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【案例解析】氣相色譜儀在焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目中的應(yīng)用

來源:北京普瑞分析儀器有限公司   2024年08月19日 13:17  

  目前我國在建焦化及焦?fàn)t煤氣制甲醇、LNG項(xiàng)目有很多,本文擬通過一個(gè)經(jīng)典焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目的成功案例,來和大家分享下氣相色譜在焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目中的應(yīng)用情況。

作為一名設(shè)計(jì)師,除了要有設(shè)計(jì)水平,行業(yè)動(dòng)態(tài)也應(yīng)時(shí)刻關(guān)注,這兩年就個(gè)人設(shè)計(jì)工作而言,焦化、焦?fàn)t煤氣制甲醇、LNG項(xiàng)目相對比較多,可見這類項(xiàng)目近年比較熱。個(gè)人分析是由于國家將持續(xù)推動(dòng)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,我國焦化行業(yè)仍以淘汰過剩及落后產(chǎn)能、加強(qiáng)裝備水平升級、推廣使用干熄焦節(jié)能技術(shù)、園區(qū)化及集約化發(fā)展、完善并延伸產(chǎn)業(yè)鏈等為重點(diǎn)發(fā)展方向,從而推動(dòng)實(shí)現(xiàn)焦化行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型升級。

 

焦?fàn)t煤氣作為煉焦過程中最主要的副產(chǎn)品,與煤化工相比,焦?fàn)t煤氣合成產(chǎn)品具有明顯成本優(yōu)勢和很少的政策限制。

 

綜上可知,目前我國在建焦化及焦?fàn)t煤氣制甲醇、LNG項(xiàng)目會(huì)很多,本文擬通過一個(gè)經(jīng)典焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目的成功案例,來和大家分享下氣相色譜在焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目中的應(yīng)用。

 

項(xiàng)目概況

 

本項(xiàng)目生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)7t/a LNG11t/a甲醇。年操作8000小時(shí)。

 

本項(xiàng)目主要有氣柜、焦?fàn)t氣壓縮、精脫硫、甲醇合成、合成氣壓縮、甲醇精餾、MDEA脫碳裝置、冷劑壓縮、螺桿壓縮、干燥液化裝置、甲醇罐區(qū)、LNG罐區(qū)、循環(huán)水等裝置。

 

色譜使用實(shí)景展示

色譜使用實(shí)景.jpg

 

主要分析項(xiàng)目及控制指標(biāo)

序號

分析項(xiàng)目

分析內(nèi)容

控制指標(biāo)

氣柜



1

煤氣

O2

<0.5%(體積)

焦?fàn)t氣壓縮



1

氮?dú)?/span>

O2

0.1(v%)

精脫硫



1

焦?fàn)t氣

H2S

275mg/Nm3



有機(jī)硫(包括二甲基噻吩、硫醚、硫氧化碳)

30mg/Nm3

2

焦?fàn)t氣

H2S

304mg/Nm3



有機(jī)硫

1.5mg/Nm3

3

焦?fàn)t氣

H2S

32mg/Nm3



有機(jī)硫

<0.1ppm

4

焦?fàn)t氣

H2S、有機(jī)硫

<0.1ppm

5

焦?fàn)t氣

H2S、有機(jī)硫

<30ppb

6

焦?fàn)t氣

分析焦?fàn)t氣組成


甲醇合成



1

合成氣

H2




CO




CO2




CH4




N2




CH3OH




O2


2

熱媒

H2




CO




CO2




CH4




N2




CH3OH


合成氣壓縮



1

氮?dú)?/span>

O2

0.1(v%)

甲醇精餾



1


甲醇

54~58%(wt)



乙醇

0.16%(wt)



CO

0.33%(v)

MDEA脫碳裝置



1

原料氣

H2




CO




CO2




CH4




N2




CmHn


2

吸收氣

H2




CO




CH4




N2




CmHn


3

脫碳?xì)?/span>

H2




CO




CH4




N2




CmHn




CO2


冷劑壓縮



1

氮?dú)?/span>

O2

0.1(v%)

螺桿壓縮



1

氮?dú)?/span>

O2

0.1(v%)

2

氮?dú)?/span>

O2

0.1(v%)

干燥液化裝置



1

天然氣

全組份


2

乙烯

C2H4




C2H2




CO2


3

丙烷

C3




C5+




CO2


4

異戊烷

異戊烷




正戊烷




C6+




CO2


 

注:由于涉及部分工藝包,故對分析項(xiàng)目和控制指標(biāo)做了刪減。

 

