应用概述

引言

推荐使用： OMA-300 过程分析仪

氯碱工艺是通过电解盐水生产氯气（Cl₂）、氢氧化钠（NaOH，亦称烧碱）以及氢气（H₂）的过程。氯气和氢气在化工行业中被广泛应用于多种工艺过程，而氢氧化钠在化工及油气行业中也具有极为广泛的用途，其应用范围涵盖从低品质原油脱硫到食品及肥皂的生产等多个领域。

电解是一种利用氧化还原（还原-氧化）反应断裂化学键并重组分子的技术。该工艺通常采用三种类型的电解槽：汞法电解槽、隔膜法电解槽和膜法电解槽。这三种工艺均通过电解盐水或卤水溶液生成氯气、NaOH 和氢气。

电解过程中的一个副产物是三氯化氮（NCl₃），这是氯碱工艺中一种极具危险性的化合物。当原料盐水中存在氨或有机含氮物质时，在电解过程中会生成 NCl₃。即使这些含氮物质的浓度很低，也可能生成大量 NCl₃，其浓度可达到原始氮含量的 50 倍以上。当 NCl₃ 浓度超过 3% 时，可能发生自发的放热加速分解反应，该反应曾在多个氯碱装置中引发爆炸事故。

OMA-300 可对电解后产生的氯气（通常称为湿氯气）进行连续测量。在该测点，氯气浓度通常接近 90%，同时含有百分比级水分及少量杂质。通过对该位置氯气浓度的测量，可用于监控电解工段的运行效率。同时，OMA-300 可在 0–100 ppm 范围内测量 NCl₃，其浓度在该位置应保持在较低水平。对该位置 NCl₃ 浓度的监测可提供关于原料盐水中氨及有机氮含量的实时信息。当该浓度升高时，需迅速采取措施，以防止装置出现危险工况。该测点是识别此类风险的首要位置，在此处进行测量可实现对原料变化的最快响应。

OMA-300 过程分析仪可在电解反应器出口的湿氯气流中连续测量 0–100% Cl₂ 和0–100 ppm NCl₃。测量结果可为电解过程提供实时控制数据。通过在线分析实现电解过程控制，有助于优化反应器运行参数，保持最佳运行状态。该系统可与冷却塔及干燥塔出口分析仪形成互补，对氯气净化过程提供实时数据，同时持续监测NCl₃浓度，以保障工艺及人员安全。

系统优势

• 采用紫外-可见光（UV-Vis）技术，对电解反应器出口气体中的 0–100% Cl₂ 及 0–100 ppm NCl₃ 进行连续测量
• 采用光纤将电子单元与工艺气体隔离，避免污染并提升安全性
• 多组分分析能力，可通过同一光学系统同时测量多种组分
• 全固态设计，无运动部件，结构可靠，维护需求低

气体取样调理系统示例

该系统用于监测电解反应器出口气体中的 Cl₂ 和 NCl₃，主要特点包括：

• 采用 PFA、Monel 或 Hastelloy 材质接头及 Kalrez 密封件，提高耐腐蚀性能
• 配备颗粒过滤装置，去除可能影响光路及测量结果的颗粒物
• 采用 PTFE、PVDF、Monel 或 Hastelloy 材质的取样系统部件，适用于蒸汽环境

安装与产品图片