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目前我國在建焦化及焦爐煤氣制甲醇、LNG項目有很多，本文擬通過一個經典焦爐煤氣制LNG項目的成功案例，來和大家分享下氣相色譜在焦爐煤氣制LNG項目中的應用情況。
作為一名設計師，除了要有精湛的設計水平，行業(yè)動態(tài)也應時刻關注，這兩年就個人設計工作而言，焦化、焦爐煤氣制甲醇、LNG項目相對比較多，可見這類項目近年比較熱。個人分析是由于國家將持續(xù)推動供給側結構性改革，我國焦化行業(yè)仍以淘汰過剩及落后產能、加強裝備水平升級、推廣使用干熄焦節(jié)能技術、園區(qū)化及集約化發(fā)展、完善并延伸產業(yè)鏈等為重點發(fā)展方向，從而推動實現(xiàn)焦化行業(yè)的綠色轉型升級。
焦爐煤氣作為煉焦過程中*主要的副產品，與煤化工相比，焦爐煤氣合成產品具有明顯成本優(yōu)勢和很少的政策限制。
綜上可知，目前我國在建焦化及焦爐煤氣制甲醇、LNG項目會很多，本文擬通過一個經典焦爐煤氣制LNG項目的成功案例，來和大家分享下氣相色譜在焦爐煤氣制LNG項目中的應用。
本項目生產規(guī)模為年產7萬t/a LNG，11萬t/a甲醇。年操作8000小時。
本項目主要有氣柜、焦爐氣壓縮、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。
序號 | 分析項目 | 分析內容 | 控制指標 |
一 | 氣柜 |
|
|
1 | 煤氣 | O2 | <0.5%(體積) |
二 | 焦爐氣壓縮 |
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1 | 氮氣 | O2 | 0.1(v%) |
三 | 精脫硫 |
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1 | 焦爐氣 | H2S | 275mg/Nm3 |
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| 有機硫(包括二甲基二硫醚噻吩、硫醚、硫氧化碳) | 30mg/Nm3 |
2 | 焦爐氣 | H2S | 304mg/Nm3 |
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| 有機硫 | 1.5mg/Nm3 |
3 | 焦爐氣 | H2S | 32mg/Nm3 |
|
| 有機硫 | <0.1ppm |
4 | 焦爐氣 | H2S、有機硫 | <0.1ppm |
5 | 焦爐氣 | H2S、有機硫 | <30ppb |
6 | 焦爐氣 | 分析焦爐氣組成 |
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四 | 甲醇合成 |
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1 | 合成氣 | H2 |
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| CO |
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| CO2 |
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| CH4 |
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| N2 |
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| CH3OH |
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| O2 |
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2 | 熱媒 | H2 |
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|
| CO |
|
|
| CO2 |
|
|
| CH4 |
|
|
| N2 |
|
|
| CH3OH |
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五 | 合成氣壓縮 |
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|
1 | 氮氣 | O2 | 0.1(v%) |
六 | 甲醇精餾 |
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1 |
| 甲醇 | 54~58%（wt） |
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| 乙醇 | 0.16%（wt） |
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| CO | 0.33%（v） |
七 | MDEA脫碳裝置 |
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1 | 原料氣 | H2 |
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|
| CO |
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| CO2 |
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| CH4 |
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| N2 |
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| CmHn |
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2 | 吸收氣 | H2 |
