一种氯离子浓度在线监测系统技术方案

本发明专利技术的一种氯离子浓度在线监测系统，包括：工业现场管线、氯离子浓度监测装置和数据处理平台；工业现场管线包括：清洗管线、取样管线、伴热管线和排污管线；氯离子浓度监测装置包括：过滤单元、干扰离子去除单元和氯离子测量单元；取样管线的出口端连接过滤单元，清洗管线的出口端和排污管线的入口端都与干扰离子去除单元和氯离子测量单元相连接；氯离子测量单元将检测的数据传输给数据处理平台进行对比处理后实现预警。氯离子测量单元内设有离子监测仪，以控制干扰离子去除单元和氯离子测量单元内的各个闸阀，使得各个管线与氯离子浓度监测装置内的回路连通或断开，从而实现监测过程中取样、过滤、去除干扰离子、测量、清洗和排污各个环节。排污各个环节。排污各个环节。

【技术实现步骤摘要】
一种氯离子浓度在线监测系统


[0001]本专利技术属于氯离子检测
，涉及一种氯离子浓度在线监测系统。

技术介绍

[0002]氯化物对炼油过程的危害与硫的危害一样，是一个很早以前就存在并进行研究、治理的问题。近几年来，由于原油性质发生了较大变化，氯化物在各馏分油中不同程度地增加了，其危害由常减压装置扩展到了其他二次加工装置,威胁着工厂的安全生产。
[0003]目前，国内外的文献中对于氯化物的腐蚀形态和机理已经研究得非常透彻和清晰。结晶盐主要是氯化铁和氯化铵。这种结晶是在HCl、 H2O、NH3并存的环境中形成的，氯盐结晶物的形成是由工艺条件决定的。当物流中NH3、HCl和H2O并存，且管壁温度高于露点温度，处于干燥状态时，有利于NH4Cl或FeCl2的结晶。如果物流温度达到结晶范围时，壁面上就会产生结晶的氯盐。当壁面温度达到水的露点温度，或向系统中注入水，由于壁面上形成了水膜，这种极易溶入水的结晶体就不会出现。当壁面温度或者介质温度高于氯盐的升华温度时，这种结晶盐也不容易形成。氯化铵结晶的形成，固定了很大部分的氯离子，从而减轻了对后序系统的腐蚀。但在管壁等粗糙面或死角处氯盐停留集聚，极易发生“垢下腐蚀”。
[0004]氯腐蚀的第二个形式是露点腐蚀和酸水冲刷腐蚀。当设备内表面温度达到水的露点温度时，含HCl、H2O、H2S的物流就会在设备内表面出现水滴，HCl或H2S等酸性物质溶入水，形成浓度很高的酸，使金属受到迅速腐蚀，出现大大小小的坑，严重的部位出现穿孔。
[0005]不锈钢作为良好的耐腐蚀、耐热材料，在石油化工厂中经常被采用。但在氯离子存在的环境却显示出其弱点来。不锈钢在Cl
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和应力 (残余应力、热应力、工作应力等)共同作用下，会产生“氯脆”—氯化物应力腐蚀破裂。特别是设备制造过程中对金属表面的损伤部位、经过拉伸产生了巨大应力的部位、经过焊接发生局部过热的部位，在氯离子的作用下都容易产生裂纹。纹槽增加了吸附酸性介质的能力，将腐蚀引向金属层的深部，导致穿孔，甚至断裂。
[0006]HCl存在前提下，硫对金属的腐蚀。石油加氢处理的目的之一在于将有机硫化物转变为H2S，然后把它除去。所以H2S对设备的腐蚀持续存在。如果系统中只有H2S，则因它与Fe反应的产物FeS能牢固地附着金属表面上，形成一层保护膜，阻止了铁与H2S的接触也就减轻了腐蚀。然而HCl能溶解这层保护膜，使新的金属面再次暴露出来，从而继续受到腐蚀。HCl的破坏作用远大于H2S。
[0007]对于以上阐述的氯化物引起的一系列腐蚀问题，通常采取“一脱三注”(脱盐、注水、注氨、注缓蚀剂)的工艺防腐措施。其中注氨主要是中和酸，是其中一个重要环节，也是减缓腐蚀的主要途径。
[0008]但由于目前没有能够应用于工业现场的、长时间在线监测宽范围氯离子浓度的系统，且炼油厂中定期采取的人工取样滴定检测方式，因其检测较慢，具有滞后性，只能起到记录数据的目的，无法指导注剂的使用量和及时监测使用效果。因此炼油厂中一般会注入过量的氨，这就导致了药剂的大量浪费。
[0009]国外有可在线监测氯离子浓度的工业产品，但其监测范围在ppb 级，监测参数和范围过小，不适用于炼油厂等工业现场中浓度较大的氯离子在线监测。

