專利名稱：在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置、系統(tǒng)及裝置和系統(tǒng)的預(yù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬于石油化工自動化監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，用于拉曼光譜儀實(shí)時在線監(jiān)測PX 裝置中組分時的預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)對PX裝置中檢測樣品進(jìn)行有效地?zé)晒庀?，為在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置、系統(tǒng)及裝置和系統(tǒng)的預(yù)處理方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)流程工業(yè)使用壓力、流量、溫度等間接參數(shù)對裝置進(jìn)行控制?，F(xiàn)在我們已經(jīng)將在線拉曼監(jiān)測器引入到某石化PX裝置，完全可以進(jìn)行直接針對產(chǎn)品的具體指標(biāo)進(jìn)行直接反饋控制。將對流程工業(yè)的未來產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在線拉曼光譜儀可用在精細(xì)化工、石油煉制和石油化工等所有工業(yè)領(lǐng)域。對所有工藝階段中的液體、部分固體和氣體化學(xué)組成進(jìn)行分析。應(yīng)用于石化行業(yè)的拉曼光譜儀探頭安裝在惡劣環(huán)境中直接進(jìn)行在線分析。它高度的應(yīng)用靈活性使之既可分析原料，又可分析經(jīng)部分處理的流路樣品和成品以及過程副產(chǎn)品。該儀器檢測范圍廣，包括常見的無機(jī)物和有機(jī)物，能對生物大分子、天然與合成材料、礦石、活體動植物組織、水污染樣品、化學(xué)反應(yīng)催化劑等實(shí)現(xiàn)檢測。在不破壞樣品，不需樣品制備的情況下即可進(jìn)行樣品的檢測，拉曼散射的強(qiáng)度通常與散射物質(zhì)的濃度呈線性的關(guān)系，這為樣品的定量分析提供了理論依據(jù)。拉曼光譜方法的檢測靈敏度非常高，可用于低濃度樣品檢測。尤其是對水環(huán)境中有機(jī)成分和生物大分子等，有很低的檢測限，一般可達(dá)mg/L或m mol/L。分析速度快，可在秒級時間內(nèi)完成分析。儀器的故障率極低，完全能適應(yīng)閉環(huán)控制的要求?？梢詫?shí)時獲得裝置的產(chǎn)品參數(shù)，大大加快流程工業(yè)的新產(chǎn)品研制速度。不用進(jìn)行傳統(tǒng)的工業(yè)實(shí)驗(yàn)就可根據(jù)儀表的結(jié)果進(jìn)行小規(guī)模高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)，此類應(yīng)用在國外已經(jīng)相當(dāng)普遍。國外若干化工和石油公司如杜邦、英國石油公司、陶氏化學(xué)等已經(jīng)把這種技術(shù)用于蒸餾、分離、聚合物等生產(chǎn)過程的控制中。國內(nèi)鎮(zhèn)海石化在法國IFP公司設(shè)計(jì)的對二甲苯吸附分離裝置中，根據(jù)原設(shè)計(jì)引進(jìn)了國內(nèi)現(xiàn)場唯一一套在線拉曼光譜儀，該儀器價格高達(dá)近800萬，而依據(jù)此儀器的控制系統(tǒng)價格達(dá)到了 2000萬。根據(jù)現(xiàn)場反映，此儀器徹底實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時采集，第一次在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了裝置上不完全依賴傳統(tǒng)的壓力、流量、溫度的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式，實(shí)現(xiàn)了裝置調(diào)優(yōu)。2006-2009年期間本課題所在項(xiàng)目組對在線拉曼光譜儀進(jìn)行了一系列研究，該項(xiàng)目于2009年被立項(xiàng)為國家“863”。