在线式醋酸乙烯气体检测仪：四合一在线监测护航绿色生产

一、项目背景

醋酸乙烯（VAc）合成多以醋酸＋乙烯气相氧化为主，反应器出口除目标产物外，常伴CO、未反应醋酸等有毒可燃气体。传统人工取样滞后、易漏检，无法匹配24h连续安全需求。本方案围绕“检测什么、怎么检测、装在哪里、如何可靠”四大痛点，提供一套集“检测＋报警＋数据＋运维”于一体的智能气体监测解决方案，帮助企业实现HAZOP分析与SIL定级提出的安全仪表功能（SIF）要求。

二、检测原理（括号大纲：具体检测原理）

1. 醋酸、醋酸乙烯：采用185nm深紫外光离子化（PID）原理，分子电离后产生微电流，信号与浓度线性相关，分辨率0.1ppm，避免水汽交叉。

2. 乙烯：采用近红外可调谐激光吸收光谱（TDLAS），锁定1627nm特征峰，抗背景气体干扰，响应＜2s，漂移＜1%FS/年。

3. CO：采用三电极电化学池，CO在敏感电极表面氧化生成CO₂，输出μA级电流，灵敏度＜0.5ppm，寿命≥3年。

4. 氧气（选配）：宽温型顺磁氧模块，用于判断反应器惰性气体密封效果，量程0-25%VOL，线性度±0.1%。

三、产品特点（括号大纲：产品特点）

- 四合一模块化探头，同一变送器可同时输出四种气体浓度，节省法兰口与布线。

- 316L不锈钢+PTFE涂层，耐醋酸腐蚀；IP66/67，-40~70℃宽温运行。

- 本安+隔爆双认证：Ex ia IIC T4 Ga，Ex d IIC T6 Gb，可直接安装在Zone1/Zone2。

- 热插拔传感器，无需停工标定；磁棒一键调零，单人即可完成维护。

- OLED中文显示屏，支持蓝牙手机APP远程查看、升级、导出数据。

四、系统功能（括号大纲：系统功能）

- 三级报警：预警、高报、高高报，继电器输出可联锁切断进料阀、启动喷淋。

- 4-20mA+HART、RS485 Modbus RTU、以太网TCP/IP三冗余通讯，无缝接入DCS/SIS。

- 故障自诊断：传感器寿命倒计时、信号断线、零点超差自动提示，满足IEC 61508 SIL1诊断覆盖率要求。

- 数据黑匣子：内置8MB Flash，可滚动存储三年浓度、报警、故障记录，支持USB快速导出CSV。

- 云平台接口：MQTT/HTTPS加密传输，手机小程序随时查看趋势，满足政府双碳与安全生产数据上报要求。

五、解决方案（括号大纲：解决方案）

1. 配置清单

主机：三卫科技SW500-4N14四合一气体变送器；传感器：PID-AA-03（醋酸/VAc）、TDLAS-ET-01（乙烯）、EC-CO-07（一氧化碳）、PM-O2-01（氧）。

2. 采样方式

反应器出口高温段采用文丘里引射＋不锈钢烧结滤芯直插式，避免冷凝；冷却段采用泵吸+聚四氟乙烯管，保证快速交换。

3. 校准策略

出厂两点线性标定；现场每六个月通入25ppm醋酸乙烯、50ppm CO、1000ppm乙烯标准气对比，漂移＞±2%FS时自动修正系数。

4. 安全联锁

高高报触发SIS切断乙烯进料阀XV-101，同时开启氮气吹扫阀XV-201，降低反应器可燃负荷。

六、选点与安装注意事项（括号大纲：选点和安装注意要求）

- 反应器顶部气相出口0.5m内，气流稳定、无冷凝液回流；

- 循环压缩机入口，监测未反应乙烯浓度，优化循环比；

- 尾气吸收塔前段，判断CO生成量，评估催化剂选择性；

- 泵吸采样管长度≤15m，上升坡度≥5°，防止液封；

- 探头与热源距离≥0.6m，避免辐射高温导致零点漂移；

- 法兰规格DN50 PN10 RF，垫片选用PTFE包覆，螺栓涂高温防卡剂；

- 电缆采用2×1.5mm²屏蔽双绞，穿金属管保护，接地电阻＜4Ω。

七、执行标准

GB 15322.1-2019《可燃气体探测器 第1部分：工业及商业用途点型》、

GB/T 50493-2019《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》、

GB 12358-2006《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》、

IEC 60079-29-1:2020 爆炸性环境 气体检测仪性能要求。

八、产品参数（非表格）

检测气体：醋酸、乙烯、醋酸乙烯、一氧化碳

测量范围：醋酸0-100ppm、乙烯0-2000ppm、醋酸乙烯0-200ppm、CO 0-100ppm

分辨率：0.1ppm、1ppm、0.1ppm、0.5ppm

示值误差：≤±2%FS

重复性：≤1%

响应时间T90：PID≤15s、TDLAS≤2s、EC≤20s

工作温度：-40~70℃

工作湿度：0-95%RH无冷凝

功耗：≤5W@24VDC

输出：4-20mA+HART、RS485、继电器、以太网

材质：316L+PTFE 防护：IP66/67

认证：Ex ia IIC T4 Ga，Ex d IIC T6 Gb，SIL1，CE，RoHS

九、运维与成本收益

- 传感器寿命：PID 2年、TDLAS 5年、EC 3年，年备件费＜设备采购价10%。

- 人工巡检减少80%，每年节省约120工时；避免一次泄漏事故即可回收全部投资。

- 数据可视化后，工艺人员发现乙烯单耗下降0.8%，年增收益约120万元。

十、结语

本方案通过“高精度传感器＋智能变送器＋安全联锁”三位一体的模式，为醋酸乙烯合成反应器区域提供全天候、零死角的四合一在线气体监测，不仅满足国家安全环保法规，更为企业降本增效、数字化升级提供了可落地的技术路径。我们可提供从现场勘查、安装指导到定期标定的全生命周期服务，欢迎垂询合作。