煤基烯烃气体分离急冷水pH值优化研究

胡学兴

【摘 要】论文对烯烃MTP装置气体分离单元进行研究，原工艺设计急冷塔底部工艺水的pH值约3～4，为减少设备腐蚀，在洗涤时需往预急冷塔中添加浓度约10%的NaOH溶液进行中和。通过试验研究，指出原工艺控制的不合理之处，提出碱液浓度的优化方案，达到急冷水pH值的稳定控制。

【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.

【关键词】 煤基烯烃；pH值；急冷水

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

【中图分类号】TQ420 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）01-0150-02

1 引言

煤基烯烃MTP装置采用德国鲁奇公司技术，主要反应为精甲醇转化为丙烯。MTP反应器的反应产物经热量回收系统，通过副产中压蒸汽和汽化进料甲醇回收热量后，温度降到约190℃进入预急冷塔，急冷水洗涤后的工艺水从塔底進入急冷塔，因反应产物中含有少量有机酸，此时工艺水pH值约3～4，因酸类对碳钢具有腐蚀性，急冷塔材料为碳钢，为减少对急冷塔的腐蚀，在洗涤时需往预急冷塔中添加浓度约10%的NaOH溶液进行中和[1]。工艺控制出预急冷塔和急冷塔的混合水样pH在7～9，考虑节能降耗，降低碱液浓度，如何达到控制指标，是当前工艺急需解决的问题。（图1为MTP气体分离单元流程图）

2 试验部分

2.1 碱液浓度的理论计算

中和急冷塔中酸性物质的是碱液中的[OH]-。根据理论计算，pH等于14的氢氧化钠，物质的量浓度为1mol/L，其质量浓度为4%。原工艺设计加入碱液浓度10%，现将碱液浓度减半，急冷塔中工艺水的pH趋势线基本在pH=8左右，基本能达到工艺控制指标7～9的范围内。

通过分析预急冷塔A出口、预急冷塔B出口、急冷塔出口和603SC305（出急冷塔、预急冷器的混合水）四点的pH值，由趋势图看出，直接关系603SC305pH指标稳定的是预急冷塔，而不是急冷塔[2]。这也说明，原工艺调控603SC305pH，主要调控急冷塔的碱液加入量是不合理的。

2.2 预急冷塔内的酸碱反应理论值计算

预急冷塔内发生强碱中和有机酸的反应。假定为乙酸，我们研究强碱与弱酸的化学反应计量点。

通过拟合出反应器内酸碱中和反应的曲线。可以看出，在加入氢氧化钠4%浓度时，碱与有机酸会形成缓冲溶液，pH值在化学反应计量点附近有两个突变点。这也是工艺控制急冷水pH波动大的原因所在。为了保证603SC305pH在7～9的范围内，碱液浓度应稍高于理论值，且考虑到生产成本，可以控制在5.0%～5.5%的范围内。

2.3 实际运行跟踪

控制碱液浓度在5.0%～5.5%，603SC305pH的变化趋势见图5，稳定控制在7～9的范围内，达到装置需求指标。

3 结论

结合MTP气体分离单元的工艺流程，通过对预急冷塔内酸碱反应的化学计量点的理论值计算，得出碱液浓度应控制在5.0%～5.5%的范围，稍高于理论值5.0%，既控制了生产成本，pH的变化趋势也完全控制在工艺要求指标范围内。

【参考文献】

【1】郭胜辉.二乙醇胺和甲胺制备N-甲基哌嗪的研究[D]. 天津：河北工业大学，2009.

【2】温健麟.二乙醇胺催化脱氢合成亚氨基二乙酸的研究[D]. 上海：华东理工大学，2011.endprint