煤基烯烴氣體分離急冷水pH值優化研究

胡學興

【摘 要】論文對烯烴MTP裝置氣體分離單元進行研究，原工藝設計急冷塔底部工藝水的pH值約3～4，為減少設備腐蝕，在洗滌時需往預急冷塔中添加濃度約10%的NaOH溶液進行中和。通過試驗研究，指出原工藝控制的不合理之處，提出堿液濃度的優化方案，達到急冷水pH值的穩定控制。

【Abstract】This paper studies olefin MTP device gas separation unit， the pH of process water in the bottom of quench tower is 3～4， and the tower is design by traditional process， in order to reduce the equipment corrosion， we need to add NaOH solution into the pre-quench tower when washing， the concentration of NaOH is about 10%. Through test research， it points out that the unreasonable place of the original process control， puts forward the optimization scheme of alkali concentration， to stability control the pH of chilled water.

【關鍵詞】 煤基烯烴；pH值；急冷水

【Keywords】coal based olefin； pH value； chilled water

【中圖分類號】TQ420 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）01-0150-02

1 引言

煤基烯烴MTP裝置采用德國魯奇公司技術，主要反應為精甲醇轉化為丙烯。MTP反應器的反應產物經熱量回收系統，通過副產中壓蒸汽和汽化進料甲醇回收熱量后，溫度降到約190℃進入預急冷塔，急冷水洗滌后的工藝水從塔底進入急冷塔，因反應產物中含有少量有機酸，此時工藝水pH值約3～4，因酸類對碳鋼具有腐蝕性，急冷塔材料為碳鋼，為減少對急冷塔的腐蝕，在洗滌時需往預急冷塔中添加濃度約10%的NaOH溶液進行中和[1]。工藝控制出預急冷塔和急冷塔的混合水樣pH在7～9，考慮節能降耗，降低堿液濃度，如何達到控制指標，是當前工藝急需解決的問題。（圖1為MTP氣體分離單元流程圖）

2 試驗部分

2.1 堿液濃度的理論計算

中和急冷塔中酸性物質的是堿液中的[OH]-。根據理論計算，pH等于14的氫氧化鈉，物質的量濃度為1mol/L，其質量濃度為4%。原工藝設計加入堿液濃度10%，現將堿液濃度減半，急冷塔中工藝水的pH趨勢線基本在pH=8左右，基本能達到工藝控制指標7～9的范圍內。

通過分析預急冷塔A出口、預急冷塔B出口、急冷塔出口和603SC305（出急冷塔、預急冷器的混合水）四點的pH值，由趨勢圖看出，直接關系603SC305pH指標穩定的是預急冷塔，而不是急冷塔[2]。這也說明，原工藝調控603SC305pH，主要調控急冷塔的堿液加入量是不合理的。

2.2 預急冷塔內的酸堿反應理論值計算

預急冷塔內發生強堿中和有機酸的反應。假定為乙酸，我們研究強堿與弱酸的化學反應計量點。

通過擬合出反應器內酸堿中和反應的曲線。可以看出，在加入氫氧化鈉4%濃度時，堿與有機酸會形成緩沖溶液，pH值在化學反應計量點附近有兩個突變點。這也是工藝控制急冷水pH波動大的原因所在。為了保證603SC305pH在7～9的范圍內，堿液濃度應稍高于理論值，且考慮到生產成本，可以控制在5.0%～5.5%的范圍內。

2.3 實際運行跟蹤

控制堿液濃度在5.0%～5.5%，603SC305pH的變化趨勢見圖5，穩定控制在7～9的范圍內，達到裝置需求指標。

3 結論

結合MTP氣體分離單元的工藝流程，通過對預急冷塔內酸堿反應的化學計量點的理論值計算，得出堿液濃度應控制在5.0%～5.5%的范圍，稍高于理論值5.0%，既控制了生產成本，pH的變化趨勢也完全控制在工藝要求指標范圍內。

【參考文獻】

【1】郭勝輝.二乙醇胺和甲胺制備N-甲基哌嗪的研究[D]. 天津：河北工業大學，2009.

【2】溫健麟.二乙醇胺催化脫氫合成亞氨基二乙酸的研究[D]. 上海：華東理工大學，2011.endprint