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丁二烯抽提裝置反應(yīng)體系中氧濃度 監(jiān)測(cè)解決方案
方案背景
在石油化工行業(yè)中，丁二烯抽提裝置是生產(chǎn)高純度丁二烯的關(guān)鍵設(shè)備。在生產(chǎn)過程中，丁二烯作為高度易燃的不飽和烴，其爆炸極限為 1.1%~16.3%（體積分?jǐn)?shù)），且在氧氣存在下易發(fā)生氧化反應(yīng)生成過氧化物，存在極大的安全隱患。為保障裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行，需對(duì)反應(yīng)體系中的氧濃度進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，需符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50160）等對(duì)易燃?xì)怏w生產(chǎn)裝置的氧氣濃度監(jiān)測(cè)要求。
需求分析
（一）監(jiān)測(cè)環(huán)境需求
裝置內(nèi)存在爆炸性氣體環(huán)境，危險(xiǎn)劃分屬于 1 區(qū)（Zone1），要求分析儀表柜內(nèi)電子設(shè)備及電氣元件需滿足相應(yīng)電氣防爆等級(jí)要求，并經(jīng)國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證。
（二）功能需求
實(shí)現(xiàn)對(duì)氧含量的連續(xù)測(cè)量，測(cè)量范圍為 0-10ppm。
具備預(yù)處理功能，包括對(duì)樣品的除水、過濾、汽化減壓等處理，且處理單元位置應(yīng)盡量靠近工藝管線采樣取源點(diǎn)，傳輸滯后時(shí)間小于 1 分鐘。
分析儀需選用本安型防爆，輸出 4-20mA 信號(hào)給 DCS，平均無故障時(shí)間大于 720 小時(shí)。
（三）設(shè)備與材料需求
采樣處理系統(tǒng)所有材質(zhì)應(yīng)適用于采樣介質(zhì)，使用 316SS 不銹鋼材料，不得采用非金屬材料。
分析儀表系統(tǒng)絕熱材料應(yīng)選用防潮、阻燃型產(chǎn)品，如聚氨酯、聚苯乙烯、硅酸鋁等，嚴(yán)禁使用石棉制品。
柜外電子設(shè)備及電氣元件外殼的防護(hù)等級(jí)最低為 IP65，非電子設(shè)備防護(hù)等級(jí)最低為 IP55。
解決方案
系統(tǒng)簡(jiǎn)介
清聞電化學(xué) TW-T100 隔爆型氧分析儀采用電化學(xué)監(jiān)測(cè)原理，擁有精準(zhǔn)、穩(wěn)定、快速的性能優(yōu)勢(shì)，為聚乙烯裝置反應(yīng)體系提供了一套完整且高效的氧氣濃度監(jiān)測(cè)解決方案。該方案通過科學(xué)布局監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)、深度集成預(yù)處理與控制系統(tǒng)，能夠有效解決聚乙烯生產(chǎn)企業(yè)氧氣濃度監(jiān)測(cè)難題，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益與安全的雙重提升。
系統(tǒng)組成
采樣系統(tǒng)：包括采樣管線和樣品處理單元，采樣管線選用不銹鋼管，樣品處理單元對(duì)樣品進(jìn)行除水、過濾、汽化減壓等處理，且整體安裝在一塊不銹鋼面板上，靠近采樣取源點(diǎn)。
分析儀表：選用本安型電化學(xué)氧分析儀，防爆級(jí)別為 Exia IIC T4 Ga，防護(hù)等級(jí) IP66，輸出 4-20mA 信號(hào)，放置在預(yù)處理機(jī)柜內(nèi)。
預(yù)處理分析柜：采用 304SS 不銹鋼材質(zhì)，尺寸為 600W×1000H×300Dmm（壁掛箱，詳細(xì)尺寸開工會(huì)定），帶保溫層、防雨檐等，柜內(nèi)安裝機(jī)柜渦流制冷器和電加熱器等設(shè)備，確保柜內(nèi)環(huán)境滿足分析儀工作要求。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)位
監(jiān)測(cè)位置 | 監(jiān)測(cè)目的 |
反應(yīng)釜進(jìn)出口管道 | 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系氧含量，防止氧氣參與反應(yīng)引發(fā)安全事故 |
精餾塔塔頂 / 塔釜 | 監(jiān)測(cè)精餾過程中氧濃度，避免精餾段形成爆炸性混合物 |
溶劑萃取塔萃取段 | 監(jiān)測(cè)萃取過程中氧侵入情況，防止溶劑與氧氣發(fā)生副反應(yīng) |
原料罐 / 產(chǎn)品罐頂部空間 | 防止儲(chǔ)罐呼吸過程中空氣侵入，監(jiān)測(cè)罐內(nèi)氧濃度變化 |
