浅谈气体分析仪和化学的关系

说起世界上最早的气体分析仪,应该追溯到18世纪,那时候是瓦特发明蒸汽机的时代,主要靠烧煤提供能源和动力,所以人们就要下矿井挖煤,但是那时候没有防爆电灯,只能用煤油灯在井下照明,结果火苗遇到瓦斯(主要成分是甲烷)就经常发生爆炸,于是在1815年,英国化学家,汉弗里·戴维发明了矿用安全灯,简称戴维灯,解决了井下安全照明的难题。
      戴维灯就是在煤油灯上,罩了一个金属丝网,这样就阻止了火苗窜出到丝网外面,引爆瓦斯,相当于是给煤油灯装了一个阻火器。如果有甲烷通过丝网飘入煤油灯,火苗会变的很旺,但是它始终都逃不出金属丝网的限制。这就是最早的可燃气体探测灯。
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      再说化学这个学科,不得不提两个人,法国的化学家拉瓦锡,他被人称为近代化学之父。他的最主要要贡献就是1777年提出了氧化学说,该理论指出燃烧本质是物质与氧气的化合反应。
       还有一个是俄国化学家门捷列夫,1869年门捷列夫发现元素性质与原子量之间存在周期性变化的深层联系,并制作出世界上第一张科学元素周期表‌。

       其实我上高中时学的那点化学,就记得拉瓦锡和门捷列夫,还有就是老师在课堂上燃烧镁条,发出耀眼的白光,高中毕业后,基本就不怎么学化学了,直到接触了气体分析仪和化工厂。

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      你要问我对化工厂的理解,我觉得它就是印钞机,大部分装置好像都是24小时不断运转,到处都是钢结构的装置。建一个大型的化工厂,动辄就需要投资十几亿,几十亿,上百亿的钱。而且工期都赶的挺紧,早建好,早投产,早产生效益,所以每次到建设现场,我都感觉像打仗一样,顺利完成开车投产后,好像战役才算结束了。
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化工产品的生产流程
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01
化学工艺路线论证
     基本上都是在大学和科研院所,先完成实验室研究,确定工艺路线,原料,考虑经济性,和转化效率,选择合适的催化剂,也需要配置色谱和质谱等分析仪器,验证实验结果。

02
建立中试生产装置
      中试装置,一般占地面积不大,但是麻雀虽小,五脏俱全,基本上也是各种反应釜,反应器,仪器仪表,中控室,实验室,管路,线缆,一应俱全。
      中试装置有的也用到分析小屋,里面配置在线色谱仪,就相当于一个在线实验室,当然最终的测量结果还是要和实验室色谱做比对。
      我去过的一个中试装置的分析小屋,竟然色谱测量出来的组分也不会在显示器上显示清楚,只有一个字母代号,由此可见分子式对于化学工业确实是一个大秘密。

03
大规模工业化生产
      就是依据中试装置确定的放大倍数,积累的建模数据经验,进行大规模扩产。主要是专业的有资质的化工设计院开始进行图纸,结构,材料规格书,各方面的设计,动用大型的三维软件,化学流程模拟计算软件进行详细设计,涉及到土建,化学工艺,机械,电气,自控,仪表,给排水,电信等各专业的协同配合,设计工作量是相当的大,出差,加班熬夜是常有的事。
      气体分析仪只是设计图纸里面的一个小设备,它的采购,有的是业主去组织招标,有的是EPC设计院招标。当然一个新建大型化工厂的所有分析仪表需求还是很多的,有时会分成几个标段,有时会打一个包,整体框架协议招标。

04
中交,投产,业主管理
     一旦业主说要中交了,一个电话,分析仪表和分析小屋厂家,就得赶紧派人把剩余的,该干的调试服务赶紧干完,紧接着就是等着业主安排吹扫工艺管道,给小屋上电调试,直到业主投料生产,工艺管道有样品了,最终完成预处理系统调试和分析仪进样。
   
      总之,气体分析仪作为化学分析的利器,它的应用会贯穿于整个化学工业的全流程,它可以减少人工化验的劳动强度,提高化工厂的生产效率。未来气体分析仪的现场应用只会越来越多,越来越普遍。