從以上分析表格中我們可以看到,此類項(xiàng)目色譜主要用來分析氣體、醇類等組分,色譜配置需要看分析項(xiàng)目和控制指標(biāo)及分析頻次,此外還需根據(jù)業(yè)主實(shí)際情況來綜合考慮,比如是否有依托的老化驗(yàn)室、是否一些項(xiàng)目不測考慮委托有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)定期來檢測等等,比如焦?fàn)t煤氣制甲醇、LNG等項(xiàng)目,作為原料氣焦?fàn)t煤氣在上游也就是焦化項(xiàng)目中會(huì)檢測其組分,那作為下游企業(yè)是否還需要再檢測,這些就需要企業(yè)根據(jù)自身管理機(jī)制等自行決定。

 

在此類項(xiàng)目中大部分都是常規(guī)檢測,這類色譜比較好配置,有一些微量組分如硫化時(shí)分析有機(jī)硫<0.1ppm;脫硫槽出口有機(jī)硫<30ppb;干燥液化裝置異戊烷中CO250ppm等項(xiàng)目含量很低,就比較難檢測,需要選擇合適的檢測器和色譜柱等。

 

GC-9280氣相色譜儀.jpg

色譜配置

 

本項(xiàng)目業(yè)主最終根據(jù)分析項(xiàng)目、控制指標(biāo)和分析頻次結(jié)合業(yè)主操作人員的數(shù)量,對氣相色譜做了如下配置。

1、儀器配置匯總表

序號

設(shè)備名稱

單位

數(shù)量

說明

1

普瑞GC-9280型氣相色譜儀

2

對排放氣、原料氣、吸收塔頂氣、脫碳?xì)獬R?guī)組分分析

2

普瑞GC-9280型氣相色譜儀

1

煤氣、MDEA溶液分析

3

普瑞GC-9280型氣相色譜儀

1

焦?fàn)t氣分析

4

普瑞GC-9280型氣相色譜儀

2

精甲醇、雜醇、粗甲醇分析

5

普瑞GC-9280型氣相色譜儀

1

LNG、混合冷劑分析

 

2、儀器配置清單

1)樣品基體:排放氣、原料氣、吸收塔頂氣、脫碳?xì)夥治鼋M分:煤氣中O20.5%),氮?dú)庵?/span>O20.1%),冷劑壓縮:N2O20.1%,螺桿壓縮:N2O20.1%,焦?fàn)t氣全分析(主要為H2O2、N2、CH4、CO、CO2、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯)

序號

名稱

規(guī)格型號

數(shù)量

單位

備注

1

氣相色譜儀

氣相色譜主機(jī)GC-9280

1


2

TCD填充系統(tǒng)

2

個(gè)


3

填充注樣器系統(tǒng)

2

個(gè)


5

自動(dòng)十通閥

1

個(gè)


6

自動(dòng)六通閥

1

個(gè)


7

Porapak Q   6m*3mm

1


8

5A分子篩  3m*3mm

1


9

GDX-104   3m*3mm

1


10

色譜備件箱

1


11

工作站

PR-3000軟件

1

個(gè)


12

聯(lián)想揚(yáng)天M4000q電腦

1


13

HP激光打印機(jī)

1


14

氣體凈化器


1


15

標(biāo)氣


1


描述:采用TCD檢測器,氫氣做載氣,十通閥進(jìn)樣,Q柱預(yù)分離,5A柱分析O2、N2CO、CH4,其余組分通過十通閥反吹出去;六通閥進(jìn)樣,GDX-104柱分析二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯。差減法計(jì)算氫氣的含量。

 

2)、樣品基體:煤氣、MDEA溶液

分析組分:苯、萘(1ppm以上)、MDEA

序號

名稱

規(guī)格型號

數(shù)量

單位

備注

1

氣相色譜儀

氣相色譜主機(jī)GC-9280

1


2

FID毛細(xì)系統(tǒng)

2

個(gè)


3

毛細(xì)注樣器系統(tǒng)

2

個(gè)

采用鈍化后的注樣器及管路

4

HP-WAX   30m*0.32mm*0.50um

2


5

自動(dòng)惰性六通閥

2

個(gè)


6

色譜備件箱

1


7

工作站

PR-3000軟件

1

個(gè)


8

聯(lián)想揚(yáng)天M4000q電腦

1


9

聯(lián)想LJ2205激光打印機(jī)

1


10

氣體凈化器


1


11

標(biāo)樣和內(nèi)標(biāo)

國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供

1


12

標(biāo)氣


1


描述:采用FID檢測器,氮?dú)庾鲚d氣,HP-WAX 柱分析苯、萘,苯用六通閥進(jìn)樣。

 3)樣品基體:焦?fàn)t氣

分析組分:H2S10ppb以上、有機(jī)硫(二甲基噻吩、硫醚、硫氧化碳):1ppm以上。

序號

名稱

規(guī)格型號

數(shù)量

單位

備注

1

氣相色譜儀

氣相色譜主機(jī)GC-9280

1


3

FPD毛細(xì)系統(tǒng)

