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激光在線氣體分析儀在石油工業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用效果

來(lái)源:宜昌盛達(dá)科技有限公司   2023年06月05日 14:38  

在石油工業(yè)的每個(gè)工作環(huán)節(jié)都存在有揮發(fā)性、有毒性、易燃易爆性的氣體,而且在現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備設(shè)施非常復(fù)雜、人員眾多、情況也很復(fù)雜。長(zhǎng)期以來(lái),生產(chǎn)安全和環(huán)保問(wèn)題一直是石油工業(yè)的工作重點(diǎn)。石油工業(yè)中的開(kāi)采、運(yùn)輸、加工、煉制等,都需要對(duì)易燃易爆氣體(甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙炔、乙烯)、有毒氣體(硫化氫、一氧化碳)和其它氣體(氧氣、水)進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè),對(duì)于安全生產(chǎn)和環(huán)保有著重要意義。


在石油工業(yè)現(xiàn)場(chǎng),傳統(tǒng)的檢測(cè)方法主要有氣象色譜、質(zhì)譜儀和色質(zhì)聯(lián)用方法,半導(dǎo)體型和電化學(xué)型的氣敏傳感器,催化燃燒式可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)儀,光學(xué)與光譜學(xué)方法。色質(zhì)聯(lián)用方法雖然可以實(shí)現(xiàn)高靈敏的分析和測(cè)量,但屬于實(shí)驗(yàn)室分析方法,儀器設(shè)備龐大,使用條件非??量?,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,不適合石油工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境下使用。氣敏傳感器的通用性差,可靠性、靈敏度低,響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間比較長(zhǎng),很難實(shí)現(xiàn)微量氣體的檢測(cè);催化燃燒式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀響應(yīng)速度快、重復(fù)性好、運(yùn)行穩(wěn)定,能夠用于天然氣、煤氣、烷類(lèi)和汽油、醇類(lèi)、酮類(lèi)、苯類(lèi)等可燃?xì)怏w的檢測(cè),但是它的靈敏度差,無(wú)法滿足安全監(jiān)測(cè)的要求,而且室外開(kāi)放空間中揮發(fā)氣體不能像室內(nèi)那樣積聚,就算是有泄漏,也難以進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)。唯有光學(xué)與光譜學(xué)方法適合石油工業(yè)中使用,TDLAS激光在線氣體分析儀具有精度高、分辨率高、響應(yīng)速度快、不受背景氣體干擾、選擇性好的優(yōu)點(diǎn)。激光在線氣體分析儀可以滿足石油工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中特種氣體的監(jiān)測(cè)要求,在石油工業(yè)的氣體監(jiān)測(cè)研究中得到廣泛使用。

甲烷是一種易燃易爆的氣體,在石油工業(yè)中天然氣的主要成分,甲烷在廠區(qū)聚集就會(huì)引發(fā)爆炸事故,天然氣廠區(qū)的爆炸通常是連鎖反應(yīng),爆炸程度非常嚴(yán)重,所以,在石油工業(yè)中需要對(duì)甲烷爆炸下限(lel)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。甲烷是主要的溫室氣體之一,也是導(dǎo)致溫度升高的原因之一,因此控制甲烷排放也需要高靈敏的監(jiān)測(cè)。


乙烷是大氣中含量非常多的氮?dú)浠衔镏?,一直影響著大氣化學(xué)和氣候,大氣中的乙烷主要來(lái)源于化石燃料和生物燃料的消耗和生物質(zhì)燃料的燃燒。天然的乙烷海底富層表面有油氣儲(chǔ)藏,所以,在油氣勘探中對(duì)乙烷的測(cè)量非常重要。


丙烷是一種無(wú)色可燃的氣體,是液化石油氣和原油揮發(fā)的重要成分,在石油工業(yè)中很常見(jiàn),丙烷在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下具有揮發(fā)性,而且密度很大,易聚集在低洼地區(qū)引發(fā)爆炸,為了避免爆炸事故,在石油工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中對(duì)丙烷的檢測(cè)也非常重要。


