MPR E-Scan 在线折光仪在石化系统的应用

MPR E-Scan 在线折光仪是美国 EMC 公司研发的高精度过程分析仪器，凭借宽测量范围（折射率 1.3200-1.5800 nD）、抗恶劣环境设计（耐温 - 40~150℃、耐压 0-100 bar）、低维护成本等特性，适配石化系统中 “高温、高压、高腐蚀、多杂质" 的复杂工况，可对原油加工、炼化反应、溶剂回收、油品调和等核心环节实现实时浓度 / 纯度监控，助力石化企业提升生产效率、降低能耗、保障产品质量合规。

一、核心应用场景及价值

石化系统的生产流程长、工艺复杂，关键参数（如溶剂浓度、反应产物纯度、油品成分）的实时监控直接影响安全生产与经济效益。MPR E-Scan 通过 “直接插入式传感器 + 实时数据传输"，可覆盖以下核心场景：

1. 原油开采与预处理：监控含水率，优化开采效率

原油开采过程中，地层水（含盐水）会随原油一同产出，含水率过高会增加运输能耗、腐蚀管道，且影响后续炼化效率。MPR E-Scan 可实时监测井口或集输管道中原油的含水率（通过折射率与原油纯度的对应关系间接计算）：

应用原理：纯原油的折射率约为 1.4500-1.4700 nD，而水的折射率约为 1.3330 nD，原油中含水率升高时，混合体系的折射率会显著下降，MPR E-Scan 可通过折射率变化精准反演含水率（测量精度 ±0.1%）。

核心价值：

实时判断油井产出液的 “油 - 水比例"，当含水率超过设定阈值（如 80%）时，及时触发 “控水采油" 措施（如调整注入化学剂浓度），减少无效产水。

避免高含水率原油进入后续脱水装置，降低脱水环节的加热能耗（含水率每降低 10%，脱水能耗可减少约 8%）。

适配海上油田、陆地深井等恶劣环境，传感器外壳可选哈氏合金 C-276，耐海水、含硫原油的腐蚀。

2. 炼化反应过程：监控反应物 / 产物浓度，精准控制反应终点

石化炼化的核心环节（如催化裂化、加氢精制、烷基化反应）需严格控制反应进度，避免过度反应产生杂质或反应不Wanquan导致原料浪费。MPR E-Scan 可直接插入反应釜或反应管道，实时监测关键组分浓度：

（1）催化裂化：监测汽油 / 柴油馏分浓度

催化裂化是将重质原油（如常压渣油）转化为轻质油品（汽油、柴油）的核心工艺，MPR E-Scan 可安装在分馏塔塔顶或侧线出料管道，实时监测馏出物的折射率，转化为油品的 “馏分纯度"：

汽油馏分的折射率约为 1.4200-1.4300 nD，柴油馏分约为 1.4500-1.4600 nD，当折射率偏离目标范围时，及时调整分馏塔的温度、压力参数，确保汽油 / 柴油的馏程（如汽油初馏点、柴油干点）符合 GB 17930、GB 19147 标准。

避免因馏分不纯导致的 “汽油辛烷值不达标"“柴油冷滤点超标" 等质量问题，减少不合格品返工率。

（2）加氢精制：监控脱硫 / 脱氮反应进度

加氢精制用于去除原油中的硫、氮、氧等杂质（如将硫化物转化为 H₂S），MPR E-Scan 可监测反应产物的折射率变化，间接判断杂质去除效果：

含硫原油的折射率高于脱硫后油品（如硫含量每降低 0.1%，折射率约下降 0.0005 nD），实时跟踪折射率曲线，当折射率稳定在目标值（如 1.4350 nD）时，判定脱硫完成，避免过度加氢导致氢气浪费。

适配加氢反应的高压（≤80 bar）、高温（≤120℃）工况，传感器内置温度补偿模块（自动修正 - 40~150℃），确保测量精度。

（3）烷基化反应：监控异辛烷浓度

烷基化反应以异丁烷和烯烃为原料，生产高辛烷值的异辛烷（汽油抗爆剂），MPR E-Scan 可实时监测反应产物中异辛烷的浓度：

异辛烷的折射率约为 1.3910 nD，原料异丁烷折射率约为 1.3540 nD，通过折射率变化计算异辛烷含量，当浓度达到 95% 以上时，触发产物出料，避免未反应原料混入影响汽油辛烷值。

3. 溶剂回收与循环：监控溶剂纯度，降低生产成本

石化生产中大量使用有机溶剂（如乙醇、甲醇、乙二醇、芳烃溶剂），回收这些溶剂可显著降低原料成本。MPR E-Scan 可安装在精馏塔馏出管道，实时监测回收溶剂的纯度：

典型场景 1：甲醇回收甲醇常用于原油萃取、设备清洗，回收时需控制纯度≥99.5%（工业级甲醇标准）。MPR E-Scan 通过监测馏出液的折射率（纯甲醇折射率 1.3288 nD，含水时折射率下降），当折射率稳定在 1.3285-1.3290 nD 时，判定纯度达标，自动切换至合格溶剂储罐；若折射率偏低（含水过多），则将馏出液回流至精馏塔重新提纯，避免溶剂浪费。

典型场景 2：乙二醇回收乙二醇用于石化系统的防冻液、反应稀释剂，纯乙二醇折射率 1.4318 nD，若混入杂质（如有机酸、盐类），折射率会升高。MPR E-Scan 可实时监测回收液的折射率，当超过 1.4330 nD 时，触发过滤或提纯流程，确保乙二醇循环使用时不腐蚀设备、不影响反应效率。

