[發明專利]在線測量廢氣的硫化氫濃度的便攜式裝置

在審

• 申請號: 201680007280.6
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN107430069A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: F.安布洛;P.G.施密特;J-L.迪博
• 申請（專利權）人: 阿肯馬法國公司
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/33
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉維升,黃念

技術領域

本發明的技術領域是用于測量廢氣中硫化氫的濃度的裝置和方法，特別是當該廢氣源自用于加氫處理石油產品的反應器時。

現有技術

加氫處理是主要用于煉油的工藝，其目的是除去雜質，例如來自原油蒸餾的石油餾分中所含的硫。加氫處理單元包括包含兩個進料管的反應器，其一意在引入石油餾分，另一意在引入加壓氫氣。該反應器含有促進含硫化合物轉化為硫化氫H₂S的催化劑。

在此類方法中，必須硫化該加氫處理催化劑，所述加氫處理催化劑通常以第6族金屬與第9和/或10族金屬結合的金屬氧化物組成的非活性形式出售，這些氧化物負載在多孔固體如氧化鋁上。該硫化操作在每次催化劑改變時發生，其目的是將金屬氧化物轉化為在加氫處理反應中構成活性物類的硫化物。為此，已知使該催化劑與硫源如二甲基二硫化物（DMDS）接觸。在高溫和高壓的作用下，該二甲基二硫化物分解以提供硫化氫，所述硫化氫與該催化劑反應形成所需金屬硫化物。對催化劑硫化過程中形成的硫化氫進行檢測是必要的，因為其能夠估計硫化反應的進展程度。此外，合意的是盡量減少硫化反應過程中排放的硫化氫量。此外，目前由煉油廠員工在安全條件下（最好每小時）進行硫化氫濃度的測量，這可能是危險的，特別是由于硫化氫（H₂S）的毒性。因此尋求一種能夠在提高的安全條件下可靠和更頻繁地測量的裝置和技術。

存在用于在線測量源自將硫化氫氧化成硫的單元（稱為克勞斯單元）的廢氣中的硫化氫濃度的裝置。這些例如描述在文獻FR 2 778 743和FR 2 944 456中。但是，這些裝置設計成永久安裝在制造含有硫化氫的流出物的設備上。它們不能輕易地拆卸以便快速用在另一克勞斯單元上。

文獻CN 203595659U描述了用于測量氣體流中硫化氫濃度的裝置，其工作原理基于激光光譜分析。但是，這種裝置需要使用惰化該激光設備的氣體，也就是說并非待分析氣體的氧化劑的氣體，并使得該測量裝置具有防爆性。但是，使用惰化氣體令該裝置變得復雜。

因此尋求一種易于從一個地點運輸至另一地點且不需要使用惰化氣體的測量裝置。

文獻US 8,163,242描述了用于測量衍生自分解存在于垃圾填埋場中廢料的氣體中所含有的化學物類濃度的裝置。但是，對特別用于測量硫化氫濃度的技術，該文獻沒有給出信息。此外，該測量裝置似乎需要電化學技術，其在不需要稀釋氣體的情況下不適于進行高濃度的測量。來自該文獻的分析設備是“一種化學分析儀”，其在原理上意味著不可逆的化學反應，因此頻繁更換化學傳感器。

文獻WO 2014/144038描述了一種用于實時測量石油產品加氫處理單元中的硫化氫濃度的裝置。這種裝置是可移動的，并臨時連接到該加氫處理單元的出口管上。優選地，該測量基于在乙酸鉛與硫化氫之間發生的化學反應。乙酸鉛沉積在紙帶上，由此令該帶為白色。在化學反應過程中，形成黑色的硫化鉛。紙帶的黑度與通過該測量系統的硫化氫的量成正比。然而，該測量系統具有以下缺點：

- 其需要擴散室，用于例如用氮氣稀釋需要測量硫化氫濃度的氣體。該稀釋氣體可以源于本體網絡，或可以與可移動的分析裝置一起輸送。使用來自煉油廠的氮氣的事實可能導致來自于煉油廠中進行的工藝的污染所造成的分析誤差。

- 由操作人員進行用乙酸鉛浸漬的新紙替換用過的紙。但是，乙酸鉛屬于是致癌和/或致突變和/或生殖毒性的化學物質（所謂CMR物質）。每次紙張更換都會使操作人員暴露于接觸乙酸鉛，這對健康有害。

- 該裝置不能隨時間推移在0至30 000 ppm的寬濃度范圍內保持H₂S濃度測量的良好精確度。

該文獻還表示，可以通過電化學方法進行硫化氫的檢測。

文獻CN 101782514公開了一種用于在脫硫之前和之后測量天然氣中硫化氫濃度的裝置，該裝置包含以固定方式安裝在含H₂S氣體在其中循環的設備上的部分，以及連接到該固定部分上的可拆卸部分。該固定部分包括：

- 測量室，其中測量所述氣體對激光輻射的吸收；

- 壓力計和能夠將待分析氣體的壓力調節至測量室的工作壓力的膨脹閥。

可拆卸部分包括：

- 用于產生激光輻射的裝置；和

- 處理來自測量室的光學信號的裝置。

這部分是可拆卸的，因為其可以借助于兩根光纖連接到固定部分上。因此，在該文獻中，僅有專用于產生激光輻射和處理信號的部分是可拆卸的。