利用在線分析技術(shù)的強(qiáng)大功能解決煉油廠腐蝕問題
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除了原油蒸餾塔之外，下游的許多其他工藝還采用酸性水，從而產(chǎn)生了腐蝕問題。
通常受到影響的工藝為：
- 真空蒸餾
- 流化催化裂化
- 氫化裂
- 氫化處理
- 焦化
- 酸性水汽提
很少有設(shè)計工程師會在上述任何工藝中提前安裝 pH控制裝置。這似乎不是常見現(xiàn)象，但的確很少有人始終去這樣做。事實上，無論過去還是現(xiàn)在，許多裝置在某一階段安裝有 pH 控制回路。然而就可靠性而言，大多數(shù)的 pH 分析儀在煉油廠的酸性水環(huán)境中表現(xiàn)出極差的性能。大多數(shù)的 pH 電極并非為煉油廠應(yīng)用而專門設(shè)計，會在硫濃度很高以及存在大量碳?xì)漭d荷的條件下表現(xiàn)出很差的性能。由于維護(hù)人員與制造商經(jīng)常解決這些問題，因此在這些“次標(biāo)準(zhǔn)”應(yīng)用中的大多數(shù) pH 分析儀會受到操作人員的忽視。
不過如果操作得當(dāng)，適當(dāng)?shù)?pH 控制會產(chǎn)生巨大收益。不僅可減少化學(xué)品耗用量以及減小對設(shè)備造成的腐蝕，而且會減少維護(hù)停產(chǎn)次數(shù)以及延長設(shè)備運(yùn)行時間。
Xerolyt? Extra
盡管種類繁多，但是幾乎所有的 pH 電極在酸性水應(yīng)用的不利環(huán)境中均會遇到難題。電極出現(xiàn)故障的最常見原因是參比電極系統(tǒng)受到污染與結(jié)垢。硫化物從工藝中擴(kuò)散至電極中，然后與銀/氯化銀參比電極發(fā)生反應(yīng)，從而改變參比電極的電勢。這會導(dǎo)致 pH 測量結(jié)果漂移。油性物質(zhì)與固態(tài)污染物有可能覆蓋或堵塞參比端隔膜，顯然這也會對電極的性能造成不利影響。為了解決這些問題，電極制造商在選擇參比隔膜時別出心裁。現(xiàn)在的 pH 電極帶有陶瓷、塑料、橡膠甚至是木制參比隔膜。它們所共有的問題是：在酸性水應(yīng)用中其性能會受到嚴(yán)重（有些功能會立即失效）、維護(hù)需求高且使用壽命短。
長期以來，具有流動參比端的 pH 電極一直會提供出色結(jié)果。通過對電極加壓獲得流動參比值。過壓迫使電解質(zhì)通過隔膜進(jìn)入工藝中。電解質(zhì)的這種外流會降低污染物質(zhì)進(jìn)入電極參比系統(tǒng)的速度，并且會抑制隔膜結(jié)垢與堵塞。包括梅特勒-托利多 InPro 2000 i在內(nèi)的這些類型電極是煉油廠應(yīng)用的絕佳選擇。不過這些電極需要經(jīng)常重新灌裝電解質(zhì)，從維護(hù)的角度而言，這種做法并非始終令人接受。梅特勒-托利多在這一問題上擁有著豐富知識，并且使用 Xerolyt? Extra 固體聚合物電解質(zhì)設(shè)計出了 InPro 4260 i pH 電極。InPro 4260 i 具有一個開放式液接，事實上這是一個輸送固態(tài)電解質(zhì)從而與工藝介質(zhì)直接接觸的小孔。與傳統(tǒng) pH 電極中的任何其他類型隔膜的微細(xì)毛細(xì)管不同，開放式液接的直徑極大，因此堵塞或結(jié)垢的可能性變小。另一點(diǎn)巨大不同在于選擇使用了聚合物電解質(zhì)。Xerolyt? Extra 經(jīng)過特殊設(shè)計適合在碳?xì)洵h(huán)境中使用，同時還提供有功能強(qiáng)大并且持久耐用的屏障，防止硫化物污染。
自動清潔與校準(zhǔn)
