激光在线气体分析仪在尿素脱氢反应器的实际监测方案

炼油化工企业采用二氧化碳汽提工艺生产尿素，在生产过程中要求对脱氢反应器出口氧气浓度进行实时在线检测。企业在出口处安装氧含量检测分析系统，使用中经常出现无法正常运行的情况，通过和同行业的朋友交流得知，很多大氮肥厂在检测点使用这种氧分析仪表的效果也不理想。检测取样点具有压力高、二氧化碳浓度高、总硫易结晶的特点，而之前使用的磁力氧表只能在常温常压、无杂质、无干扰的情况下才可以正常使用，因此，分析的数据误差很大。为了确保工艺控制和有效保护设备安全运行，需要选择新技术的其它检测原理的在线氧含量分析仪系统。

如果尿素汽提塔放空尾气进入爆炸性组分，装置的安全运行受到影响。尿素脱氢反应器出口氧含量测量方式需要进行改进，要考虑成本的投入，达到工艺的使用要求，让分析仪系统能够在恶劣的工况条件下发挥其作用。使用抽取旁路式激光氧气分析仪系统来实现对氧气浓度的监测，能够在尿素脱氢反应器出口进行现场实时、连续的检测和分析，在高温高压、多杂质的环境下也可以正常使用。

方案详情：对二氧化碳原料气脱氢处理后气体中的氧气含量实施在线分析，其主要目的就是对氧气浓度能够精确控制。若氧气浓度低于控制值，就会引起尿素合成高压设备材料的腐蚀；若氧气含量过高，会影响尿素合成率和惰性气体的处理系统操作。需要监测的成分是氧气，测量范围：0-1.5%；模拟型号：4-20mA；防爆等级：Exd ⅡC T6。

实施方案：使用激光氧气气体分析系统，不受背景气体干扰，不受杂质（如总硫结晶）、温度、压力和流量变化的影响，能够确保氧气测量准确。原理：可调谐半导体激光光谱吸收技术TDLAS本质上是一种光谱吸收技术，通过分析激光被气体分子的选择性吸收来获得气体的浓度。它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于，半导体激光光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽，因此，半导体激光吸收光谱技术是一种高分辨率的光谱吸收技术。系统采用特定波长的激光束穿过被测气体，激光强度的衰减与气体的浓度满足朗伯比尔定理，因此可以通过检测激光强度的衰减信息分析获得被测气体的浓度。采用半导体激光吸收光谱技术的激光气体分析仪可从原理上抗背景气体的干扰，测量结果可靠性高。测量系统采用的仪器在出厂前均经过准确标定，为了确保仪器的精度，定期进行标定，维护时可将标准氮气连至标定管路进行零点调零，通入已知浓度的标准气进行量程标定。

2022年8月，激光氧气气体分析仪系统安装调试投入使用，经过11个月的使用，期间wu故障无维护正常运行，并对整套系统进行了各个部件的检查，所有仪器设备都完好，其各项指标和参数与调试值相比较保持稳定，使用情况非常好。

国内石化企业的生产工艺、生产设备和仪器仪表等硬件设施也非常好，就是在自动化控制手段等方面，和国外存在一些差距。很多石化企业往往采用化验室跟踪分析的方法对物料质量指标的分析，本身就存在很多问题。使用激光氧气气体分析仪系统和相关行业应用经验相结合，为现场提供性价比高的应用解决方案，继而推动各行业的生产工艺技术进步和创新，同时对生产安全工作的要素进行监控，确保生产能够稳定可靠安全的运行。

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