裝置現(xiàn)場(chǎng)操作區(qū)域 | 保障人員作業(yè)安全，監(jiān)測(cè)環(huán)境氧濃度是否處于安全范圍 |
系統(tǒng)構(gòu)成
采樣系統(tǒng)設(shè)計(jì)：采用模塊化"傳感-分析-通信"三單元設(shè)計(jì)：
預(yù)處理系統(tǒng)：
材質(zhì)要求：采樣處理系統(tǒng)所有部件（包括過濾器、冷凝器、減壓閥等）均采用 316SS 不銹鋼材質(zhì)，嚴(yán)禁使用非金屬材料，確保耐丁二烯及溶劑腐蝕。
溫度控制：樣品處理單元需設(shè)置溫度控制裝置，當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃時(shí)，啟動(dòng)電加熱功能，維持處理單元溫度 15~25℃，防止樣品冷凝或結(jié)晶。
防死區(qū)設(shè)計(jì)：采樣管線及處理單元內(nèi)部流道應(yīng)光滑、無死角，液相試樣傳輸管線坡度≥1:50，避免樣品殘留導(dǎo)致測(cè)量誤差或安全隱患。
分析儀：
測(cè)量精度：在 0~10ppm 測(cè)量范圍內(nèi)，測(cè)量誤差≤±0.1ppm，重復(fù)性≤0.05ppm，滿足丁二烯抽提裝置對(duì)微量氧的高精度監(jiān)測(cè)需求。
響應(yīng)時(shí)間：T90 響應(yīng)時(shí)間≤30 秒，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)氧濃度變化，為安全聯(lián)鎖提供快速響應(yīng)。
防爆與防護(hù)：分析儀符合 Exia IIC T4 Ga 防爆等級(jí)，適用于 1 區(qū)爆炸性氣體環(huán)境，防護(hù)等級(jí) IP66，可抵御雨水、粉塵等惡劣環(huán)境影響。
分析柜：
環(huán)境適應(yīng)性：通過渦流制冷器和電加熱器的聯(lián)動(dòng)控制，確保柜內(nèi)溫度在 5~40℃范圍內(nèi)，濕度≤85% RH，為分析儀提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。
防護(hù)等級(jí)：柜外電子設(shè)備及電氣元件防護(hù)等級(jí)≥IP65，非電子設(shè)備≥IP55，防止雨水、粉塵侵入。
安全設(shè)計(jì)：柜門開啟時(shí)應(yīng)能自動(dòng)切斷柜內(nèi)非本安電路電源，柜內(nèi)設(shè)置接地端子，接地電阻≤4Ω，確保電氣安全。
方案背景
在石油化工行業(yè)中，丁二烯抽提裝置是生產(chǎn)高純度丁二烯的關(guān)鍵設(shè)備。在生產(chǎn)過程中，丁二烯作為高度易燃的不飽和烴，其爆炸極限為 1.1%~16.3%（體積分?jǐn)?shù)），且在氧氣存在下易發(fā)生氧化反應(yīng)生成過氧化物，存在極大的安全隱患。為保障裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行，需對(duì)反應(yīng)體系中的氧濃度進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，需符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50160）等對(duì)易燃?xì)怏w生產(chǎn)裝置的氧氣濃度監(jiān)測(cè)要求。
需求分析
（一）監(jiān)測(cè)環(huán)境需求
裝置內(nèi)存在爆炸性氣體環(huán)境，危險(xiǎn)劃分屬于 1 區(qū)（Zone1），要求分析儀表柜內(nèi)電子設(shè)備及電氣元件需滿足相應(yīng)電氣防爆等級(jí)要求，并經(jīng)國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證。
（二）功能需求
實(shí)現(xiàn)對(duì)氧含量的連續(xù)測(cè)量，測(cè)量范圍為 0-10ppm。
具備預(yù)處理功能，包括對(duì)樣品的除水、過濾、汽化減壓等處理，且處理單元位置應(yīng)盡量靠近工藝管線采樣取源點(diǎn)，傳輸滯后時(shí)間小于 1 分鐘。
分析儀需選用本安型防爆，輸出 4-20mA 信號(hào)給 DCS，平均無故障時(shí)間大于 720 小時(shí)。
（三）設(shè)備與材料需求
采樣處理系統(tǒng)所有材質(zhì)應(yīng)適用于采樣介質(zhì)，使用 316SS 不銹鋼材料，不得采用非金屬材料。
分析儀表系統(tǒng)絕熱材料應(yīng)選用防潮、阻燃型產(chǎn)品，如聚氨酯、聚苯乙烯、硅酸鋁等，嚴(yán)禁使用石棉制品。
柜外電子設(shè)備及電氣元件外殼的防護(hù)等級(jí)最低為 IP65，非電子設(shè)備防護(hù)等級(jí)最低為 IP55。
解決方案
系統(tǒng)簡(jiǎn)介