在線拉曼光譜儀技術(shù)在我國是一個有待發(fā)展的高新技術(shù)，而在線拉曼光譜儀的研制方面國內(nèi)基本處于空白，因此開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的實(shí)時在線分析技術(shù)適應(yīng)國家對石化工業(yè)發(fā)展的要求，可加快實(shí)現(xiàn)石化工業(yè)裝備的國產(chǎn)化進(jìn)程，增加國內(nèi)工藝技術(shù)與設(shè)備技術(shù)的核心競爭力，打破高檔在線分析儀器被國外儀器壟斷的現(xiàn)狀，振興民族儀器工業(yè)。拉曼光譜儀根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)的不同，可以分為兩大類，一類為色散型激光拉曼光譜儀，另一類則為傅立葉變換拉曼光譜儀。拉曼光譜儀所采集的光譜數(shù)據(jù)除樣品的自身信息之外，還包含了其它的無關(guān)信息，如電噪聲、CXD暗電流噪聲、樣品熒光背景和雜散光等。這些噪聲信號會對光譜有用信息產(chǎn)生干擾，有些情況下還會非常嚴(yán)重。在使用可見激光作為激發(fā)光源的拉曼光譜儀中，激光照射樣品物質(zhì)所造成的熒光背景干擾會給光譜信號帶來噪聲，甚至在某些情況下樣品物質(zhì)的有用拉曼散射信號會被熒光背景所覆蓋。在大部分的工業(yè)應(yīng)用中，分析的樣品中包含各種雜質(zhì)。在拉曼光譜分析中，經(jīng)常遇到熒光的干擾，熒光能影響某些分析方法的準(zhǔn)確性和靈敏度。作為一種可見激發(fā)的結(jié)果，這些雜質(zhì)形成一個強(qiáng)大的熒光背景在此造成拉曼光譜是疊加。因?yàn)楸尘盁晒饨?jīng)常影響，拉曼測量的準(zhǔn)確性降低。熒光拉曼光譜圖沒有明顯的拉曼峰，不易分辯出有效的拉曼峰值，也就無法從中解讀出樣品組分信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是在線拉曼光譜儀運(yùn)用于PX裝置中時，存在熒光干擾，需要對檢測樣品進(jìn)行預(yù)處理，消除熒光干擾。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置，用于PX裝置，預(yù)處理裝置包括一個冷卻罐、至少兩個吸附處理反應(yīng)罐、吹掃氣體管道和時序控制器，每個吸附處理反應(yīng)罐設(shè)有樣品輸入口、氣體輸入口、樣品輸出口和氣體輸出口，PX裝置的檢測樣品輸入冷卻罐，冷卻罐的輸出端通過多通閥分別與所述多個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸入口連接， 多個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸出口通過多通閥連接在線拉曼光譜儀的采樣頭，吹掃氣體管道通過氣動閥連接吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，每個吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口對應(yīng)一個氣動閥，氣動閥對應(yīng)配設(shè)有驅(qū)動氣體管道，所述時序控制器連接所述多通閥和氣動閥， 按照設(shè)置的時序控制多通閥和氣動閥，通過多通閥切換不同吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸入口和樣品輸出口的通斷，通過氣動閥切換吹掃氣體管道與吸附處理反應(yīng)罐氣體輸入口的通斷。進(jìn)一步的，預(yù)處理裝置還包括回樣裝置，回樣裝置包括三通閥和回流管路，多個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸出經(jīng)過在線拉曼光譜儀采樣頭后，輸入一三通閥，三通閥的剩余兩路，一路輸出至色譜分析儀；一路輸出至回流管路，所述回流管路包括通過緩沖罐、計(jì)量泵回流至PX裝置，或直接通過安全閥門回流至PX裝置。吸附處理反應(yīng)罐外環(huán)繞包覆有保溫管道，保溫管道外包覆保溫材料，保溫管道內(nèi)為伴熱蒸汽，吸附處理反應(yīng)罐的結(jié)構(gòu)為樣品輸入口的氣體輸入口設(shè)在同一側(cè)，樣品輸出口和氣體輸出口一側(cè)，樣品和氣體的輸入輸出口之間設(shè)有兩層金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)之間設(shè)有兩層磁球顆粒層，兩層硅膠層、兩層分子篩以及一層白土層，以白土層為中間層，白土層兩側(cè)依次為分子篩層、硅膠層和磁球顆粒層；吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸出口連接電磁閥。 