技术实现思路

[0010]为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种氯离子浓度在线监测系统，该系统能长时间、连续的监测管道内流体的氯离子浓度变化，用户可根据测量的数据合理调整注剂时间和注入量。指导炼油厂等企业合理确定氨水或有机胺的使用浓度和使用量，并及时监测注氨效果，在保障注剂效果的前提下，节约氨水或有机胺，产生直接经济效益，提高工作效率。
[0011]本专利技术提供一种氯离子浓度在线监测系统，包括：依次连接的工业现场管线、氯离子浓度监测装置和数据处理平台；所述工业现场管线包括：清洗管线、取样管线、伴热管线和排污管线；所述氯离子浓度监测装置包括：依次连接的过滤单元、干扰离子去除单元和氯离子测量单元；取样管线的出口端连接过滤单元，清洗管线的出口端和排污管线的入口端都与干扰离子去除单元和氯离子测量单元相连接；所述氯离子测量单元通过有线或无线方式与数据处理平台进行通讯；所述氯离子测量单元内设有离子监测仪，离子监测仪控制干扰离子去除单元和氯离子测量单元内的各个闸阀，使得各个管线与氯离子浓度监测装置内的回路连通或断开，从而实现监测过程中取样、过滤、去除干扰离子、测量、清洗和排污各个环节。
[0012]在本专利技术的氯离子浓度在线监测系统中，所述过滤单元包括一级过滤器和二级过滤器；所述干扰离子去除单元包括第一闸阀、除干扰离子罐、第三闸阀、药剂罐和第五闸阀；所述氯离子测量单元包括氯离子测量电极、温度传感器和测氯罐；
[0013]所述取样管线连接一级过滤器的进口端，一级过滤器的出口端依次连接第一闸阀、除干扰离子罐、第五闸阀、二级过滤器和测氯罐，所述氯离子测量电极和温度传感器设置于测氯罐内，氯离子测量电极和温度传感器的模拟测量信号通过屏蔽线缆传输到离子监测仪；离子监测仪将处理后的氯离子浓度数据传输给数据处理平台；所述药剂罐通过第三闸阀连接除干扰离子罐的进药口。
[0014]在本专利技术的氯离子浓度在线监测系统中，所述离子监测仪包括：供电模块、信号采集模块、中央处理器单元、存储模块、闸阀控制模块和通讯模块；所述信号采集模块将氯离子测量电极和温度传感器采集的模拟测量信号转换为电压信号后传输给中央处理器，中央处理器将处理后获得氯离子浓度数据通过通讯模块传输给数据处理平台；
[0015]所述供电单元为信号采集模块、中央处理器单元、闸阀控制模块和通讯模块供电；所述存储模块、闸阀控制模块分别与中央处理器连接。
[0016]在本专利技术的氯离子浓度在线监测系统中，所述数据处理平台包括：数据处理单元、显示单元、预警单元和参数设置单元，所述数据处理单元将氯离子浓度数据和预警值进行对比，若超过预警值则预警单元进行报警，所述显示单元用于显示监测的氯离子浓度数据，所述参数设置单元用于设置离子监测仪的测量参数。
[0017]在本专利技术的氯离子浓度在线监测系统中，所述通讯模块为GPRS 通讯模块或总线通讯模块，GPRS通讯模块连接无线天线与数据处理平台通讯。
[0018]在本专利技术的氯离子浓度在线监测系统中，所述干扰离子去除单元还包括第二闸阀
和第四闸阀；所述清洗管线通过第二闸阀连接除干扰离子罐顶部的清洗口，干扰离子罐底部的排污口通过第四闸阀连接排污管线的入口端；
[0019]所述氯离子测量单元还包括第六闸阀和第七闸阀，所述清洗管线通过第七闸阀连接测氯罐顶部的清洗口，测氯罐底部的排污口通过第六闸阀连接排污管线的入口端。
[0020]在本专利技术的氯离子浓度在线监测系统中，所述氯离子浓度监测装置还设有排污隔膜泵，所述第四闸阀和第六闸阀连接排污隔膜泵的进水口，排污隔膜泵出水口连接排污管线。
[0021]在本专利技术的氯离子浓度在线监测系统中，所述第一闸阀、第二闸阀、第三闸阀、第四闸阀、第五闸阀、第六闸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯离子浓度在线监测系统，其特征在于，包括：依次连接的工业现场管线、氯离子浓度监测装置和数据处理平台；所述工业现场管线包括：清洗管线、取样管线、伴热管线和排污管线；所述氯离子浓度监测装置包括：依次连接的过滤单元、干扰离子去除单元和氯离子测量单元；取样管线的出口端连接过滤单元，清洗管线的出口端和排污管线的入口端都与干扰离子去除单元和氯离子测量单元相连接；所述氯离子测量单元通过有线或无线方式与数据处理平台进行通讯；所述氯离子测量单元内设有离子监测仪，离子监测仪控制干扰离子去除单元和氯离子测量单元内的各个闸阀，使得各个管线与氯离子浓度监测装置内的回路连通或断开，从而实现监测过程中取样、过滤、去除干扰离子、测量、清洗和排污各个环节。2.如权利要求1所述的氯离子浓度在线监测系统，其特征在于，所述过滤单元包括一级过滤器和二级过滤器；所述干扰离子去除单元包括第一闸阀、除干扰离子罐、第三闸阀、药剂罐和第五闸阀；所述氯离子测量单元包括氯离子测量电极、温度传感器和测氯罐；所述取样管线连接一级过滤器的进口端，一级过滤器的出口端依次连接第一闸阀、除干扰离子罐、第五闸阀、二级过滤器和测氯罐，所述氯离子测量电极和温度传感器设置于测氯罐内，氯离子测量电极和温度传感器的模拟测量信号通过屏蔽线缆传输到离子监测仪；离子监测仪将处理后的氯离子浓度数据传输给数据处理平台；所述药剂罐通过第三闸阀连接除干扰离子罐的进药口。3.如权利要求2所述的氯离子浓度在线监测系统，其特征在于，所述离子监测仪包括：供电模块、信号采集模块、中央处理器单元、存储模块、闸阀控制模块和通讯模块；所述信号采集模块将氯离子测量电极和温度传感器采集的模拟测量信号转换为电压信号后传输给中央处理器，中央处理器将处理后获得氯离子浓度数据通过通讯模块传输给数据处理平台；所述供电单元为信号采集模块、中央处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘烁，台闯，包永全，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：