清聞電化學(xué) TW-T100 隔爆型氧分析儀采用電化學(xué)監(jiān)測(cè)原理，擁有精準(zhǔn)、穩(wěn)定、快速的性能優(yōu)勢(shì)，為聚乙烯裝置反應(yīng)體系提供了一套完整且高效的氧氣濃度監(jiān)測(cè)解決方案。該方案通過科學(xué)布局監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)、深度集成預(yù)處理與控制系統(tǒng)，能夠有效解決聚乙烯生產(chǎn)企業(yè)氧氣濃度監(jiān)測(cè)難題，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益與安全的雙重提升。
系統(tǒng)組成
采樣系統(tǒng)：包括采樣管線和樣品處理單元，采樣管線選用不銹鋼管，樣品處理單元對(duì)樣品進(jìn)行除水、過濾、汽化減壓等處理，且整體安裝在一塊不銹鋼面板上，靠近采樣取源點(diǎn)。
分析儀表：選用本安型電化學(xué)氧分析儀，防爆級(jí)別為 Exia IIC T4 Ga，防護(hù)等級(jí) IP66，輸出 4-20mA 信號(hào)，放置在預(yù)處理機(jī)柜內(nèi)。
預(yù)處理分析柜：采用 304SS 不銹鋼材質(zhì)，尺寸為 600W×1000H×300Dmm（壁掛箱，詳細(xì)尺寸開工會(huì)定），帶保溫層、防雨檐等，柜內(nèi)安裝機(jī)柜渦流制冷器和電加熱器等設(shè)備，確保柜內(nèi)環(huán)境滿足分析儀工作要求。
監(jiān)測(cè)點(diǎn)位
監(jiān)測(cè)位置 | 監(jiān)測(cè)目的 |
反應(yīng)釜進(jìn)出口管道 | 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系氧含量，防止氧氣參與反應(yīng)引發(fā)安全事故 |
精餾塔塔頂 / 塔釜 | 監(jiān)測(cè)精餾過程中氧濃度，避免精餾段形成爆炸性混合物 |
溶劑萃取塔萃取段 | 監(jiān)測(cè)萃取過程中氧侵入情況，防止溶劑與氧氣發(fā)生副反應(yīng) |
原料罐 / 產(chǎn)品罐頂部空間 | 防止儲(chǔ)罐呼吸過程中空氣侵入，監(jiān)測(cè)罐內(nèi)氧濃度變化 |
裝置現(xiàn)場(chǎng)操作區(qū)域 | 保障人員作業(yè)安全，監(jiān)測(cè)環(huán)境氧濃度是否處于安全范圍 |
設(shè)備特點(diǎn)
1、安全性高
所有電氣設(shè)備符合防爆要求，具有相應(yīng)防爆合格證書，適用于 1 區(qū)爆炸性氣體環(huán)境。
采樣系統(tǒng)和分析柜的設(shè)計(jì)防止氧氣侵入和泄漏，降低爆炸風(fēng)險(xiǎn)
2、可靠性強(qiáng)
分析儀平均無故障時(shí)間大于 720 小時(shí)，測(cè)量精度高，響應(yīng)速度快。
預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)樣品進(jìn)行有效處理，確保測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
3、適應(yīng)性好
分析柜配置渦流制冷器和電加熱器，能適應(yīng)不同環(huán)境溫度，保障分析儀正常工作。
材質(zhì)選用耐腐蝕的 316SS 不銹鋼和 304SS 不銹鋼，適用于丁二烯抽提裝置的介質(zhì)和環(huán)境。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1、符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 方案設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，設(shè)備經(jīng)國(guó)家認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證，確保符合安裝區(qū)域的電氣等級(jí)要求。
2、功能完善 集采樣、預(yù)處理、分析、信號(hào)傳輸與控制于一體，實(shí)現(xiàn)對(duì)氧濃度的連續(xù)監(jiān)測(cè)和安全聯(lián)鎖控制，保障裝置安全。
3、維護(hù)方便 分析柜內(nèi)元件安裝空間滿足正常維護(hù)和拆除要求，預(yù)處理系統(tǒng)和分析儀的設(shè)計(jì)便于日常檢查和校準(zhǔn)。
核心設(shè)備推薦
執(zhí)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB 50016規(guī)定可燃?xì)怏w環(huán)境需設(shè)置氧含量監(jiān)測(cè)
化纖行業(yè)：越來越多企業(yè)將在線氧分析納入安全聯(lián)鎖系統(tǒng)
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