背景和挑戰(zhàn)
多年來,隨著煉油工藝不斷發(fā)展,從原油轉(zhuǎn)化為成品油的效率和產(chǎn)能都在不斷提升,其中一個主要跡象體現(xiàn)在對石油化工產(chǎn)品的質(zhì)量檢測水平正逐漸提高。這種對質(zhì)量上嚴格程度的關(guān)注轉(zhuǎn)變是有道理的,根據(jù)國際能源署(IEA)在2018年《石化的未來》報告中指出,“到2030年,石化產(chǎn)品將占世界石油需求增長的三分之一以上,到2050年比重將逼近一半,屆時其對石油的消費量將增加約700萬桶/天。到2030年,石化產(chǎn)品消耗的天然氣將達560億立方米/天,到2050年消耗的天然氣進一步增長到830億立方米/天"。因此,針對于日益增長的石化產(chǎn)品檢測需求,相關(guān)部門需要提早做出應(yīng)對方案。
如今,通過使用分析檢測設(shè)備對成品油、以及包括像二甲苯和苯類化工樣品中的氯含量不斷進行檢測,進行質(zhì)量控制,避免造成如管道腐蝕等一系列風(fēng)險。由于大多數(shù)成品油中氯元素都是以有機氯的形式存在,而有機氯的濃度一般較低(<5ppm),因此能夠?qū)崿F(xiàn)亞ppm級別的測量至關(guān)重要。
Clora單波長氯含量分析儀自2007年有美國XOS公司推出以來,已被國內(nèi)外各大煉油廠和檢測實驗室廣泛應(yīng)用于檢測油品中的氯含量。對于目前已售出的200多套設(shè)備了解,實驗人員對于儀器的使用范圍從原油到汽柴油及石腦油餾分,再到減壓柴油(VGO)等產(chǎn)品中都有所應(yīng)用??梢哉fClora單波長氯含量分析儀目前已成為識別潛在腐蝕事件和監(jiān)測這些緩解策略有效性的關(guān)鍵因素,以此來確保煉油廠安全運行和利潤的重要組成部分。
然而越來越多的煉油廠發(fā)現(xiàn),通過繼續(xù)降低原料和工藝中氯化物含量,可以大大延長周轉(zhuǎn)時間,降低腐蝕成本,因此對于氯含量的檢測水平也在逐年提高。美國XOS公司通過推出新款的Clora 2XP單波長超低氯含量分析儀響應(yīng)了行業(yè)的需求,在檢測碳氫化合物樣品中可實現(xiàn)低至0.07 ppm的檢測下限,這使得總氯的分析準確性可低至0.25 ppm。增強的檢測能力使用戶能夠更好的了解并管理更為苛刻的樣品,包括脫鹽原油和減壓柴油。
Clora 2XP 單波長超低氯含量分析儀
Clora 2XP單波長超低氯含量分析儀為液態(tài)烴(如芳烴、汽柴油、重油和原油)以及水溶液樣品中的總氯分析提供了雙倍的精度。該儀器符合ASTM D7536和D4929方法,適用于重整裝置、催化裂化裝置和加氫裂化裝置中催化劑中毒相關(guān)的測試。此外,它的自動硫校正功能可以解決樣品中存在高硫低氯問題。通過采用單波長色散技術(shù)方法,Clora 2XP單波長超低氯含量分析儀不需要氣體和高溫,操作簡單,且無需過多維護。
實驗數(shù)據(jù)
為了進一步驗證Clora 2XP單波長超低氯含量分析儀的檢測能力,美國XOS公司進行了相應(yīng)的實際樣品測試,本次分析的樣品類型為:
- 從美國當?shù)丶佑驼境槿〉钠蜆悠?/span>
- 來自北美煉油廠的減壓柴油樣品
- 石腦油樣品
- 以礦物油為基體的0.3 ppm氯標樣
樣品通過一次性滴管加入傳統(tǒng)XRF樣品杯,并放入儀器中,選擇600秒進行分析。根據(jù)樣品實際測試的結(jié)果計算標準偏差和平均值,如表1所示。
表1:Clora 2XP 單波長超低氯含量分析儀 總氯含量測試結(jié)果 | |||||||
汽油 | 減壓柴油 | 石腦油 | 0.3ppm 氯標樣 | ||||
測試 次數(shù) | 測量 結(jié)果 | 測試 次數(shù) | 測量 結(jié)果 | 測試 次數(shù) | 測量 結(jié)果 | 測試 次數(shù) | 測量 結(jié)果 |
#1 | 0.29 | #1 | 1.41 | #1 | 0.58 | #1 | 0.30 |
#2 | 0.31 | #2 | 1.42 | #2 | 0.54 | #2 | 0.33 |
#3 | 0.30 | #3 | 1.44 | #3 | 0.40 | #3 | 0.31 |
#4 | 0.33 | #4 | 1.36 | #4 | 0.52 | #4 | 0.31 |
#5 | 0.36 | #5 | 1.43 | #5 | 0.49 | #5 | 0.30 |
#6 | 0.40 | #6 | 1.35 | #6 | 0.55 | #6 | 0.27 |
#7 | 0.36 | #7 | 1.44 | #7 | 0.48 | #7 | 0.23 |
#8 | 0.32 | #8 | 1.47 | #8 | 0.47 | #8 | 0.34 |
#9 | 0.32 | #9 | 1.39 | #9 | 0.50 | #9 | 0.32 |
#10 | 0.31 | #10 | 1.46 | #10 | 0.51 | #10 | 0.34 |
平均值 | 0.327 | 平均值 | 1.417 | 平均值 | 0.510 | 平均值 | 0.305 |
標準偏差 | 0.032 | 標準偏差 | 0.040 | 標準偏差 | 0.050 | 標準偏差 | 0.035 |
所有的結(jié)果單位為:ppm |
結(jié)論
從上述實驗數(shù)據(jù)結(jié)果證明,Clora 2XP單波長超低氯含量分析儀能夠準確、重復(fù)地測量各種碳氫化合物樣品中小于1ppm級別的氯含量濃度。這種簡單的無損測量方法只需要幾分鐘時間就可以完成,而且不需要消耗任何的氣體或溶劑。有效監(jiān)測原油原料和工藝管路中油品的氯化物濃度是所有緩蝕策略中的關(guān)鍵,通過量化石油產(chǎn)品中低于1ppm水平的氯含量,煉油廠能夠減少數(shù)十億美元因腐蝕而造成的成本虧損。