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|
| CO |
|
|
| CH4 |
|
|
| N2 |
|
|
| CmHn |
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3 | 脫碳氣 | H2 |
|
|
| CO |
|
|
| CH4 |
|
|
| N2 |
|
|
| CmHn |
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|
| CO2 |
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八 | 冷劑壓縮 |
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|
1 | 氮氣 | O2 | 0.1(v%) |
九 | 螺桿壓縮 |
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|
1 | 氮氣 | O2 | 0.1(v%) |
2 | 氮氣 | O2 | 0.1(v%) |
十 | 干燥液化裝置 |
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1 | 天然氣 | 全組份 |
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2 | 乙烯 | C2H4 |
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| C2H2 |
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| CO2 |
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3 | 丙烷 | C3 |
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| C5+ |
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| CO2 |
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4 | 異戊烷 | 異戊烷 |
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| 正戊烷 |
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| C6+ |
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| CO2 |
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注：由于涉及部分工藝包，故對分析項目和控制指標做了刪減。
從以上分析表格中我們可以看到，此類項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目和控制指標及分析頻次，此外還需根據業(yè)主實際情況來綜合考慮，比如是否有依托的老化驗室、是否一些項目不測考慮委托有資質的機構定期來檢測等等，比如焦爐煤氣制甲醇、LNG等項目，作為原料氣焦爐煤氣在上游也就是焦化項目中會檢測其組分，那作為下游企業(yè)是否還需要再檢測，這些就需要企業(yè)根據自身管理機制等自行決定。
在此類項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分析有機硫<0.1ppm；脫硫槽出口有機硫<30ppb；干燥液化裝置異戊烷中CO2≤50ppm等項目含量很低，就比較難檢測，需要選擇合適的檢測器和色譜柱等。
本項目業(yè)主*終根據分析項目、控制指標和分析頻次結合業(yè)主操作人員的數量，對氣相色譜做了如下配置。
序號 | 設備名稱 | 單位 | 數量 | 說明 |
1 | 普瑞GC-9280型氣相色譜儀 | 臺 | 2 | 對排放氣、原料氣、吸收塔頂氣、脫碳氣常規(guī)組分分析 |
2 | 普瑞GC-9280型氣相色譜儀 | 臺 | 1 | 煤氣、MDEA溶液分析 |
3 | 普瑞GC-9280型氣相色譜儀 | 臺 | 1 | 焦爐氣分析 |
4 | 普瑞GC-9280型氣相色譜儀 | 臺 | 2 | 精甲醇、雜醇、粗甲醇分析 |
5 | 普瑞GC-9280型氣相色譜儀 | 臺 | 1 | LNG、混合冷劑分析 |
序號 | 名稱 | 規(guī)格型號 | 數量 | 單位 | 備注 |
1 | 氣相色譜儀 | 氣相色譜主機GC-9280 | 1 | 臺 |
|
2 | TCD填充系統(tǒng) | 2 | 個 |
| |
3 | 填充注樣器系統(tǒng) | 2 | 個 |
| |
5 | 自動十通閥 | 1 | 個 |
| |
6 | 自動六通閥 | 1 | 個 |
| |
7 | Porapak Q 6m*3mm | 1 | 根 |
| |
8 | 5A分子篩 3m*3mm | 1 | 根 |
| |
9 | GDX-104 3m*3mm | 1 | 根 |
| |
10 | 色譜備件箱 | 1 | 套 |
| |
11 | 工作站 | PR-3000軟件 | 1 | 個 |
|
12 | 聯(lián)想揚天M4000q電腦 | 1 | 臺 |
| |
13 | HP激光打印機 | 1 | 臺 |
| |
14 | 氣體凈化器 |
| 1 | 套 |
|
15 | 標氣 |
| 1 | 套 |
|
描述：采用TCD檢測器，氫氣做載氣，十通閥進樣，Q柱預分離，5A柱分析O2、N2、CO、CH4，其余組分通過十通閥反吹出去；六通閥進樣，GDX-104柱分析二氧化碳、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯。差減法計算氫氣的含量。 | |||||
序號 | 名稱 | 規(guī)格型號 | 數量 | 單位 | 備注 |