作為優(yōu)選方式，冷卻罐采用水冷，冷卻罐內(nèi)的檢測樣品通道為螺旋型通道，檢測樣品與冷卻水的流通方向相反；吹掃氣體管道在吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口處設(shè)有止回閥。 上述的在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置的預(yù)處理方法，實(shí)現(xiàn)對拉曼光譜儀檢測樣品的實(shí)時在線連續(xù)預(yù)處理，其中吸附處理反應(yīng)罐的處理包括用硅膠、分子篩、白土對PX裝置的檢測樣品中的水分、不飽和烴進(jìn)行吸附，用氮?dú)庾鳛榇祾邭怏w對吸附后的白土進(jìn)行吹掃， 將附著在白土上的不飽和烴吹掃出來；時序控制器采用PLC，根據(jù)時序定時控制多通閥和氣動閥的通斷，控制各個吸附處理反應(yīng)罐的工作狀態(tài)
樣品處理控制多通閥的輸出，選擇吸附處理反應(yīng)罐，通入PX裝置的檢測樣品，同時氣動閥連通驅(qū)動氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，吸附處理反應(yīng)罐對輸入的檢測樣品的不飽和烴進(jìn)行吸附，吸附預(yù)處理后的檢測樣品輸送給拉曼光譜儀的采樣頭；氮?dú)獯祾呖刂贫嗤ㄩy的輸出，斷開PX裝置的檢測樣品向吸附處理反應(yīng)罐的輸送，同時氣動閥連通吹掃氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，氮?dú)鈱⒏街诎淄辽系牟伙柡蜔N吹掃出來；所述樣品處理和氮?dú)獯祾吖ぷ鳡顟B(tài)在不同的吸附處理反應(yīng)罐之間輪流進(jìn)行。優(yōu)選時序控制器每12小時切換吸附處理反應(yīng)罐的工作狀態(tài)。上述的在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置組成預(yù)處理系統(tǒng)，多套PX裝置時，每一套PX 裝置對應(yīng)一套預(yù)處理裝置，多套預(yù)處理裝置共用驅(qū)動氣體管道、吹掃氣體管道和時序控制器，構(gòu)成預(yù)處理系統(tǒng)。預(yù)處理系統(tǒng)的預(yù)處理方法為實(shí)現(xiàn)對拉曼光譜儀檢測樣品的實(shí)時在線連續(xù)預(yù)處理，其中吸附處理反應(yīng)罐的處理包括用硅膠、分子篩、白土對PX裝置的檢測樣品中的水分、不飽和烴進(jìn)行吸附，用氮?dú)庾鳛榇祾邭怏w對吸附后的白土進(jìn)行吹掃，將附著在白土上的不飽和烴吹掃出來；時序控制器采用PLC，根據(jù)時序定時控制多通閥和氣動閥的通斷，控制各個吸附處理反應(yīng)罐的工作狀態(tài)樣品處理控制多通閥的輸出，選擇吸附處理反應(yīng)罐，通入PX裝置的檢測樣品，同時氣動閥連通驅(qū)動氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，吸附處理反應(yīng)罐對輸入的檢測樣品的不飽和烴進(jìn)行吸附，吸附預(yù)處理后的檢測樣品輸送給拉曼光譜儀的采樣頭；氮?dú)獯祾呖刂贫嗤ㄩy的輸出，斷開PX裝置的檢測樣品向吸附處理反應(yīng)罐的輸送，同時氣動閥連通吹掃氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，氮?dú)鈱⒏街诎淄辽系牟伙柡蜔N吹掃出來；每一套PX裝置的預(yù)處理裝置中，所述樣品處理和氮?dú)獯祾吖ぷ鳡顟B(tài)在不同的吸附處理反應(yīng)罐之間輪流進(jìn)行，并保證預(yù)處理裝置至少有一個吸附處理反應(yīng)罐處于樣品處理工作狀態(tài)。在線拉曼光譜儀運(yùn)用于PX裝置中實(shí)時檢測的物質(zhì)為PX裝置中的PX、0X、MX、PDEB 等組分的含量，因此除此以外的一些不飽和烴等組分不是需要檢測的物質(zhì)，同時這些不飽和烴類物質(zhì)又容易造成熒光效應(yīng)，產(chǎn)生影響拉曼譜圖的干擾。但是PX裝置在使用在線拉曼光譜儀進(jìn)行樣品檢測時，由于需要實(shí)時在線檢測，預(yù)處理的工作不能對拉曼檢測產(chǎn)生影響或延遲，否則在線拉曼光譜儀就失去了其在線檢測的意義。另外，對于PX裝置，對樣品的整個處理過程，安全、以及防止污染泄漏也是一個必須考慮的問題。芳烴中往往含有不飽和烴(烯烴)，不宜用化學(xué)方法除去，也不能采用加氫的方法去加工成為烷烴。