氢化合物。这些物质均是可燃物质 ,有时虽然乙炔含量没有超标 ,但如果碳氢化合物含量超过一定限度 ,也有产生爆炸的危险 ,因此 ,要求这些碳氢化合物的总量必须控制在允许范围以内。要减少碳氢化合物的危害 ,就要做到空分装置吸入的空气纯净 ,尽量远离碳氢化合物 、氮氧化物等有害杂质发生源 ;对吸入的空气进行吸附过滤。分子筛不仅能够吸附清除空气中的水分 、二氧化碳和乙炔 ,还能吸附碳氢化合物 ,以尽可能减少液氧中碳氢化合物的含量 。

3 .液氧中碳氢化合物分析取样办法

    空分装置的液氧取样一般分手工取样和管道取样 。由于液氧样品中各烃类组分的沸点相差较大 ,如取样过程中各组分不能同步汽化 ,会造成分析数据失准或波动 ,所以要求液氧取样尽量保证各烃类同步汽化。另外 ,取样样品应具有代表性 ,以确保分析数据准确 。表2是液氧及常见烃类组分的沸点 。

液氧及常见烃类组分沸点 

(1) 手动取液氧分析。打开液氧取样阀门 ,充分置换取样管道 ;将取样保温杯用液氧样品置换多次 ,接满液氧样品 ,将专用取样量筒(2ml)浸入液氧中;再将取样器用液氧冲洗数次；将充满液氧的小量筒放入专用取样器中 ,快速旋上盖子，保证气密良好，待取样器达到常温后即可送至色谱分析 。

(2) 管道取液氧分析。主冷液氧经过汽化罐后 ,由管线直接引入分析室 。或者经旁通分流后 ,再由管线引入分析室 。

4 .液氧中乙炔和碳氢化合物的检测

   对液氧中的乙炔和碳氢化合物的总含量的测定,可以采用以下方法 :

( 1) 使用带氢焰检测器的总烃气体分析仪,进行在线连续检测。

( 2) 用带氢焰检测的气相色谱仪,进行非连续取样测定液氧中各类烃的含量 。

     所用仪器为GC-LTC在线总烃分析仪，自动点火，结果直读，4～20mA信号远传，便于远程监控;在线监测，无需取样，测量及时可靠，标定简便，只需扳动面板上的切换阀即可方便的完成零点和量程的标定;样品两路切换，通过面板上的切换阀即可进行两路样气的切换;控制脱烃工艺。

     GC-LTA型痕量烃色谱分析仪为自动气相色谱仪，可以连续、自动地进行空分工艺中液态氧、液态空气、吸风口空气中的痕量碳氢化合物的分析，时时监测易组分C1-C4的含量变化情况，从而提供空分设备主冷凝器安全运行的重要参考数据，同样可作为石油化工、钢铁和气体工业检测碳氢化合物的过程控制仪。