1 | 氣相色譜儀 | 氣相色譜主機GC-9280 | 1 | 臺 |
|
2 | FID毛細系統(tǒng) | 2 | 個 |
| |
3 | 毛細注樣器系統(tǒng) | 2 | 個 | 采用鈍化后的注樣器及管路 | |
4 | HP-WAX 30m*0.32mm*0.50um | 2 | 根 |
| |
5 | 自動惰性六通閥 | 2 | 個 |
| |
6 | 色譜備件箱 | 1 | 套 |
| |
7 | 工作站 | PR-3000軟件 | 1 | 個 |
|
8 | 聯(lián)想揚天M4000q電腦 | 1 | 臺 |
| |
9 | 聯(lián)想LJ2205激光打印機 | 1 | 臺 |
| |
10 | 氣體凈化器 |
| 1 | 套 |
|
11 | 標樣和內標 | 國家標準物質中心提供 | 1 | 套 |
|
12 | 標氣 |
| 1 | 套 |
|
描述：采用FID檢測器，氮氣做載氣，HP-WAX 柱分析苯、萘，苯用六通閥進樣。 | |||||
序號 | 名稱 | 規(guī)格型號 | 數量 | 單位 | 備注 |
1 | 氣相色譜儀 | 氣相色譜主機GC-9280 | 1 | 臺 |
|
3 | FPD毛細系統(tǒng) | 2 | 個 | 鈍化氣路、檢測器 | |
4 | 毛細注樣器系統(tǒng) | 2 | 個 | ||
5 | 惰性自動六通閥 | 2 | 個 |
| |
6 | HP-PLOT Q 30m*0.53mm*20.0um | 2 | 根 |
| |
7 | 色譜備件箱 | 1 | 套 |
| |
8 | 工作站 | PR-3000軟件 | 1 | 個 |
|
9 | 聯(lián)想揚天M4000q電腦 | 1 | 臺 |
| |
10 | 聯(lián)想LJ2205激光打印機 | 1 | 臺 |
| |
11 | 氣體凈化器 |
| 1 | 套 |
|
12 | 標氣 |
| 1 | 套 |
|
描述：采用FPD檢測器，氮氣做載氣，惰性六通閥進樣，HP-PLOT Q柱分析，外標法定量。 | |||||
分析組分：粗甲醇中甲醇（1ppm -90%）、輕組分（二甲醚）：1ppm以上，
甲醇殘液中甲醇：1ppm-0.5%，
雜醇：甲醇：1ppm-30%、丁醇：1ppm-12%
序號 | 名稱 | 規(guī)格型號 | 數量 | 單位 | 備注 |
1 | 氣相色譜儀 | 氣相色譜主機GC-9280 | 1 | 臺 |
|
2 | FID毛細系統(tǒng) | 2 | 個 |
| |
3 | 毛細注樣器系統(tǒng) | 2 | 個 | 采用鈍化后的注樣器 | |
4 | HP-PLOT Q 30m*0.53mm*20.00um | 2 | 根 |
| |
5 | 色譜備件箱 | 1 | 套 |
| |
6 | 工作站 | PR-3000軟件 | 1 | 個 |
|
7 |
| 聯(lián)想揚天M4000q電腦 | 1 | 臺 |
|
8 |
| 聯(lián)想LJ2205激光打印機 | 1 | 臺 |
|
9 | 氣體凈化器 |
| 1 | 套 |
|
10 | 標樣 | 國家標準物質中心提供 | 1 | 套 |
|
描述：采用FID檢測器，氮氣做載氣，HP-PLOT Q柱分析甲醇、丁醇、二甲醚。 | |||||
分析組分：氫氣、氮氣、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。
各組分檢出限：氫氣、氮氣、氧氣、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 | 數量 | 單位 | 備注 |
1 | 氣相色譜儀 | 氣相色譜主機GC-9280 | 1 | 臺 |
|
2 | TCD單填充系統(tǒng) | 1 | 個 |
| |
3 | FID毛細系統(tǒng) | 1 | 個 |
| |
4 | 毛細注樣器系統(tǒng) | 1 | 個 |
| |
5 | 填充注樣器系統(tǒng) | 1 | 個 |
| |
7 | 輔助系統(tǒng) | 1 | 個 |
| |
8 | 自動十通閥 | 2 | 個 |
| |
9 | 自動六通閥 | 2 | 個 |
| |
10 | HP-PONA 50m*0.25mm*0.50um | 1 | 根 |
| |
11 | 13X分子篩 3mm*3m | 1 | 根 |
| |
12 | Porapak N 3mm*6m | 1 | 根 |
| |
13 | Porapak Q 6m*3mm | 1 | 根 |
| |
14 | TDX-01 1m*3mm | 1 | 根 |
| |
15 | 轉化爐 | 1 | 個 |
| |
16 | 色譜備件箱 | 1 | 套 | 隨機附帶 | |
17 | 工作站 | PR-3000軟件 | 1 | 個 |
|
18 | 聯(lián)想揚天M4000q電腦 | 1 | 臺 |
| |
19 | 聯(lián)想LJ2205激光打印機 | 1 | 臺 |
| |
20 | 氣體凈化器 |
| 1 | 套 |
|
21 | 標氣 |
| 1 | 瓶 |
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描述：一次進樣全分析。采用TCD檢測器，氦氣做載氣，十通閥進樣，一根N柱預分離，13X柱分離氫氣、氮氣、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開始的物質采用FID檢測器分析，六通閥進樣，氮氣做載氣，HP-PONA柱分析。采用FID檢測器，氮氣做載氣，十通閥進樣，Q柱預分離，TDX-01柱+轉化爐分析微量的二氧化碳，其余組分通過十通閥反吹出去。 | |||||
色譜配置除與分析項目、控制指標、分析頻次有關外，由于每個企業(yè)都有自身的特點，自動化程度的高低和實驗室人員配置及企業(yè)資金情況也會影響色譜的配置，這就需要設計人員前期一定要與業(yè)主溝通交流，在滿足生產的前提下，盡量滿足業(yè)主需求。
原創(chuàng)作者：北京普瑞分析儀器有限公司
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