最佳的選擇是采用物理吸附法，在為數(shù)眾多的催化劑中篩選后，本發(fā)明選擇顆粒白土作為吸附劑，并增加硅膠和分子篩除去水分和一些大分子雜質(zhì)，消除熒光影響。 在PX裝置中白土的作用主要是脫除反應(yīng)過程中不飽和烴，保證芳烴產(chǎn)品的質(zhì)量，也就是提高檢測樣品的純度，消除熒光干擾，保證檢測精度。白土吸附了一定量的不飽和烴等雜質(zhì)之后，會達(dá)到飽和而不進(jìn)一步吸收，需要更換才能繼續(xù)進(jìn)行預(yù)處理工作，而對于在線檢測，整個過程是不能因?yàn)榘淄恋母鼡Q而中斷的，本發(fā)明中，特別設(shè)置了兩個以上的吸附處理反應(yīng)罐，通過時序控制器改變其工作狀態(tài)，定時對吸附處理反應(yīng)罐通入氮?dú)膺M(jìn)行吹掃工作，將附著在白土上的不飽和烴吹掃出來。被吹掃后的白土重新獲得吸附不飽和烴雜質(zhì)的活性，進(jìn)入下個循環(huán)的不飽和烴等雜質(zhì)的吸附階段。這樣不但實(shí)現(xiàn)了預(yù)處理的連續(xù)工作，不影響在線拉曼檢測的進(jìn)行，并且吸附處理反應(yīng)罐實(shí)現(xiàn)自動清潔，無需頻繁更換。整個預(yù)處理裝置可以自動持續(xù)工作。本發(fā)明的特點(diǎn)有1、為在線拉曼光譜儀提供了一種預(yù)處理裝置，易于實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)小巧；通過PLC定時順序控制，吸附處理反應(yīng)罐輪流工作，實(shí)現(xiàn)持續(xù)自動工作，不影響在線拉曼光譜儀的檢測工作；2、本發(fā)明特別設(shè)置了回樣裝置，利用回樣裝置將取出來的樣品重新送回PX裝置中，百分之百零排放；3、吸附處理反應(yīng)罐包括硅膠、分子篩和白土層，消除熒光干擾效果好，硅膠層先除去水分，也延長了分子篩和白土層的使用壽命，提高除雜效果，保證檢測精度。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對PX裝置中檢測物質(zhì)進(jìn)行有效地?zé)晒庀ぷ鳎瑸樵诰€拉曼光譜儀實(shí)時準(zhǔn)確檢測PX裝置中的組分鋪平了道路，對于在線拉曼檢測的精度提高具有重要意義， 同時本發(fā)明采用至少兩個吸附處理反應(yīng)罐，吸附處理反應(yīng)罐輪流進(jìn)行吸附和吹掃處理，使得整個預(yù)處理過程不受吸附處理反應(yīng)罐吸附飽和程度的影響，可以持續(xù)不間斷進(jìn)行，而回樣裝置保證了檢測樣品不對外界產(chǎn)生污染；本發(fā)明具有高回收率、低成本、少投入、無污染等優(yōu)點(diǎn)，綜合考慮到了現(xiàn)場樣品收集、冷卻處理、去除不飽和烴過程、實(shí)時連續(xù)性以及回樣處理等過程，不僅僅是簡單對檢測樣品的除雜，進(jìn)一步提高了整個在線拉曼檢測的檢測質(zhì)量和檢測效率。本發(fā)明可應(yīng)用于不同領(lǐng)域，如石化、冶金、礦業(yè)電力、煉鋼等，對用戶需求的適應(yīng)性強(qiáng)，效果明顯，穩(wěn)定性好。


圖1是本發(fā)明裝置一個具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2是本發(fā)明裝置組成的系統(tǒng)的一個具體實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖3是本發(fā)明方法PLC閥序控制流程圖。圖4是本發(fā)明的吸附處理反應(yīng)罐內(nèi)部示意圖。圖5是本發(fā)明三通閥工作原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明裝置應(yīng)用于石化行業(yè)PX裝置上拉曼光譜儀檢測前的預(yù)處理，由于拉曼光譜檢測不破壞樣品，不需大量樣品制備，只需少量有代表性的樣品即可，一般樣品可裝于毛細(xì)管內(nèi)直接測定。即使在大型裝置中也只需要獲取少量的樣品即可，因此本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)上體積較小。以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式
