一种石脑油换热过程中在线色度检测装置的制作方法

1.本发明属于检测设备技术领域，具体涉及一种石脑油换热过程中在线色度检测装置。


背景技术：

2.石脑油是石油产品之一，又叫化工轻油，是以原油或其他原料加工生产的用于化工原料的轻质油，主要用作催化重整和裂解等化工工艺的原料。在常减压装置分馏过程中，石脑油的出塔温度较高，通常会和原油进行换热，在实现原油升温的同时，降低石脑油温度，但是由于各种原因，原油会渗漏到石脑油里，严重危害常减压装置的安全平稳运行，影响企业的正常生产，因此需要实时监测原油是否已经泄漏到石脑油里，如果采用取样送检方式进行测量，取样保存成本高，出结果周期长，无法快速检出，如果采用在线光束检测，由于温度有差异会形成冷凝水，或者有杂质会导致光强变化不稳定，导致测量结果不准确，需要改进。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明公开了一种石脑油换热过程中在线色度检测装置，采用双通道测量原理，选取旁通式采样结构，沉淀过滤，保持窗口镜片恒温，响应速度快，测量结果精确。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种石脑油换热过程中在线色度检测装置，包括控制器、分析仪传感器、主管道、支管道、调节阀、控制阀一、控制阀二，所述主管道与支管道呈并联结构，所述分析仪传感器内部设有光源发射器与接收器，所述光源发射器与接收器之间通过窗体流通方形的介质通道，所述介质通道外侧两端设有法兰与支管道连接，所述控制器连接分析仪传感器的接收器、调节阀、控制阀一、控制阀二，所述控制阀一、控制阀二分别安装在支管道的两端，所述调节阀安装在主管道上。
5.作为本发明的一种改进，所述主管道与支管道上设有压力表。
6.作为本发明的一种改进，所述支管道上设有温度仪。
7.作为本发明的一种改进，所述介质通道前后端设有u型管道。
8.作为本发明的一种改进，所述窗体设置在窗体压槽内，所述窗体压槽连通外侧的热气入口。
9.作为本发明的一种改进，所述窗体为免清洗蓝宝石，硬度达到9mohs。
10.作为本发明的一种改进，所述分析仪传感器各个部件之间的连接处设有抗腐蚀密封圈。
11.利用上述检测装置来检测原油泄漏到石脑油的方法，包括以下步骤：（1）往热气入口内注入热气，使窗体温度提升与石脑油温度一致；（2）调节调节阀、控制阀一、控制阀二，使支管道的压力大于主管道压力；
（3）石脑油顺着支管道流入分析仪传感器内部，光源发射器发射一束精确聚焦的平行光以恒定光强穿透石脑油后，剩余的光强被对面接收器双通道的光电管接受检测，并将光电信号送入放大器，根据郎伯-比尔定律，透射率损失的对数与产生透射损失的介质的浓度成正比，通过这种方法，精确检测石脑油的po-co色度，石脑油po-co色度不大于2.5，原油po-co色度大于500，如有微量泄漏，色度就会变化，如果po-co色度达到4-5，就能精确判断原油已经泄漏到石脑油里。
12.其检测原理是采用可见光双波长吸收的原理：一束精确聚焦的平行光以恒定光强穿透过程介质后剩余的光强被对面双通道的整体封装的光电管接受检测，并将光电信号送入放大器，由于介质对光的吸收和/或散射引起的光强变化可以用郎伯-比尔定律进行描述：透射率损失的对数与产生透射损失的介质的浓度成正比，该定律既适用于可溶性介质也适用于非可溶性介质，针对不同的介质，通过选择特定的光程长和光学滤镜组合可以精确检测到介质内微小的颜色变化。
13.本发明所述的传感器采用的是vis到nir的光谱，波长范围：380~1100nm，基于双通道的测量技术可以补偿背景浊度等的干扰。能精准的测量色度，完全与实验室分析结果比对。
14.本发明采用双通道测量原理，特定的专用通道来进行背景浊度补偿，精确测量石脑油的po-co色度，量程0~10
°
，测量精度满量程的0.5%即2h
°
。
15.本发明的有益效果为：（1）采用双通道测量原理，能实时精确的反映换热器泄漏情况；（2）选取旁通式采样结构，无需取样和预处理，能够实时检测；（3）传感器安装方便；（4）响应时间小于0.1秒，色度精度2h
°
；（5）可以在线校准或标定，确保长期使用精准测量；（6）满足现场zone 2区防爆要求，防护等级不低于ip65；（7）提供4-20ma标准信号输出到上位dcs或plc，并有现场显示方便巡检；（8）集成记录仪，方便查看历史记录，提供有利于工艺优化的数据；（9）测量前将窗体提温，确保蓝宝石上无冷凝水，测量结果精确；（10）在介质通道前后端设有u型管道，便于将杂质沉淀过滤，提高测量精度。
附图说明
16.图1为本发明的结构示意图。
17.图2为本发明所述的分析仪传感器内部结构示意图。