丁烷是兩種分子式為C?H??的烷烴化合物的總稱(chēng),分別是正丁烷和異丁烷,丁烷是一種無(wú)色、易燃、易爆、易液化的氣體,也是發(fā)展石油化工的重要原料,油田氣和天然氣中都含有丁烷,為了避免石油工業(yè)中油氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生爆炸,需要對(duì)丁烷進(jìn)行檢測(cè)。


乙烯是石油產(chǎn)業(yè)的核心,產(chǎn)量是衡量石油工業(yè)發(fā)展程度的標(biāo)準(zhǔn),是一種無(wú)色易燃qi體,和空氣形成的混合物易發(fā)生爆炸,廣泛存在煉油廠中,是高分子材料和精細(xì)化工等領(lǐng)域的標(biāo)志性氣體,在石油工業(yè)中的監(jiān)測(cè)很重要,TDLAS在乙烯檢測(cè)時(shí)常用的波段是1.62μm和3.3μm。


石油裂解氣中含有少量的乙炔和其它炔烴,乙炔主要來(lái)源于碳?xì)淙剂系娜紵?,是一種重要的工業(yè)原料,常應(yīng)用于焊接、金屬切割和化學(xué)合成等領(lǐng)域。乙炔有著活潑的化學(xué)性質(zhì)特性會(huì)導(dǎo)致爆炸,所以,對(duì)乙炔的高靈敏度檢測(cè)有著重要意義。


在含硫石油的開(kāi)采和提煉、天然氣的開(kāi)發(fā)和運(yùn)輸?shù)裙I(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的都存在著有毒氣體泄漏的風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重影響了工作人員的人身安全,對(duì)經(jīng)濟(jì)也會(huì)造成影響,因此,使用激光在線氣體分析儀對(duì)有毒危險(xiǎn)氣體進(jìn)行檢測(cè)意義重大。硫化氫是石油鉆井中重要的指示氣體,也是天然氣中的一種劇毒氣體。


一氧化碳是一種無(wú)色、無(wú)味、有毒、易燃的危險(xiǎn)氣體,微量的一氧化碳?xì)怏w會(huì)使人中毒、窒息。一氧化碳是液化天然氣的主要成分,油田作業(yè)中的氣站和檢測(cè)站儲(chǔ)罐閥門(mén)等位置都有一氧化碳泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。所以,對(duì)一氧化碳的泄漏檢測(cè)尤為重要。


TDLAS也是一種微量氣體檢測(cè)技術(shù),而且成熟的TDLAS平臺(tái)也可以解決復(fù)雜氣體混合物中的精確測(cè)量問(wèn)題,復(fù)雜環(huán)境一般有著很多液體或者固體顆粒,被測(cè)氣體不一定是微量氣體,比如測(cè)量天然氣在管道內(nèi)或熱處理爐氣流中的水含量和石油、液體染料、天然氣儲(chǔ)氣罐中的氧氣含量,對(duì)這些氣體的檢測(cè)和監(jiān)測(cè)有著非常重要的意義。


石油工業(yè)中還含有大量的烯烴化合物,烯烴化合物的燃點(diǎn)低而且易揮發(fā),這些烯烴化合物和氧氣接觸之后就會(huì)提高爆炸發(fā)生的可能,所以,檢測(cè)分析氧氣含量并控制氧氣的含量也同樣重要。


綜上所述,激光在線氣體分析儀是石油工業(yè)作為安全生產(chǎn)和解決環(huán)保問(wèn)題的重要工具,具有靈敏度高、選擇性好、響應(yīng)速度快、不受背景氣體干擾、適用于多組分多參數(shù)測(cè)量的等優(yōu)點(diǎn),在石油工業(yè)氣體檢測(cè)方面也會(huì)得到迅猛發(fā)展。


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