無論是否為創(chuàng)新設(shè)計，即使是最優(yōu)質(zhì)的 pH 電極也需要經(jīng)常維護(hù)。在所有的工藝儀器中，pH 電極或許具有最廣泛的可調(diào)范圍以及超凡的靈敏度。根據(jù)工藝應(yīng)用不同，在操作一段時間之后需要進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保儀器將會保持其可靠性與準(zhǔn)確性。顯然，在前述酸性水應(yīng)用中的維護(hù)工作還是很苛刻的。因此，無論電極多么優(yōu)質(zhì)，依然需要比在鍋爐給水等應(yīng)用中更加頻繁地進(jìn)行清潔與校準(zhǔn)。事實證明，在許多情況下每兩至四周人工清潔與校準(zhǔn)一次將足夠。然而在煉制高硫原油時，或者當(dāng)上方碳?xì)?水分離效果不佳時，需要在電極出現(xiàn)問題，或者測量值不準(zhǔn)確時對電極進(jìn)行維護(hù)。在此類應(yīng)用中，往往采用自動清潔與校準(zhǔn)系統(tǒng)。
事實證明，梅特勒-托利多的 EasyClean 400 系統(tǒng)非常適合在多種“污染性”應(yīng)用中使用。該裝置經(jīng)過充分認(rèn)證適合在危險區(qū)域內(nèi)使用，可執(zhí)行最為困難的 pH 測量任務(wù)。在需要時，EasyClean 400 會氣動收縮電極，并且自動依次對其進(jìn)行徹底清潔與兩點(diǎn)校準(zhǔn)。系統(tǒng)配備清潔液與緩沖液，只需儀器氣源與水源即可完成任務(wù)。還額外配備一個閥門，以備需要額外清潔液時使用。例如，在石油煉制應(yīng)用中，經(jīng)常使用石腦油去除電極表面上的有機(jī)污垢，然后將硝酸作為二次清潔劑使用，去除硫化鐵等腐蝕性生成物。使用EasyClean 400 不僅可大幅延長電極使用壽命，并且可在不影響可靠性的情況下實現(xiàn)不間斷測量。維護(hù)非常簡單，只需偶爾更換電極以及重新灌裝清潔液與緩沖液。由于每次清潔/校準(zhǔn)只需使用最少量液體，并且 EasyClean 400 配有 3.5 升小罐，因此無需經(jīng)常重
新灌裝。
智能傳感器管理
最終，所有的 pH 電極均會出現(xiàn)老化跡象，并且性能將開始低于所需可靠性。梅特勒-托利多采用智能傳感器管理 (ISM) 技術(shù)的 pH 電極通過一種數(shù)字信號傳達(dá)其剩余使用壽命，該信號還傳送測量值、溫度值與更高的電極診斷功能。動態(tài)使用壽命指示器會根據(jù)實際工藝條件與歷史記錄預(yù)測應(yīng)當(dāng)更換電極的時間。這是 ISM 平臺的諸多特色功能之一，可在真正意義上實現(xiàn)預(yù)知性維護(hù)。
結(jié)論
腐蝕每年使全球煉油業(yè)付出數(shù)十億美元的巨額代價。盡管工藝用水的 pH 值是造成腐蝕的主要因素之一，但是由于煉油業(yè)所使用的 pH 測量儀器在腐蝕性應(yīng)用環(huán)境中具有很差的測量性能，因此口碑不佳。但是當(dāng)選擇正確的設(shè)備時，在線 pH 測量與控制裝置已經(jīng)證明能夠有效減少煉油廠腐蝕問題，以及減少使用 pH控制試劑與阻蝕劑等化學(xué)物質(zhì)。這不僅可節(jié)省大量成本，而且可通過延長工藝運(yùn)行時間提高收益。
電極技術(shù)的進(jìn)步以及測量點(diǎn)的智能自動化，使得在最具挑戰(zhàn)性的煉油廠酸性水環(huán)境中進(jìn)行 pH 測量得以實現(xiàn)。從這一角度而言，強(qiáng)烈建議采用 pH 控制裝置。煉油廠運(yùn)營時間的延長以及節(jié)省大量成本可確保 pH 控制系統(tǒng)的快速回報。此外，部分消除復(fù)雜的腐蝕問題的成因有利于更好地理解腐蝕機(jī)理。(end)
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