2

個(gè)

鈍化氣路、檢測器

4

毛細(xì)注樣器系統(tǒng)

2

個(gè)

5

惰性自動(dòng)六通閥

2

個(gè)


6

HP-PLOT Q   30m*0.53mm*20.0um

2


7

色譜備件箱

1


8

工作站

PR-3000軟件

1

個(gè)


9

聯(lián)想揚(yáng)天M4000q電腦

1


10

聯(lián)想LJ2205激光打印機(jī)

1


11

氣體凈化器


1


12

標(biāo)氣


1


描述:采用FPD檢測器,氮?dú)庾鲚d氣,惰性六通閥進(jìn)樣,HP-PLOT Q柱分析,外標(biāo)法定量。

 

4)樣品基體:精甲醇、雜醇、粗甲醇

分析組分:粗甲醇中甲醇(1ppm -90%)、輕組分(二甲醚):1ppm以上,

甲醇?xì)堃褐屑状迹?/span>1ppm-0.5%,

雜醇:甲醇:1ppm-30%、丁醇:1ppm-12% 

序號

名稱

規(guī)格型號

數(shù)量

單位

備注

1

氣相色譜儀

氣相色譜主機(jī)GC-9280

1


2

FID毛細(xì)系統(tǒng)

2

個(gè)


3

毛細(xì)注樣器系統(tǒng)

2

個(gè)

采用鈍化后的注樣器

4

HP-PLOT Q  30m*0.53mm*20.00um

2


5

色譜備件箱

1


6

工作站

PR-3000軟件

1

個(gè)


7


聯(lián)想揚(yáng)天M4000q電腦

1


8


聯(lián)想LJ2205激光打印機(jī)

1


9

氣體凈化器


1


10

標(biāo)樣

國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心提供

1


描述:采用FID檢測器,氮?dú)庾鲚d氣,HP-PLOT Q柱分析甲醇、丁醇、二甲醚。

 

5)樣品基體:LNG、混合冷劑

分析組分:氫氣、氮?dú)?、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷、己烷?/span>

各組分檢出限:氫氣、氮?dú)狻⒀鯕?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷,以上組分0.1%以上,丙烷、異丁烷、正丁烷、異戊烷、正戊烷、己烷,以上組分1ppm以上。微量的一氧化碳、二氧化碳(1ppm以上)。

 

序號

名稱

規(guī)格型號

數(shù)量

單位

備注

1

氣相色譜儀

氣相色譜主機(jī)GC-9280

1


2

TCD單填充系統(tǒng)

1

個(gè)


3

FID毛細(xì)系統(tǒng)

1

個(gè)


4

毛細(xì)注樣器系統(tǒng)

1

個(gè)


5

填充注樣器系統(tǒng)

1

個(gè)


7

輔助系統(tǒng)

1

個(gè)


8

自動(dòng)十通閥

2

個(gè)


9

自動(dòng)六通閥

2

個(gè)


10

HP-PONA   50m*0.25mm*0.50um

1


11

13X分子篩   3mm*3m

1


12

Porapak N    3mm*6m

1


13

Porapak Q   6m*3mm

1


14

TDX-01    1m*3mm

1


15

轉(zhuǎn)化爐

1

個(gè)


16

色譜備件箱

1

隨機(jī)附帶

17

工作站

PR-3000軟件

1

個(gè)


18

聯(lián)想揚(yáng)天M4000q電腦

1


19

聯(lián)想LJ2205激光打印機(jī)

1


20

氣體凈化器


1


21

標(biāo)氣


1


描述:一次進(jìn)樣全分析。采用TCD檢測器,氦氣做載氣,十通閥進(jìn)樣,一根N柱預(yù)分離,13X柱分離氫氣、氮?dú)?、甲烷、一氧化碳,二氧化碳、乙烷在六通閥的氣阻上出,其它氣體通過十通閥反吹出去。C3開始的物質(zhì)采用FID檢測器分析,六通閥進(jìn)樣,氮?dú)庾鲚d氣,HP-PONA柱分析。采用FID檢測器,氮?dú)庾鲚d氣,十通閥進(jìn)樣,Q柱預(yù)分離,TDX-01柱+轉(zhuǎn)化爐分析微量的二氧化碳,其余組分通過十通閥反吹出去。

 小結(jié):

色譜配置除與分析項(xiàng)目、控制指標(biāo)、分析頻次有關(guān)外,由于每個(gè)企業(yè)都有自身的特點(diǎn),自動(dòng)化程度的高低和實(shí)驗(yàn)室人員配置及企業(yè)資金情況也會(huì)影響色譜的配置,這就需要設(shè)計(jì)人員前期一定要與業(yè)主溝通交流,在滿足生產(chǎn)的前提下,盡量滿足業(yè)主需求。


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