核心优势：相比传统的 “离线气相色谱检测"（需 30 分钟以上），MPR E-Scan 数据更新频率达 1 秒 / 次，可即时调整精馏塔的温度、回流比，溶剂回收率提升 5%-10%，年节省溶剂成本数十万元。

4. 油品调和：监控调和比例，保障成品质量

石化成品（如汽油、柴油、润滑油）需通过 “基础油 + 添加剂" 调和实现性能达标（如汽油加抗爆剂、柴油加降凝剂），MPR E-Scan 可实时监测调和过程中油品的折射率，确保调和比例精准：

汽油调和：基础汽油（如催化汽油）折射率约 1.4250 nD，抗爆剂（如 MTBE，折射率 1.3690 nD）按比例加入后，混合油的折射率会下降。MPR E-Scan 通过实时监测折射率，反演抗爆剂的添加量，确保汽油辛烷值（如 92#、95#）达标，避免因抗爆剂过量导致成本浪费，或不足导致质量不合格。

润滑油调和：基础油（如 150N 基础油，折射率 1.4680 nD）与添加剂（如抗氧剂、防锈剂）混合后，折射率会发生特定变化。MPR E-Scan 可监控混合过程的折射率曲线，确保添加剂均匀分散且比例准确，避免润滑油黏度、抗氧化性不达标。

适配性：油品调和系统多为管道混合，MPR E-Scan 的插入式传感器（可选 1/2"、3/4" 接口）可直接安装在调和管道中，无需改造现有设备，且传感器窗口采用蓝宝石材质（莫氏硬度 9 级），耐油品磨损，使用寿命可达 5 年以上。

5. 石化废水处理：监控污染物浓度，确保达标排放

石化废水（如炼化废水、油罐区冲洗水）含有高浓度有机物（COD）、盐类、油分，需处理至 GB 8978-1996《污水综合排放标准》才能排放。MPR E-Scan 可用于废水处理环节的关键参数监控：

油分浓度监测：废水中油分的折射率高于水，MPR E-Scan 可通过折射率变化计算油分浓度（检测下限 0.1 mg/L），当油分浓度≤10 mg/L（排放标准）时，允许废水排放；若超标，则触发气浮、过滤等处理流程，避免水体污染。

盐浓度监测：石化废水常含氯化钠、氯化钙等盐类，盐浓度过高会导致后续生化处理系统的微生物失活。MPR E-Scan 可监测废水中的盐浓度（通过折射率与盐度的校准曲线），当盐度超过 3% 时，触发稀释或脱盐流程，保障生化处理效率。

二、MPR E-Scan 在石化系统中的核心优势

相比普通在线折光仪或离线检测方法，MPR E-Scan 针对石化工况的适配性更强，核心优势体现在以下 4 点：

抗恶劣环境能力强

温度适应：-40~150℃的宽温量程，覆盖石化系统的 “低温储运"“高温反应" 场景，且内置 Pt1000 温度传感器，自动补偿温度对折射率的影响（补偿精度 ±0.0001 nD）。

压力耐受：0-100 bar 的耐压设计，可直接用于加氢反应釜（≤80 bar）、高压精馏塔等高压设备，无需降压取样。

耐腐蚀材质：传感器外壳可选 316L 不锈钢、哈氏合金 C-276，窗口为蓝宝石，耐原油、含硫溶剂、酸碱废水的腐蚀，避免传感器损坏。

测量精度与稳定性高

折射率测量精度 ±0.0001 nD，对应浓度≤0.05%，远高于石化行业对 “溶剂纯度（±0.1%）"“油品含水率（±0.1%）" 的精度要求。

采用 “双光路补偿技术"，可自动抵消管道振动、流体湍流对光学检测的干扰，数据稳定性（24 小时漂移）≤0.0002 nD，避免误触发工艺调整。

低维护与易集成

传感器无运动部件，仅需每 3-6 个月用乙醇清洁窗口（石化工况下），维护成本低（年维护费用不足千元）。

支持 4-20 mA 模拟信号、RS485/Modbus 数字信号输出，可直接接入石化系统的 DCS（如西门子 PCS 7、横河 CENTUM）或 PLC 控制系统，实现 “数据监测 - 异常报警 - 自动调控" 的闭环控制。

合规性与安全性

符合 ATEX、IECEx 防爆认证（Ex d IIC T6 Ga），可用于石化系统的 1 区、2 区防爆场所（如原油罐区、加氢车间），避免电气火花引发安全事故。

数据可存储 1 年以上，支持审计追踪，满足石化行业对 “生产数据可追溯" 的合规要求（如 ISO 9001、API 标准）。

三、应用注意事项

安装位置选择：需安装在流体充分混合的位置（如管道弯头、泵后），避免安装在死角或易积垢的区域，防止流体滞留导致测量偏差；若流体含悬浮颗粒（如原油中的泥沙），需搭配前置过滤器（过滤精度 50 μm）。

定期校准：建议每 3 个月用石化行业专用标准液（如已知浓度的甲醇溶液、原油标准样）校准，确保测量精度；校准过程可通过仪器自带的 “一键校准" 功能完成，无需专业人员操作。

低温工况防护：若用于冬季户外管道（如北方油田集输管道），需为传感器配备伴热装置（温度维持在 5℃以上），避免管道内流体结冰损坏传感器窗口。

综上，MPR E-Scan 在线折光仪通过对石化系统 “开采 - 炼化 - 回收 - 废水处理" 全流程的实时监控，不仅解决了传统离线检测的滞后性问题，更帮助企业实现了 “节能降耗、质量管控、安全生产" 的多重目标，是石化行业过程分析的核心设备之一。