一种检测循环水系统中烃类物质泄露的方法

技术领域：

本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种检测循环水系统中烃类物质泄露的方法。

背景技术：

煤化工生产工艺中需要使用循环水对各种换热器进行冷却降温，换热器内设有循环流动的循环水，通过循环水吸收热量来实现对烃类物质冷却降温。实际使用中，在长时间运转后，在高温、高压以及介质的腐蚀等作用下，换热器可能发生泄漏，导致被冷却的烃类物质泄漏到循环水中。既造成水资源的浪费、物料跑损，使生产单耗变高，并且漏入水中的烃类还有可能引发安全事故。因此，需要在泄漏发生时尽快检漏，及时对发生泄漏的换热器进行修理或更换。

传统的换热器烃类物质查漏的分析方法为采集循环水水样并测定其COD值，以循环水中COD的含量判断循环水中是否存在烃类物质泄漏。但是，分析水中COD方法需要使用硫酸、硫酸银、硫酸汞、高锰酸钾等腐蚀性、强氧化性或重金属试剂，分析时还需要加热后再进行滴定分析，用时较长；并且该查漏方法无法确定发生泄漏的具体换热器，还需要对每个换热器单独检查，耗费时间和人力，也延误了系统的正常运行。

发明内容：

为解决以上问题，本发明的目的在于提供一种检测循环水系统中烃类物质泄露的方法。

本发明由如下技术方案实施：

一种检测循环水系统中烃类物质泄露的方法，所述循环水系统包括多个换热器，多个所述换热器的水介质流体连通，其包括以下步骤：

1)制样：将所述循环水系统中的液体样本装入样品瓶中，并密封所述样品瓶；将密封后的所述样品瓶加热，使挥发性组分从所述液体样品中挥发出来，达到气液两相平衡；以所述样品瓶内上部的气相作为待测样品，使用顶空进样器进样；

2)测定：将所述待测样品进行色谱分析，得到所述待测样品色谱图；

3)分析：若所述待测样品色谱图显示所述待测样品中存在烃类物质，则认为存在烃类物质泄露；根据所述待测样品色谱图分析循环水系统中存在的烃类物质组分，与多个所述换热器的烃类物质组分进行对比，确定发生泄漏的所述换热器。可以提前检测循环水系统中各换热器介质色谱图作为对比图谱，将待测样品色谱图与各个对比图谱对比，确定发生泄漏的换热器；也可以通过待测样品中含有的烃类物质组分结合工艺流程判别哪些换热器可能发生泄漏，选择冷却分析出烃类的介质的换热器进行分析确认。

进一步地，步骤1)中，所述样品瓶内的所述液体样品的体积为所述样品瓶的容积的一半；加热温度为70℃，加热时长为3min。

进一步地，所述顶空进样器的操作条件为：定量环温度为105℃，传输线温度为110℃，样品瓶平衡时间3min，样品瓶填充压力15psi。

进一步地，步骤2)中，所述色谱分析使用气相色谱仪，所述气相色谱仪的操作条件包括：色谱柱为HP-AL2O3，柱长50m、柱内径0.53mm、液膜厚度15μm；色谱柱初始温度为35℃，初始温度保持时间为2min，升温速率为10℃/min，终温为190℃，终温保持时间为10min；载气为氮气(纯度大于99.999％)，载气流量为6mL/min；进样口温度250℃；氢火焰离子化检测器温度为300℃；分流比20：1。

进一步地，所述顶空进样器为安捷伦7697A顶空进样器；所述气相色谱仪为安捷伦7890B气相色谱仪；所述顶空进样器的传输线与所述气相色谱仪的进样口连通。

本发明的优点：

本发明提供的一种检测循环水系统中烃类物质泄露的方法，利用顶空进样-气相色谱分析的技术，将循环水系统的水样进行色谱检测，实现水中烃类物质的快速定性，分析水样中是否泄露了烃类物质以及具体泄露了哪些烃类物质，根据泄漏物质组分可以快速确定发生泄漏的换热器，方便及时对泄露的换热器维修或更换，避免造成水资源的浪费或物料跑损，节约生产成本。相比传统的COD检漏法，本发明减少了分析人员工作量和分析成本，并且检漏过程不使用化学试剂，安全环保。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为乙烯产品气溶于水后样品的色谱图；

图2为丙烯产品气溶于水后样品的色谱图；

图3为DMTO反应气溶于水后样品的色谱图；

图4为原料碳四溶于水后样品的色谱图；

图5为碳五溶于水后样品的色谱图；

图6为循环水系统总出口样品的色谱图。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种检测循环水系统中烃类物质泄露的方法，循环水系统包括多个换热器，多个换热器的水介质流体连通，其包括以下步骤：

1)制样：取10mL循环水系统中的液体样本装入容积为20mL的样品瓶中，使用工具将铝制瓶帽和PVC材质垫片压紧到样品瓶的瓶口进行密封；将密封后的样品瓶加热，加热温度为70℃，加热时长为3min，使挥发性组分从液体样品中挥发出来，达到气液两相平衡；以样品瓶内上部的气相作为待测样品，使用顶空进样器进样；顶空进样器的操作条件为：定量环温度为105℃，传输线温度为110℃，样品瓶平衡时间3min，样品瓶填充压力15psi；

2)测定：将待测样品进行色谱分析，得到待测样品色谱图；色谱分析使用气相色谱仪，气相色谱仪的操作条件包括：色谱柱为HP-AL2O3，柱长50m、柱内径0.53mm、液膜厚度15μm；色谱柱初始温度为35℃，初始温度保持时间为2min，升温速率为10℃/min，终温为190℃，终温保持时间为10min；载气为氮气(纯度大于99.999％)，载气流量为6mL/min；进样口温度250℃；氢火焰离子化检测器温度为300℃；分流比20：1；

3)分析：若待测样品色谱图显示待测样品中存在烃类物质，则认为存在烃类物质泄露；根据待测样品色谱图分析循环水系统中存在的烃类物质组分，与多个换热器的烃类物质组分进行对比，确定发生泄漏的换热器。

顶空进样器为安捷伦7697A顶空进样器；气相色谱仪为安捷伦7890B气相色谱仪；顶空进样器的传输线与气相色谱仪的进样口连通。

本实施例中，顶空进样器与气相色谱仪的操作参数见下表1和表2：

表1安捷伦7697A顶空进样器参数

表2安捷伦7890B气相色谱仪参数

在制样前，将大连大特气体有限公司配制的气体标样(体积比、mL/m

然后将各个换热器冷却的介质(如乙烯产品气、丙烯产品气、DMTO反应气、原料碳四、碳五等介质)分别注入预先除烃的循环水中，按照上述步骤1)-2)进行检测，得到不同工艺环节的换热器介质泄露后的色谱图。在公司某次检漏过程中，测得乙烯产品气溶于水后样品的色谱图如图1所示，丙烯产品气溶于水后样品的色谱图如图2所示，DMTO反应气溶于水后样品的色谱图如图3所示，原料碳四溶于水后样品的色谱图如图4所示，碳五溶于水后样品的色谱图如图5所示。

在循环水系统运行过程中，在系统的总出口取水样，按照上述步骤1)-2)对样品进行测定，得到待测样品色谱图，如图6所示，与不同工艺环节的换热器介质泄露后的色谱图进行对比，发现待测样品色谱图体现出的烃类物质的组分和比例与DMTO反应气溶于水后样品测得的色谱图相似，并结合生产工艺分析，可确定发生泄漏的换热器是冷却DMTO产品气的换热器，实现了快速检漏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。