項目背景

合作背景

隨著全球工業化進程的加速，煤化工行業作為能源轉換和化工原料供應的重要領域，其發展一直備受關注。然而，煤化工生產過程中產生的廢氣等環境問題，以及可能引發的安全事故，對環境和人類健康構成了嚴重威脅。煤化工企業在國家環保法規和安全生產政策的推動下，加強工業過程氣體監測顯得尤為重要。此外，精確的氣體監測技術可以為生產過程提供快速、準確的監測手段，使得企業在環保控排、工藝優化和安全生產等方面均取得顯著進步，實現經濟效益與社會責任的雙贏。因此，加強煤化工企業的工業過程氣體監測，不僅是響應國家環保法規和安全生產政策的需要，也是企業實現可持續發展、提升經濟效益的關鍵。

項目介紹

該項目用戶是河南某大型煤化工企業，其斥資百億打造了一座現代化工業園區，涵蓋了甲醇、1,4-丁二醇、聚四氫呋喃和丁二酸酐等多種化工產品的生產。該園區通過煤的高效轉化，構建了一條從基礎原料煤到甲醇等高端化工新材料的完整產業鏈，實現了資源的循環利用和產業的集群發展。

在甲醇生產領域，該企業年產能力高達60萬噸，采用國際先進的殼牌粉煤加壓氣化技術，結合低溫甲醇洗凈化和低壓甲醇合成工藝，確保了甲醇生產的高效率和高品質。然而，企業初期采用的某國際知名品牌在線色譜儀在監測合成氣成分時，因維護成本高昂和操作復雜，最終被企業放棄，轉而采用傳統的人工取樣化驗方式。這一轉變雖然降低了設備成本，卻增加了人力物力的消耗，且測量精度和效率難以滿足生產需求。

2023年，該企業在尋求更高效、更經濟的監測解決方案時，接觸到了四方光電（武漢）儀器有限公司 (以下簡稱“四方儀器”) 的激光拉曼產品方案。該產品專為高溫、高壓和高粉塵環境設計，能夠準確測量合成氣中的多種組分，且不受背景氣體中水分的干擾。經過深入的技術交流和現場考察，企業最終決定在氣化爐出口安裝我司的原位激光拉曼光譜分析儀，以實現對合成氣的連續、自動、在線監測，進一步提升生產過程的監控水平和數據準確性。

產品原型

原位激光拉曼光譜氣體分析儀LRGA-3200EX

主要參數

項目實施

技術方案

我司為該項目所提供的原位激光拉曼光譜氣體分析儀專門針對高壓、高溫、含焦油工況而設計，系統由取樣單元、預處理單元、控制單元、分析單元四部分構成，自動完成管路取樣等操作，其主要目的是精確測量合成氣中各組分的濃度，實現24小時無人值守，大大減少了人工負荷，保證系統長期穩定、準確、連續自動在線運行。系統采用原位安裝測量方式，同時對多種氣體組分進行連續在線的無損氣體分析。在此基礎上精確計算并監測天然氣的熱值，這對于優化生產流程、提高資源利用率具有不可替代的作用。

系統將拉曼探頭前置，使儀表不直接接觸樣氣，減少取樣裝置、分析儀表等部位的維護工作，并且極大地提高了儀表測量的響應時間。多點位耐高壓探頭同時測量，安全耐用。

四方儀器原位激光拉曼分析儀項目現場實測效果

據了解，項目現場監測部位含有大量粉塵，測量溫度要求185℃，壓力要求3.5Mpa，需要精確測量CO、CO2、H2、N2、CH4、O2、H2S等組分濃度。我司方案不僅能夠很好地適應此類惡劣測量工況，同時，經過對實際測試情況以及數據分析對比，我司激光拉曼分析儀在響應時間、耗材、運行載氣等方面還具備多項明顯優勢。特別是在熱值監測方面，我司設備能夠快速、準確地根據天然氣中各組分氣體濃度計算熱值，為生產決策提供可靠的依據。

傳統的合成氣組分分析主要使用在線色譜儀器，和原位激光拉曼分析儀相比，前者響應時間長，維護成本高，尤其在背景氣工況惡劣條件下維護量極大。本次項目采用國產激光拉曼設備替代進口產品，一方面打破進口設備技術壁壘，給公司降低相應設備運行成本及后續維護成本，同時相較于色譜響應時間有極大提升，為現場安全生產提供極有利保障。

方案價值

該技術方案的實施使煤化工的工藝過程得到了更為有效的管理和調整，從而實現安全、環保和經濟三者的平衡。

首先，在安全監控方面，通過監測H2S、CO等有毒有害氣體的濃度，可以及時發現潛在的安全隱患，防止或減少爆炸和中毒等事故發生的風險。其次，從工藝優化和提質增效上講，通過監測H2、N2、O2等氣體組分的比例與對反應過程的實時監測，可以及時調整工藝參數，優化反應條件，整體提高生產率和產品質量。再次，在環境保護方面，通過監測CH4等溫室氣體的排放量，可以評估工藝對環境的影響，并采取相應措施減少溫室氣體的排放，最終達到環保法規的要求，減少對環境的影響。最后一點，通過監測熱值可以評估燃料的使用效率和經濟性，幫助企業降低成本，提高競爭力。

項目現場