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[摘 要]本文主要对丙烯腈生产过程中PH值的控制进行了研究，讨论了PH值控制对于丙烯腈产品质量的影响，介绍了丙烯腈生产过程中PH值的控制方法，说明了PH值控制对于产品质量的重要性。
[关键词]pH值 丙烯腈 控制
中图分类号：TH832.3+1 文献标识码：TH 文章编号：1009―914X（2013）25―0362―01
一、前言
在丙烯腈工业五十多年的发展过程中，通过长期的生产实践和科学研究，人们发现PH值是丙烯腈生产工艺过程中一个相当重要的工艺参数，它影响到丙烯腈生产的各个单元操作系统，对丙烯腈产品质量有着深刻的影响。认真研究丙烯腈生产过程中PH值的控制，对于全面提高丙烯腈装置的生产技术水平有着重要的意义。
本文主要对丙烯腈生产过程中PH值的控制进行了研究，讨论了PH值控制对于丙烯腈产品质量的影响，介绍了丙烯腈生产过程中PH值的控制方法，说明了PH值控制对于产品质量的重要性。
二、PH值对丙烯腈产品质量的影响
1.PH值对产品中过氧化物的影响
通过实验发现，过氧化物具有弱酸性。根据过氧化物具有弱酸性的性质，可以通过控制补加碳酸钠溶液严格控制回收塔分层器水相PH值来脱除过氧化物。实践中发现回收精制系统PH值对过氧化物的影响较大：过氧化物含量随PH值增大而减小。实际生产中控制回收塔分层器水相的PH值在6.5～7.0之间，以利于过氧化物的脱除。
2.PH值对产品中恶唑的影响
1）恶唑的化学性质
恶唑是具有两个杂原子（N和O）的五元杂环化合物，结构上形成闭合的共轭体系，因此具有一定的芳香性；此外由于结构上珍有一个-N=基，此氮原子上的未共用电子对在sp2杂化轨道上，并不与环平面垂直，因此它不参与芳香大π共轭体系，可与质子结合而使其显示弱碱性；与无机酸一起加热易分解。
2）PH值对产品中恶唑的影响
急冷塔下段恶唑的脱除主要是依靠聚合反应。急冷塔下段PH值的高低直接影响聚合反应的发生，进而影响急冷塔下段脱除恶唑的能力：PH值较高（7.5～8.5之间）时，急冷塔下段剩余氨较多导致聚合反应增加，使得聚合脱除恶唑效果变好，但丙烯腈的聚合损失会增加；PH值较低（6.5～7.0之间）时，急冷塔下段剩余氨较少导致聚合反应减少，使得聚合脱除恶唑效果变差，容易导致恶唑超标。
3.PH值对产品中丙烯醛的影响
副产品丙烯醛主要是在急冷塔系统中被除去的。在急冷塔中，反应器生成丙烯醛的60%～80%被除去，而此塔脱出丙烯醛的效果主要取决于下段循环系统PH值控制是否得当。其脱除丙烯醛的主要机理是：在微酸性（PH值=6.0～7.0）的环境中，借助于未反应氨的存在（起碱性催化剂作用），丙烯醛与氢氰酸HCN发生缩合反应生成丙烯醛氰醇，其反应方程式如下：
CH2=CH-COH+HCN→CH2=CH-CHCNOH（在碱性条件下）
生成的丙烯醛氰醇是一种高沸点有机物质（沸点290℃）留存于釜液中排出，另有一部分丙烯醛则在微酸性的条件下发生自聚，生成高聚物后随釜液排出。
4.PH值对产品中氢氰酸的影响
在丙烯腈产品质量指标中，HCN值要求控制在5ppm以下，这是丙烯腈产品质量的关键指标，尤其对丙烯腈的后加工性能影响颇大。产品中HCN有两个来源：一是因HCN在脱氢氰酸塔系统内和粗丙烯腈的分离效果不好而被带入成品中；二是带入精制系统的氰醇发生分解，生成HCN而被带入成品中。第一方面属于脱氰塔系统工艺操作的问题，不做讨论。而第二方面关于丙烯醛氰醇和丙酮氰醇的分解则和精制系统PH值得控制有很大的关系，这是由这两种物质的特性所决定的。上述两种物质在碱性条件（PH>7）下非常容易发生分解，重新生成丙烯醛、丙酮、和氢氰酸，而在酸性条件下比较稳定。所以在精制系统中加入少量的醋酸，一方面利于氢氰酸阻聚，另一方面也能有效地将系统的PH值在控制微酸性的条件下，防止氰醇发生分解。