、特征及其功效，詳細(xì)說明后，為了簡單清楚地目的，下文恰當(dāng)?shù)氖÷粤斯夹g(shù)的描述以免那些不必要的細(xì)節(jié)影響對本技術(shù)方案的描述。如圖1，在本實(shí)施例中，采用兩個吸附處理反應(yīng)罐，對應(yīng)的多通閥為三通閥，吸附處理反應(yīng)罐采用物理吸附法，本發(fā)明優(yōu)選顆粒白土作為吸附劑。預(yù)處理裝置包括一個冷卻罐6，兩個吸附處理反應(yīng)罐10、11，吹掃氣體管道401和時序控制器5，每個吸附處理反應(yīng)罐設(shè)有樣品輸入口、氣體輸入口、樣品輸出口和氣體輸出口，PX裝置的檢測樣品輸入冷卻罐6， 冷卻罐6的輸出端通過三通閥8分別與所述兩個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸入口連接，兩個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸出口通過三通閥14連接在線拉曼光譜儀的采樣頭16，吹掃氣體管道401通過氣動閥19、20連接吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，每個吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口對應(yīng)一個氣動閥，這里一定要用氣動閥，因?yàn)槠胀ǖ碾姶砰y等不能直接在PX系統(tǒng)里面使用，氣動閥配設(shè)有驅(qū)動氣體管道300，驅(qū)動氣體管道300提供氣動閥工作所需的壓縮空氣，壓縮空氣可現(xiàn)場獲得，所述時序控制器5連接所述三通閥和氣動閥，按照設(shè)置的時序控制三通閥和氣動閥，通過三通閥切換不同吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸入口和樣品輸出口的通斷，通過氣動閥切換驅(qū)動氣體管道和吹掃氣體管道與吸附處理反應(yīng)罐氣體輸入口的通斷。預(yù)處理裝置還包括回樣裝置，回樣裝置包括一三通閥32和回流管路，多個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸出經(jīng)過在線拉曼光譜儀采樣頭后，輸入三通閥32，三通閥32的剩余兩路，一路輸出至色譜分析儀；一路輸出至回流管路，所述回流管路包括通過緩沖罐；34、計(jì)量泵36回流至PX裝置，或直接通過安全閥門38回流至PX裝置。檢測樣品進(jìn)行拉曼光譜儀在線實(shí)時檢測后，由于拉曼光譜在線檢測是在不破壞樣品原有組成及分子構(gòu)成等情況下進(jìn)行的，因此可以將進(jìn)行完拉曼在線檢測后的樣品通過三通閥，通入色譜進(jìn)行其它分析檢測， 冰可以通過回流管路裝置回流至PX裝置。緩沖罐34作用是樣品在進(jìn)行檢測過后進(jìn)行回樣之前的聚集裝置，當(dāng)樣品達(dá)到一定數(shù)量后開始回樣，并且利用計(jì)量泵36進(jìn)行計(jì)量操作，慢慢回流到原PX裝置中，這里的回樣點(diǎn)需要選擇壓力較小的點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)樣，保證安全，如果采樣檢測后樣品流速過快壓力過大，再進(jìn)入緩沖罐前樣品氣體可以通過安全閥門38直接進(jìn)行回樣。本發(fā)明吸附處理反應(yīng)罐直徑140mm，高度260mm，由于在氮?dú)獯祾哌^程中溫度越高吹掃效果越好，即可以更好的恢復(fù)白土的吸附不飽和烴等雜質(zhì)的活性，優(yōu)選吸附處理反應(yīng)罐外部環(huán)繞包覆有保溫管道，保溫管道外包覆保溫材料，保溫管道內(nèi)為伴熱蒸汽，保溫管道中伴熱蒸汽通常情況下是在氮?dú)膺M(jìn)行吹掃中開啟。如圖4，吸附處理反應(yīng)罐內(nèi)部的結(jié)構(gòu)為樣品和氣體的輸入輸出口之間設(shè)有兩層金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)之間為兩層磁球顆粒層，兩層硅膠層以及兩層分子篩，中間為白土層，白土層夾在兩層磁球顆粒層、硅膠層以及分子篩之間；吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸出口連接電磁閥。檢測樣品氣體從冷卻罐流出經(jīng)三通閥的選擇進(jìn)入吸附處理反應(yīng)罐中，檢測樣品經(jīng)過與白土進(jìn)行物理反應(yīng)，樣品中的不飽和烴及一部分雜質(zhì)成分留在了白土中，其他飽和烴進(jìn)入到下個進(jìn)程中。在下個時序中，氮?dú)饨?jīng)過氣動閥進(jìn)入吸附處理反應(yīng)罐，對已經(jīng)完成脫離樣品中非飽和烴和雜質(zhì)的白土進(jìn)行吹掃。吹掃結(jié)束后，白土又恢復(fù)其原來的活性，進(jìn)入到再下一個循環(huán)。如此重復(fù)利用吸附處理反應(yīng)罐中的白土。