18.附图标识列表：1、控制器，2、分析仪传感器，3、主管道，4、支管道，5、调节阀，6、控制阀一，7、控制阀二，8、光源发射器，9、接收器，10、窗体，11、介质通道，12、法兰，13、压力表，14、温度仪，15、挡流板，16、圆孔，17、出污口，18、热气入口。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅
用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
20.如图所示，本发明所述的一种石脑油换热过程中在线色度检测装置，包括控制器1、分析仪传感器2、主管道3、支管道4、调节阀5、控制阀一6、控制阀二7，所述主管道3与支管道4呈并联结构，所述分析仪传感器2内部设有光源发射器8与接收器9，所述光源发射器8与接收器9之间通过窗体10流通方形的介质通道11，所述介质通道11外侧两端设有法兰12与支管道4连接，所述控制器1连接分析仪传感器的接收器9、调节阀5、控制阀一6、控制阀二7，所述控制阀一6、控制阀二7分别安装在支管道4的两端，所述调节阀5安装在主管道3上。
21.本方案基于1个测量点的机构配置，采用1台一拖一的硬件配置，分析仪传感器2均采用dn25 .dn50. dn80(可根据客户实际需求) pn16din2633法兰过程连接，该法兰12标准与国标hg/t20952法兰匹配，分析仪传感器2都按照适用于防爆zone 2区进行配置，防护等级不低于ip65。
22.本发明选取旁通式采样结构，无需取样和预处理，能够实时检测；安装后分析仪传感器2处于水平位置，如图2所示，确保光源发射器8发射的聚焦光束是水平的；本发明所述的控制器1具有自诊断、远程操作控制、无纸记录仪等功能；还能够控制调节阀5、控制阀一6、控制阀二7，使得检测过程中主管道3与支管道4有压差，便于石脑油流通。
23.控制器1安装在带玻璃窗的隔爆箱内，控制器1上设有高清晰可远视的大屏幕，240 x 128分辨率lcd显示屏可以组态显示数值，比例条和趋势图可同时显示；有集成记录，方便查看历史记录，提供有利于工艺优化的数据；控制器处于d版防火墙更加安全；3级密码保护设置可以保护关键工艺参数设置；可以在线校准或标定，确保长期使用精准测量；提供4-20ma标准信号输出到上位dcs或plc，并有现场显示方便巡检。
24.本发明在所述主管道3与支管道上设有压力表13，并在支管道上4设有温度仪14，可以观察管道内部石脑油的压力与温度。
25.本发明所述窗体10设置在窗体压槽内，所述窗体10压槽连通外侧的热气入口18。
26.工作时，先往热气入口18内注入热气，使窗体10温度提升与石脑油温度一致，这样当石脑油通过介质通道11时，蓝宝石窗体上不会由于温度差产生冷凝水，测量结果精确；然后调节调节阀、控制阀一、控制阀二，使支管道4的压力大于主管道3压力（确保有压力差）；石脑油会顺着支管道4流入分析仪传感器2内部，光源发射器2发射一束精确聚焦的平行光以恒定光强穿透石脑油后，剩余的光强被对面接收器双通道的光电管接受检测，并将光电信号送入放大器，根据郎伯-比尔定律，透射率损失的对数与产生透射损失的介质的浓度成正比，通过这种方法，精确检测石脑油的po-co色度，石脑油po-co色度不大于2.5，原油po-co色度大于500，如有微量泄漏，色度就会变化，如果po-co色度达到4-5，就能精确判断原油已经泄漏到石脑油里。
27.其方法既适用于可溶性介质也适用于非可溶性介质，针对不同的介质，通过选择特定的光程长和光学滤镜组合可以精确检测到介质内微小的颜色变化。
28.本发明所述的传感器采用的是vis到nir的光谱，波长范围：380~1100nm，基于双通道的测量技术可以补偿背景浊度等的干扰，精确测量石脑油的po-co色度，量程0~10
°
，测量精度满量程的0.5%即2h
°
，响应时间小于0.1秒，能实时精确的反映换热器泄漏情况。
29.本发明在介质通道11前后端设有u型管道，这种独一无二的艺术设计，完全可以避免来自于其它光源杂光的干扰，或者漫反射，杜绝杂光进入检测端而产生的测量误差。
30.本发明所述窗体10为免清洗蓝宝石，硬度达到9mohs，除了钻石以外任何颗粒都难以划伤其表面，保证光强不受损失，进一步保证了分析仪的稳定型，扩大化的边沿效应，高理想的平面让介质难以附着，保证了自清洗功能。
31.作为本发明的一种改进，所述分析仪传感器2各个部件之间的连接处设有dupont公司生产的kalrez 4079材料的抗腐蚀密封圈，无论耐腐蚀性、耐高温性还是密封弹性都优于ptfe，确保ped标准下的流通池长期使用可靠。
32.本发明所述的一种石脑油换热过程中在线色度检测装置，分析仪传感器光源寿命为3~5年，更换光源轻松方便，现场工程师可以在2分钟内完成光源更换，当光源寿命到期或者烧坏都会有报警信号。
33.需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。