三、丙烯腈生产系统PH值的控制方法
通过上述PH值对丙烯腈生产工艺过程中产品质量影响的分析，可以看出PH值控制的重要性。因此就有必要对丙烯腈生产过程PH值的控制方法进行深入的研究，达到优化系统PH值控制的目的，实现装置降低消耗、保证质量、长周期稳定运行。以下分系统对丙烯腈生产过程中PH值的控制方法进行论述。
1.急冷塔PH值的控制方法
急冷塔是丙烯腈流程中一台“承上启下”的设备，急冷系统PH值的控制是整个工艺生产过程中PH值控制的关键，它直接影响着装置的收率、除杂能力、产品质量以及后续回收系统的PH值，也是全系统PH值调节的主导。
急冷系统的PH值控制调节主要是采用仪表连续检测、连续调节的方法。PH值调节的过程是用通过调控加入的硫酸量来完成的。此过程的控制流程比较简单，针对于本装置就是调节进入急冷塔上、下段的硫酸量，但其控制机理比较复杂。PH值的控制是一个非线性的调节过程，手动操作比较困难。所以只有在具有较精确的测量仪表和较灵敏的控制调节手段下，才能获得满意的PH值控制效果。实际生产中硫酸泵采用磁力泵，泵出口设置调节阀、流量表，根据PH值检测仪检测的数值调节硫酸的加入量。
2.大循环系统PH值的控制方法
大循环系统PH值的控制主要是通过向贫水中加入碳酸钠溶液来实现的，一般控制在6.5～7.0之间。本装置主要通过两个渠道向贫水系统补加碳酸钠溶液：一个渠道是向回收塔顶分层器V-111水相加入碳酸钠，PH值一般控制在6.5～6.8之间；另一个渠道是向贫水溶剂水缓冲槽V-138加入碳酸钠，PH值一般控制在6.8～7.2之间。
四、结束语
PH值是丙烯腈生产工艺过程中一个相当重要的工艺参数，它几乎影响到丙烯腈生产的各个单元操作系统，对精制回收效率有很大的影响，对产品质量有着深刻的影响，同时对装置的排放废水质量也有很大影响，通过连续检测、连续调节的方法能够实现对丙烯腈生产系统PH值的有效控制，从而合理控制大循环PH值对装置的技术、经济、环保有很大益处。
参考文献
[1] 丙烯腈操作手册.1995
[2] 第五届全国丙烯腈行业年会文集.2003
[3] 第六届全国丙烯腈行业年会文集.2005
[关键词]pH值 丙烯腈 控制
中图分类号：TH832.3+1 文献标识码：TH 文章编号：1009―914X（2013）25―0362―01
一、前言
在丙烯腈工业五十多年的发展过程中，通过长期的生产实践和科学研究，人们发现PH值是丙烯腈生产工艺过程中一个相当重要的工艺参数，它影响到丙烯腈生产的各个单元操作系统，对丙烯腈产品质量有着深刻的影响。认真研究丙烯腈生产过程中PH值的控制，对于全面提高丙烯腈装置的生产技术水平有着重要的意义。
本文主要对丙烯腈生产过程中PH值的控制进行了研究，讨论了PH值控制对于丙烯腈产品质量的影响，介绍了丙烯腈生产过程中PH值的控制方法，说明了PH值控制对于产品质量的重要性。
二、PH值对丙烯腈产品质量的影响
1.PH值对产品中过氧化物的影响
通过实验发现，过氧化物具有弱酸性。根据过氧化物具有弱酸性的性质，可以通过控制补加碳酸钠溶液严格控制回收塔分层器水相PH值来脱除过氧化物。实践中发现回收精制系统PH值对过氧化物的影响较大：过氧化物含量随PH值增大而减小。实际生产中控制回收塔分层器水相的PH值在6.5～7.0之间，以利于过氧化物的脱除。