冷卻罐采用水冷，冷卻罐內(nèi)的檢測樣品通道為螺旋型通道，檢測樣品與冷卻水的流通方向相反，冷卻罐直徑為80mm，高度為400mm，材質(zhì)為不銹鋼材料。冷卻水從罐底進(jìn)入冷卻罐，流經(jīng)冷卻罐一圈后流出，檢測樣品通過螺旋型通道流出冷卻罐，在這一過程中，保證檢測樣品的充分冷卻；保證一定的檢測速度情況下，可以通過調(diào)整檢測樣品流動速度和提高冷卻水的流速來對冷卻效率進(jìn)行控制。吹掃氣體管道在吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口處設(shè)有止回閥對、25 ；驅(qū)動氣體管道、吹掃氣體管道以及樣品在預(yù)處理裝置中的流通管道管壁厚度均為2mm，管內(nèi)直徑為4mm，管道為不銹鋼材料。吹掃過程中，氮?dú)庥涩F(xiàn)場已有的氮?dú)獾洚a(chǎn)生裝置提供，止回閥所用類型為旋啟式止回閥，通過止回閥，防止氮?dú)馔ㄈ牒笠驂毫栴}回流。氣動閥型號為JL0611PPL-25P型，其工作電壓為220V工作溫度為220°C。完成一次2小時的氮?dú)獯祾吖ぷ魇拱淄林匦芦@得吸附不飽和烴的能力。氮?dú)鈹y帶著不飽和烴等雜質(zhì)通過管道送入到現(xiàn)場火炬裝置中進(jìn)行燃燒處理，減少直接排放對大氣帶來的危害。進(jìn)一步的，多套PX裝置時，每一套PX裝置對應(yīng)一套預(yù)處理裝置，多套預(yù)處理裝置共用驅(qū)動氣體管道、吹掃氣體管道和時序控制器，構(gòu)成預(yù)處理系統(tǒng)，如圖2。本發(fā)明裝置不僅可以有效地消除容易產(chǎn)生熒光影響的不飽和烴，而且在檢測完之后，利用回樣裝置將取出來的樣品重新送回PX裝置中，整個環(huán)節(jié)安全高效且對環(huán)境及人員幾乎沒有任何危害。本發(fā)明現(xiàn)場閥序控制是由PLC控制器進(jìn)行時序控制完成的。時序結(jié)構(gòu)主要分為兩個過程樣品處理過程和氮?dú)獯祾哌^程樣品處理控制多通閥的輸出，選擇吸附處理反應(yīng)罐通入PX裝置的檢測樣品，同時氣動閥連通驅(qū)動氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，吸附處理反應(yīng)罐對輸入的檢測樣品的不飽和烴進(jìn)行吸附；氮?dú)獯祾呖刂贫嗤ㄩy的輸出，斷開PX裝置的檢測樣品向吸附處理反應(yīng)罐的輸送，同時氣動閥連通吹掃氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，氮?dú)鈱⒏街诎淄辽系牟伙柡蜔N吹掃出來；所述樣品處理和氮?dú)獯祾吖ぷ鳡顟B(tài)在不同的吸附處理反應(yīng)罐之間輪流進(jìn)行。本發(fā)明對每個PX裝置都設(shè)有至少兩個吸附處理反應(yīng)罐，這是由于白土顆粒在吸收一定量的不飽和烴等雜質(zhì)后，將失去活性，不能繼續(xù)分離樣品中的不飽和烴等雜質(zhì)，需要更換，本發(fā)明使用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃，使其回復(fù)活性。為保證預(yù)處理過程的持續(xù)不間斷，時序控制器通過閥序控制達(dá)到自動完成白土吸附和氮?dú)獯祾叩那袚Q，其時序控制參考圖3。時序?yàn)橐粋€吸附處理反應(yīng)罐進(jìn)行白土吸附分離樣品中的不飽和烴等雜質(zhì)12小時后，切換至另一吸附處理反應(yīng)罐，即如圖2中，三通閥8、14、9、15閥為每12小時進(jìn)行一次流路切換，氣動閥 19 22和電磁閥28 31為氮?dú)獯祾唛y序，當(dāng)三通閥8、14、9、15轉(zhuǎn)向吸附處理反應(yīng)罐10、 13時，閥門19、28、22、31關(guān)閉，此時吸附處理反應(yīng)罐10、13內(nèi)進(jìn)行白土吸附分離樣品中的不飽和烴等雜質(zhì)12小時。在這期間同時氣動閥20、電磁閥四、氣動閥21、電磁閥30打開，吸附處理反應(yīng)罐11、12內(nèi)進(jìn)行兩小時的氮?dú)獯祾?，其余時間關(guān)閉吹掃。進(jìn)入下個時序，當(dāng)三通閥8、14、9、15轉(zhuǎn)向吸附處理反應(yīng)罐11、12時，吸附處理反應(yīng)罐10、13在10分鐘的緩沖時間后開始進(jìn)行2小時的氮?dú)獯祾撸?小時后關(guān)閉吹掃裝置，同時吸附處理反應(yīng)罐11、12進(jìn)行白土吸附分離樣品中的不飽和烴等雜質(zhì)12小時。依次進(jìn)入下一個循環(huán)。