合成气（CO+H₂）是甲醇、合成氨等化工生产的“血液”，其成分直接影响反应效率与产品质量。传统实验室检测滞后数小时，无法及时调控工艺参数。在线监测通过实时追踪关键组分和杂质，成为保障安全生产、提升经济效益的基石。

核心组分浓度：工艺调控的基础

氢气（H₂）：反应动力与能源载体

作为主要还原剂和燃料，H₂浓度不足会降低反应速率（如甲醇合成需≥65%），过高则增加爆炸风险。实时监测可精准控制其占比，维持反应平衡。

一氧化碳（CO）：核心原料与热值来源

CO参与绝大多数合成反应，其浓度波动直接影响产物收率。例如费托合成要求CO纯度＞98%，在线监测可避免杂质稀释导致的催化剂失活。

二氧化碳（CO₂）：反应平衡的调控者

过量CO₂会逆转反应方向（如水煤气变换反应），降低有效气体含量。实时监测可优化脱碳工艺，减少无效能耗。

H₂/CO比值：工艺路线的“生命线”

不同工艺对比例要求极为严格：

甲醇合成需H₂/CO=2.0~2.1

费托合成需H₂/CO=1.8~2.2

实时追踪该比值可动态调节原料配比，避免下游工艺瘫痪。

关键杂质组分：安全与性能的“隐形杀手”

硫化物（H₂S、COS）：催化剂天敌

0.1ppm的硫即可永久毒化铜基催化剂（如甲醇合成），并腐蚀管道。在线监测能实时触发脱硫装置，保护设备。

卤素化合物（HCl、HF）：设备腐蚀元凶

5ppb的氯离子可导致不锈钢应力开裂。连续监测可防止设备穿孔泄漏。

氨（NH₃）与氰化氢（HCN）：剧毒堵塞物

NH₃遇酸性气体生成铵盐堵塞阀门；HCN＞50ppb即引发严重腐蚀。实时报警可及时启动洗涤系统。

重金属（Hg、As）及颗粒物：隐性破坏者

汞蒸汽毒化贵金属催化剂，粉尘加速设备磨损。痕量监测（＜0.1μg/m³）可延长系统寿命超30%。

结论：全面监测保障系统健康

合成气在线监测需建立“三维防护网”：

1. 主体气体浓度（H₂/CO/CO₂）——控制反应命脉；

2. 关键比例参数（H₂/CO）——锁定工艺路径；

3. 微量杂质群（硫/卤素/重金属等）——清除安全隐患。

唯有全参数实时追踪，才能实现安全、高效、长周期的绿色生产。

鉴知技术简介：

北京鉴知技术有限公司是一家以光谱检测技术为核心的专业公司。基于高灵敏度拉曼光谱技术及智能定量算法，开发了在线气体分析仪和在线拉曼分析仪，已在精细化工，生物制药，钢铁冶金等行业的工艺在线监测中大量使用，为用户显著提升工艺效率和产能。

常见问题：

1. 为何H₂/CO比值需要精准控制？

不同工艺对该比值要求严格（如甲醇合成需2.0~2.1），偏差＞5%将导致催化剂失活或产物不合格。

2. 硫化物监测为何要精确到ppb级？

超0.1ppm的硫即可永久毒化催化剂，实时监测能联动脱硫系统，避免设备损耗。

3. 在线监测如何降低设备维护成本？

实时发现卤素、颗粒物等腐蚀性物质，可减少设备检修频率，延长寿命30%以上。

4. 哪些参数影响合成气环保性能？

CO₂浓度决定碳足迹，硫/氮化物含量关乎排放指标，精准控制可减少污染。

5. 为何要同时监测气体与颗粒物？

颗粒物磨损设备，重金属毒化催化剂，需协同治理保障系统稳定性。

本文总结

合成气在线监测的核心在于实时掌控H₂/CO/CO₂浓度及微量杂质，从反应效率、安全防护、设备维护三维度保障生产。全参数追踪技术已成为现代化工高效运行的底层支撑，推动行业向绿色化、智能化升级。