氧分析仪在连续重整装置中的应用

    0　引　言

    金陵石化公司炼油厂1 Mt/a连续重整装置的工艺采用了UOP公司的专利技术。

    UOP公司的铂重整装置的催化剂再生给炼油厂在高苛刻度条件下操作反应段提供了灵活性。当反应段处于高苛刻度条件下时,重整催化剂的失活速度更快,此时催 化剂上的积炭速度也更快。如果没有催化剂再生段,反应段就不得不经常停工再生,以便将催化剂上的积炭层烧掉,从而恢复催化剂的活性和选择性^[1]。有了催化剂再生段,炼油厂就能够连续对铂重整反应段进行操作。

    催化剂再生段具有循环和再生功能,其均在一个连续运行的回路中实现[2]。首先,在催化剂再生段中,待生催化剂分4个步骤进行再生: a)烧焦;b)氧氯化,目的是为了分散催化剂金属并且调节催化剂的氯化物含量;c)催化剂干燥;d)还原,也就是将催化剂金属状态还原。最后,经过再生的 催化剂又循环回到第一台铂重整反应器。该回路的辑和顺序是由催化剂再生控制系统来控制的。

    在催化剂再生过程中,烧焦区的氧体积分数是一个重要参数,氧体积分数高将导致较高的燃烧温度,这样会损坏催化剂。而偏低的氧体积分数则会使得烧焦的速度较 慢,从而使得烧焦区的烧焦不充分。如果在氯化区中发生烧焦现象,就会产生极高的温度,从而严重损坏催化剂和氯化区的设备。

    为了控制烧焦区的氧体积分数,该装置安装了1台WDG–UOP氧分析仪来监控催化剂再生过程中的氧体积分数。

    1　原　理

    氧分析仪的传感元件本身就是一个封闭式的管或圆盘,由与氧化钇或氧化钙相平衡的陶瓷氧化锆制成。里层和外层的多孔铂涂层充当了催化剂或电极^[3]。 在高温下(一般高于650℃),与传感器相邻的铂电极相接触的氧分子变为离子态。只要元件两侧的氧体积分数相同,运动就是随机的并且没有离子的净流动产 生。但是如果元件两侧的氧体积分数不同,则电势就会产生。此电势的大小是两侧氧体积分数之比的函数。如果一种气体里的氧体积分数已知,则该元件产生的电势 确定了另一种气体中的氧体积分数^[4]。参比气通常是空气(φ_O2=20.9%),被用来作为其中一种气体。

    元件的电势随温度变化,将元件的温度保持恒定,氧气含量由能斯特(Nernst)公式得到:

    当两侧氧体积分数相同时元件产生的电势为0,并且随着氧体积分数的减小而增加。由试样气和参比空气中氧体积分数之差产生的电势由电缆传至微处理控制元件,在此被线性化为输出信号^[6]。