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。氯气产物随后经过一系列净化步骤，以满足下游工艺的使用要求。该流程的最后阶段为氯气液化，以便储存和运输。然而，在该步骤中并非所有 Cl₂ 都能被液化。根据液化装置的效率不同，尾气中仍可能含有较高浓度的Cl₂。在 95% 效率下，尾气中 Cl₂ 浓度可达约 45%；而在优化运行至 99.9% 效率时，尾气中 Cl₂ 浓度可降至约 1.5%。

尾气在离开液化装置时还会携带部分电解过程中生成的杂质，其中之一为三氯化氮（NCl₃），这是一种极其危险的化合物。当原料盐水中存在氨或有机含氮物质时，会在电解过程中生成 NCl₃。即使这些含氮物质浓度很低，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，并已在多个氯碱装置中引发爆炸事故。由于 NCl₃ 的沸点低于 Cl₂，其在液化过程中更容易富集于液相。因此，为确保安全，应在液化前的干氯气以及液化后的尾气中对其进行监测。

在该测点安装 OMA-300 分析仪，可对尾气中的 Cl₂ 和 NCl₃ 进行在线测量。该分析仪可跟踪液化装置的运行性能，帮助用户优化系统运行参数以实现最佳经济性。此外，在线 Cl₂ 数据还可用于监测氯气洗涤塔中烧碱的消耗情况，为补充烧碱提供前馈控制依据。分析仪每 5 秒提供一次测量结果，使装置能够快速响应任何异常情况，从而实现最佳工况控制。

OMA-300过程分析仪可在尾气流中连续测量 0–50% Cl₂ 和 0–100 ppm NCl₃，为液化过程提供实时控制，并用于监测 NCl₃ 浓度是否升高。该系统可与 NaOH 洗涤塔进料分析仪、干氯气分析仪以及排放气分析仪形成互补，实现对整个工艺的全面监测。

系统优势

• 采用紫外-可见光（UV-Vis）技术，对尾气流中的 0–50% 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

该系统用于监测尾气中的 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