对二甲苯(PX)是重要的芳烃类化工产品,通过对其生产过程关键组分的实时在线检测,可以指导现场操作,从而确保产品质量,并提高工厂的经济效益。作为一种分子光谱检测技术,拉曼光谱技术特别适合对同分异构体进行辨别与定量分析。因此,本文研究了 PX装置吸附分离系统中的在线拉曼分析关键技术,主要研究内容包括:(1)提出了一种基于分段拉曼光谱分解的PX进料液成分分析算法。PX装置吸附塔进料液由PX、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯与非芳烃(NA)组成,其中NA占3～10%,然而NA的具体构成未知,是进料液在线分析中的难点。首先,对650-900 cm-1段光谱进行分解,得到了四种主要芳烃组分的峰面积;再对1350～1550 cm-1段光谱分解,并引入结合洛伦兹函数的未知物质光谱拟合算法,从而得到NA组分的峰面积。最后,建立了各组分峰面积和浓度之间的光谱定量分析模型。实验结果表明,对于混合液中的NA含量,标准预测误差为0.243%,复相关系数达到0.993。(2)提出了一种基于光谱分解的PX成品液中杂质含量的分析算法。PX装置成品液中的杂质包括甲苯(TOL)、乙苯(EB)、间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX),杂质总含量小于0.5%,所以很难对每种杂质进行定量分析。为此,首先调整积分时间以放大杂质特征峰。其次,在扣除PX光谱的基础上,分解得到用洛伦兹谱峰拟合的杂质特征峰。最后,基于四个杂质特征峰和对应杂质浓度,建立了光谱定量分析模型。实验结果表明,对于杂质TOL、EB、MX、OX,标准预测误差分别为0.013%、0.016%、0.011%、0.014%,对应的复相关系数分别为 0.983、0.976、0.984、0.988。(3)针对某大型炼化企业PX装置的实际情况,在实验室已研制的在线拉曼检测系统的基础上,开发了专门用于实时监测PX装置的进料液组分含量与成品液PX纯度的在线拉曼分析系统,并已投入现场运行。针对PX进料液分析系统的重复性小于±0.02%,预测均方误差小于0.20%,针对PX成品液分析系统的重复性小于±0.01%,预测均方误差小于0.05%。现场实际运行结果表明,本文所开发的在线拉曼分析系统的长期性能良好,满足实际生产需求。