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。电解后的第一步操作为冷却塔，其作用是去除气体中的水分及部分杂质。冷却塔排出的气体通常仍称为湿氯气。尽管大部分水分已被去除，但气体中仍含有超过 30 ppm 的水分，使其具有较强的腐蚀性。在该测点，Cl₂ 浓度应较电解出口更接近 100%。通过测量氯气浓度可用于监测冷却塔的运行效率，同时对 NCl₃ 浓度进行监测以保障装置安全。

三氯化氮（NCl₃）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。

冷却工段排出气是氯碱工艺中的第二个分析测点。在该位置安装 OMA-300 分析仪，可对氯气中的 Cl₂ 和 NCl₃ 进行在线测量。该分析仪通过 Cl₂ 浓度跟踪冷却塔的运行性能，确保冷却后气体浓度接近 100%，并提供冷却塔运行状态的实时数据。同时，对 NCl₃ 浓度的监测可确保其维持在安全范围内，从而保证进入液化工段的气体安全可靠。该分析仪每5秒提供一次测量结果，使装置能够对异常情况快速响应。

OMA-300 过程分析仪可在湿氯气流中连续测量 0–100% Cl₂ 和 0–100 ppm NCl₃，为冷却过程提供实时控制，并用于监测 NCl₃ 浓度是否升高。该系统可与电解段氯气分析仪及干燥塔出口氯气分析仪形成互补，实现对冷却塔性能及整个氯气净化系统的全面监测。

系统优势

• 采用紫外-可见光（UV-Vis）技术，对冷却塔排出气中的 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

该系统用于监测干燥塔出口气体中的 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