DMTO装置污水汽提塔塔盘堵塞问题分析

王磊 梅静（内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，内蒙古 鄂尔多斯 017320）

DMTO 装置由于反应机理十分复杂，所以在催化剂与甲醇接触反应产生乙烯、丙烯、碳四和碳五等目的产物的同时，也会有较多能溶于水的副产物产生，这些副产物经过DMTO装置水洗塔和烯烃分离水洗塔的洗涤后，进入污水汽提塔进行汽提，正是由于这些副产物在污水汽提塔中提纯浓缩，同时由于污水汽提塔操作温度和操作压力较高，一定程度上为这些物质进行二次反应提供了有利条件。本文主要从醛酮缩合反应作为切入点，分析污水汽提塔塔盘堵塞原因。

1 污水汽提塔基本参数

目前运行装置中，污水汽提塔进料主要来源为DMTO装置水洗水和烯烃分离水洗水以及烯烃分离一段凝液，这些水中含有较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质，旨在回收有用物质，降低原料消耗，从而降低甲醇单耗。污水汽提塔为52层高效浮阀塔盘，1-11层塔盘为单溢流形式，12-52层塔盘为双溢流形式，塔盘间距均为600mm，设计压力0.27MPa（G），浓缩水回流量41.7t/h，污水处理量236t/h，再沸蒸汽量45t/h，顶部温度136.3℃，底部温度148℃。

图-1 污水汽提塔流程简图

2 堵塞的原因及分析

污水汽提塔盘堵塞可以分为两种情况，一种为上部塔盘堵塞，即1-11层塔盘，另一种为下部塔盘堵塞，即12-52层塔盘堵塞，在运行初期，分析净化水中催化剂含量约为80-100mg/L，悬浮物在12-52层塔盘上不断沉积，同时污水汽提塔操作温度较高，导致催化剂在塔盘上结块，从而造成塔盘堵塞，但是运行后期因为优化操作，净化水中催化剂含量将至20-30mg/L，同是换热器清洗周期进行优化，水中催化剂含量变低，塔盘上催化剂沉积时间变短，所以污水汽提塔下部塔盘堵塞情况有了较大改观。目前污水汽提塔长周期运行瓶颈主要集中在上部塔盘堵塞的问题上，所以本文主要对现阶段污水汽提塔上部塔盘堵塞进行分析。通过观察和总结，污水汽提塔在出现塔压短时间内大幅波动时，污水汽提塔回流泵（P1206）入口过滤网总会被大块胶状物堵塞，经质检分析，这种垢物密度比水小，呈现红褐色，用马弗炉灼烧失重量达99.6%左右，表明这种物质碳氢含量比较大。再次对垢物分析，这种垢物中物质组成约有140多种，其中含量较高的为酮类物质，含量约为15.2%，其中丙酮含量约为14.32%。

表一 P1206泵入口过滤网物质分析（含量较高）

3 垢物产生的机理

浓缩水PH基本维持在7.3-8.5左右，浓缩水温度（取泵入口温度）正常维持在110℃，浓缩水中酮类物质含量66%左右，甲醇含量31%，醛类物质含量2%，二甲醚等其他物质含量1%，在这种物质环境下，极易发生，如下两种反应：

3.1 自由基聚合

3.1.1 链引发

产生的自由基R·非常活泼，与氧继续反应生成过氧化物自由基

3.1.2 链的增长形成聚合物

新形成的过氧化物自由基与自由基发生聚合反应，形成聚合物。

3.2 醛酮缩合反应

浓缩水中的醛或酮在碱的作用下，发生醛、酮缩合反应，即两分子α 位碳原子上有活泼氢原子的醛或酮，在碱性环境下，反应生成β—羟基醛，然后进一步加成至一定分子量的化合物。

初步判断通过以上反应，可以在分子间形成新的碳碳键，并且碳链可以增长，同时由于污水汽提塔顶操作温度和压力较高，浓缩水压力和温度较高，导致聚合和脱水形成胶状物。

4 结语

现阶段，对于污水汽提塔上部塔盘堵塞原因的探讨基本清晰，对于现有设备及操作环境，有几种方法可以减缓污水汽提塔上部塔盘堵塞问题，目前尚未得到有力论证，尚处于试验阶段。因为在污水汽提塔中由于条件限制，这些反应是缓慢进行，积累的过程缓慢，所以如何通过加入抑制剂或者除去某一反应物从而抑制反应进行，将是下一阶段研究的方向。目前通过操作方式的改变，降低浓缩水中酮类物质含量来减缓污水塔中醛酮缩合或者停用污水汽提塔塔回流，这也是当前防止污水汽提塔上部塔盘堵塞行之有效的手段。