DMTO裝置污水汽提塔塔盤堵塞問題分析

王磊 梅靜（內(nèi)蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017320）

DMTO 裝置由于反應機理十分復雜，所以在催化劑與甲醇接觸反應產(chǎn)生乙烯、丙烯、碳四和碳五等目的產(chǎn)物的同時，也會有較多能溶于水的副產(chǎn)物產(chǎn)生，這些副產(chǎn)物經(jīng)過DMTO裝置水洗塔和烯烴分離水洗塔的洗滌后，進入污水汽提塔進行汽提，正是由于這些副產(chǎn)物在污水汽提塔中提純濃縮，同時由于污水汽提塔操作溫度和操作壓力較高，一定程度上為這些物質進行二次反應提供了有利條件。本文主要從醛酮縮合反應作為切入點，分析污水汽提塔塔盤堵塞原因。

1 污水汽提塔基本參數(shù)

目前運行裝置中，污水汽提塔進料主要來源為DMTO裝置水洗水和烯烴分離水洗水以及烯烴分離一段凝液，這些水中含有較多的甲醇和二甲醚等含氧化合物，污水汽提塔主要用于回收水中溶解的甲醇和二甲醚等物質，旨在回收有用物質，降低原料消耗，從而降低甲醇單耗。污水汽提塔為52層高效浮閥塔盤，1-11層塔盤為單溢流形式，12-52層塔盤為雙溢流形式，塔盤間距均為600mm，設計壓力0.27MPa（G），濃縮水回流量41.7t/h，污水處理量236t/h，再沸蒸汽量45t/h，頂部溫度136.3℃，底部溫度148℃。

圖-1 污水汽提塔流程簡圖

2 堵塞的原因及分析

污水汽提塔盤堵塞可以分為兩種情況，一種為上部塔盤堵塞，即1-11層塔盤，另一種為下部塔盤堵塞，即12-52層塔盤堵塞，在運行初期，分析凈化水中催化劑含量約為80-100mg/L，懸浮物在12-52層塔盤上不斷沉積，同時污水汽提塔操作溫度較高，導致催化劑在塔盤上結塊，從而造成塔盤堵塞，但是運行后期因為優(yōu)化操作，凈化水中催化劑含量將至20-30mg/L，同是換熱器清洗周期進行優(yōu)化，水中催化劑含量變低，塔盤上催化劑沉積時間變短，所以污水汽提塔下部塔盤堵塞情況有了較大改觀。目前污水汽提塔長周期運行瓶頸主要集中在上部塔盤堵塞的問題上，所以本文主要對現(xiàn)階段污水汽提塔上部塔盤堵塞進行分析。通過觀察和總結，污水汽提塔在出現(xiàn)塔壓短時間內(nèi)大幅波動時，污水汽提塔回流泵（P1206）入口過濾網(wǎng)總會被大塊膠狀物堵塞，經(jīng)質檢分析，這種垢物密度比水小，呈現(xiàn)紅褐色，用馬弗爐灼燒失重量達99.6%左右，表明這種物質碳氫含量比較大。再次對垢物分析，這種垢物中物質組成約有140多種，其中含量較高的為酮類物質，含量約為15.2%，其中丙酮含量約為14.32%。

表一 P1206泵入口過濾網(wǎng)物質分析（含量較高）

3 垢物產(chǎn)生的機理

濃縮水PH基本維持在7.3-8.5左右，濃縮水溫度（取泵入口溫度）正常維持在110℃，濃縮水中酮類物質含量66%左右，甲醇含量31%，醛類物質含量2%，二甲醚等其他物質含量1%，在這種物質環(huán)境下，極易發(fā)生，如下兩種反應：

3.1 自由基聚合

3.1.1 鏈引發(fā)

產(chǎn)生的自由基R·非常活潑，與氧繼續(xù)反應生成過氧化物自由基

3.1.2 鏈的增長形成聚合物

新形成的過氧化物自由基與自由基發(fā)生聚合反應，形成聚合物。

3.2 醛酮縮合反應

濃縮水中的醛或酮在堿的作用下，發(fā)生醛、酮縮合反應，即兩分子α 位碳原子上有活潑氫原子的醛或酮，在堿性環(huán)境下，反應生成β—羥基醛，然后進一步加成至一定分子量的化合物。

初步判斷通過以上反應，可以在分子間形成新的碳碳鍵，并且碳鏈可以增長，同時由于污水汽提塔頂操作溫度和壓力較高，濃縮水壓力和溫度較高，導致聚合和脫水形成膠狀物。

4 結語

現(xiàn)階段，對于污水汽提塔上部塔盤堵塞原因的探討基本清晰，對于現(xiàn)有設備及操作環(huán)境，有幾種方法可以減緩污水汽提塔上部塔盤堵塞問題，目前尚未得到有力論證，尚處于試驗階段。因為在污水汽提塔中由于條件限制，這些反應是緩慢進行，積累的過程緩慢，所以如何通過加入抑制劑或者除去某一反應物從而抑制反應進行，將是下一階段研究的方向。目前通過操作方式的改變，降低濃縮水中酮類物質含量來減緩污水塔中醛酮縮合或者停用污水汽提塔塔回流，這也是當前防止污水汽提塔上部塔盤堵塞行之有效的手段。