白土雖然經(jīng)氮?dú)獯祾呖梢曰謴?fù)活性，但多次重復(fù)使用后仍然會有一定的降低，吸附處理反應(yīng)罐使用一段時間之后，可以視白土的活性狀況進(jìn)行更換，具體可以根據(jù)經(jīng)過白土前后的物料的溴值來進(jìn)行判斷是否更換，一般是半年左右更換一次。其中所述的三通閥參考圖5，通過一個汽缸驅(qū)動兩個三通閥，由于預(yù)處理裝置中， 吸附處理反應(yīng)罐所連接的三通閥的時序是一樣的，實(shí)際現(xiàn)場中用一個汽缸驅(qū)動吸附處理反應(yīng)罐連接的三通閥門進(jìn)行轉(zhuǎn)動，選擇流路。汽缸設(shè)定時間為每12小時轉(zhuǎn)動一圈，即三通閥設(shè)為每12小時選擇一條流路。 在經(jīng)過詳細(xì)的較佳實(shí)施例的說明之后，對于本技術(shù)較為熟知的人士可以清楚地理解，在不脫離上述申請專利范圍與指導(dǎo)思想的前提下，可以在經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖兓c修改，同樣可以達(dá)到對在線拉曼光譜儀檢測的樣品進(jìn)行實(shí)時預(yù)處理的效果。
權(quán)利要求
1.一種在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置，用于PX裝置，其特征是預(yù)處理裝置包括一個冷卻罐、至少兩個吸附處理反應(yīng)罐、吹掃氣體管道和時序控制器，每個吸附處理反應(yīng)罐設(shè)有樣品輸入口、氣體輸入口、樣品輸出口和氣體輸出口，PX裝置的檢測樣品輸入冷卻罐，冷卻罐的輸出端通過多通閥分別與所述多個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸入口連接，多個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸出口通過多通閥連接在線拉曼光譜儀的采樣頭，吹掃氣體管道通過氣動閥連接吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，每個吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口對應(yīng)一個氣動閥，氣動閥對應(yīng)配設(shè)有驅(qū)動氣體管道，所述時序控制器連接所述多通閥和氣動閥，按照設(shè)置的時序控制多通閥和氣動閥，通過多通閥切換不同吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸入口和樣品輸出口的通斷，通過氣動閥切換吹掃氣體管道與吸附處理反應(yīng)罐氣體輸入口的通斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置，其特征是預(yù)處理裝置還包括回樣裝置，回樣裝置包括三通閥和回流管路，多個吸附處理反應(yīng)罐的樣品輸出經(jīng)過在線拉曼光譜儀采樣頭后，輸入一三通閥，三通閥的剩余兩路，一路輸出至色譜分析儀；一路輸出至回流管路，所述回流管路包括通過緩沖罐、計(jì)量泵回流至PX裝置，或直接通過安全閥門回流至PX裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置，其特征是吸附處理反應(yīng)罐外環(huán)繞包覆有保溫管道，保溫管道外包覆保溫材料，保溫管道內(nèi)為伴熱蒸汽，吸附處理反應(yīng)罐的結(jié)構(gòu)為樣品輸入口的氣體輸入口設(shè)在同一側(cè)，樣品輸出口和氣體輸出口一側(cè)，樣品和氣體的輸入輸出口之間設(shè)有兩層金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)之間設(shè)有兩層磁球顆粒層，兩層硅膠層、 兩層分子篩以及一層白土層，以白土層為中間層，白土層兩側(cè)依次為分子篩層、硅膠層和磁球顆粒層；吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸出口連接電磁閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置，其特征是冷卻罐采用水冷，冷卻罐內(nèi)的檢測樣品通道為螺旋型通道，檢測樣品與冷卻水的流通方向相反；吹掃氣體管道在吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口處設(shè)有止回閥。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置的預(yù)處理方法，其特征是實(shí)現(xiàn)對拉曼光譜儀檢測樣品的實(shí)時在線連續(xù)預(yù)處理，其中吸附處理反應(yīng)罐的處理包括用硅膠、分子篩、白土對PX裝置的檢測樣品中的水分、不飽和烴進(jìn)行吸附，用氮?dú)庾鳛榇祾邭怏w對吸附后的白土進(jìn)行吹掃，將附著在白土上的不飽和烴吹掃出來；時序控制器采用PLC， 根據(jù)時序定時控制多通閥和氣動閥的通斷，控制各個吸附處理反應(yīng)罐的工作狀態(tài)樣品處理控制多通閥的輸出，選擇吸附處理反應(yīng)罐，通入PX裝置的檢測樣品，同時氣動閥連通驅(qū)動氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，吸附處理反應(yīng)罐對輸入的檢測樣品的不飽和烴進(jìn)行吸附，吸附預(yù)處理后的檢測樣品輸送給拉曼光譜儀的采樣頭；氮?dú)獯祾呖刂贫嗤ㄩy的輸出，斷開PX裝置的檢測樣品向吸附處理反應(yīng)罐的輸送，同時氣動閥連通吹掃氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，氮?dú)鈱⒏街诎淄辽系牟伙柡蜔N吹掃出來；所述樣品處理和氮?dú)獯祾吖ぷ鳡顟B(tài)在不同的吸附處理反應(yīng)罐之間輪流進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)處理方法，其特征是時序控制器每12小時切換吸附處理反應(yīng)罐的工作狀態(tài)。
7.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置組成的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征是多套PX裝置時，每一套PX裝置對應(yīng)一套預(yù)處理裝置，多套預(yù)處理裝置共用驅(qū)動氣體管道、吹掃氣體管道和時序控制器，構(gòu)成預(yù)處理系統(tǒng)。
8.權(quán)利要求7所述的預(yù)處理系統(tǒng)的預(yù)處理方法，其特征是實(shí)現(xiàn)拉曼光譜儀檢測樣品的實(shí)時在線連續(xù)預(yù)處理，其中吸附處理反應(yīng)罐的處理包括用硅膠、分子篩、白土對PX裝置的檢測樣品中的水分、不飽和烴進(jìn)行吸附，用氮?dú)庾鳛榇祾邭怏w對吸附后的白土進(jìn)行吹掃，將附著在白土上的不飽和烴吹掃出來；時序控制器采用PLC，根據(jù)時序定時控制所有多通閥和氣動閥的通斷，控制各預(yù)處理裝置中各個吸附處理反應(yīng)罐的工作狀態(tài)樣品處理控制多通閥的輸出，選擇吸附處理反應(yīng)罐通入PX裝置的檢測樣品，同時氣動閥連通驅(qū)動氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，吸附處理反應(yīng)罐對輸入的檢測樣品的不飽和烴進(jìn)行吸附，吸附預(yù)處理后的檢測樣品輸送給拉曼光譜儀的采樣頭；氮?dú)獯祾呖刂贫嗤ㄩy的輸出，斷開PX裝置的檢測樣品向吸附處理反應(yīng)罐的輸送，同時氣動閥連通吹掃氣體管道與所述吸附處理反應(yīng)罐的氣體輸入口，氮?dú)鈱⒏街诎淄辽系牟伙柡蜔N吹掃出來；每一套PX裝置的預(yù)處理裝置中，所述樣品處理和氮?dú)獯祾吖ぷ鳡顟B(tài)在不同的吸附處理反應(yīng)罐之間輪流進(jìn)行，并保證預(yù)處理裝置至少有一個吸附處理反應(yīng)罐處于樣品處理工作狀態(tài)。
全文摘要
在線拉曼光譜儀的預(yù)處理裝置、系統(tǒng)及裝置和系統(tǒng)的預(yù)處理方法，在拉曼光譜檢測儀對PX裝置的樣品進(jìn)行檢測之前，對檢測樣品進(jìn)行預(yù)處理，采用吸附處理反應(yīng)罐對檢測樣品吸附除雜，至少兩個吸附處理反應(yīng)罐輪流進(jìn)行吸附和吹掃處理，使得整個預(yù)處理過程不受吸附處理反應(yīng)罐吸附飽和程度的影響，可以持續(xù)不間斷進(jìn)行。本發(fā)明具有高回收率、低成本、少投入、無污染等優(yōu)點(diǎn)，考慮到了現(xiàn)場樣品收集、冷卻處理、去除不飽和烴過程以及回樣處理的過程，本發(fā)明可應(yīng)用于不同領(lǐng)域，如石化、冶金、礦業(yè)電力、煉鋼等，對用戶需求的適應(yīng)性強(qiáng)，效果明顯，穩(wěn)定性好。
文檔編號G01N1/34GK102175504SQ201110028518
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者曹玲燕, 林錦國, 程明霄, 蔣書波, 趙天琦 申請人:南京工業(yè)大學(xué)