2.PH值对产品中恶唑的影响
1）恶唑的化学性质
恶唑是具有两个杂原子（N和O）的五元杂环化合物，结构上形成闭合的共轭体系，因此具有一定的芳香性；此外由于结构上珍有一个-N=基，此氮原子上的未共用电子对在sp2杂化轨道上，并不与环平面垂直，因此它不参与芳香大π共轭体系，可与质子结合而使其显示弱碱性；与无机酸一起加热易分解。
2）PH值对产品中恶唑的影响
急冷塔下段恶唑的脱除主要是依靠聚合反应。急冷塔下段PH值的高低直接影响聚合反应的发生，进而影响急冷塔下段脱除恶唑的能力：PH值较高（7.5～8.5之间）时，急冷塔下段剩余氨较多导致聚合反应增加，使得聚合脱除恶唑效果变好，但丙烯腈的聚合损失会增加；PH值较低（6.5～7.0之间）时，急冷塔下段剩余氨较少导致聚合反应减少，使得聚合脱除恶唑效果变差，容易导致恶唑超标。
3.PH值对产品中丙烯醛的影响
副产品丙烯醛主要是在急冷塔系统中被除去的。在急冷塔中，反应器生成丙烯醛的60%～80%被除去，而此塔脱出丙烯醛的效果主要取决于下段循环系统PH值控制是否得当。其脱除丙烯醛的主要机理是：在微酸性（PH值=6.0～7.0）的环境中，借助于未反应氨的存在（起碱性催化剂作用），丙烯醛与氢氰酸HCN发生缩合反应生成丙烯醛氰醇，其反应方程式如下：
CH2=CH-COH+HCN→CH2=CH-CHCNOH（在碱性条件下）
生成的丙烯醛氰醇是一种高沸点有机物质（沸点290℃）留存于釜液中排出，另有一部分丙烯醛则在微酸性的条件下发生自聚，生成高聚物后随釜液排出。
4.PH值对产品中氢氰酸的影响
在丙烯腈产品质量指标中，HCN值要求控制在5ppm以下，这是丙烯腈产品质量的关键指标，尤其对丙烯腈的后加工性能影响颇大。产品中HCN有两个来源：一是因HCN在脱氢氰酸塔系统内和粗丙烯腈的分离效果不好而被带入成品中；二是带入精制系统的氰醇发生分解，生成HCN而被带入成品中。第一方面属于脱氰塔系统工艺操作的问题，不做讨论。而第二方面关于丙烯醛氰醇和丙酮氰醇的分解则和精制系统PH值得控制有很大的关系，这是由这两种物质的特性所决定的。上述两种物质在碱性条件（PH>7）下非常容易发生分解，重新生成丙烯醛、丙酮、和氢氰酸，而在酸性条件下比较稳定。所以在精制系统中加入少量的醋酸，一方面利于氢氰酸阻聚，另一方面也能有效地将系统的PH值在控制微酸性的条件下，防止氰醇发生分解。
三、丙烯腈生产系统PH值的控制方法
通过上述PH值对丙烯腈生产工艺过程中产品质量影响的分析，可以看出PH值控制的重要性。因此就有必要对丙烯腈生产过程PH值的控制方法进行深入的研究，达到优化系统PH值控制的目的，实现装置降低消耗、保证质量、长周期稳定运行。以下分系统对丙烯腈生产过程中PH值的控制方法进行论述。
1.急冷塔PH值的控制方法
急冷塔是丙烯腈流程中一台“承上启下”的设备，急冷系统PH值的控制是整个工艺生产过程中PH值控制的关键，它直接影响着装置的收率、除杂能力、产品质量以及后续回收系统的PH值，也是全系统PH值调节的主导。
急冷系统的PH值控制调节主要是采用仪表连续检测、连续调节的方法。PH值调节的过程是用通过调控加入的硫酸量来完成的。此过程的控制流程比较简单，针对于本装置就是调节进入急冷塔上、下段的硫酸量，但其控制机理比较复杂。PH值的控制是一个非线性的调节过程，手动操作比较困难。所以只有在具有较精确的测量仪表和较灵敏的控制调节手段下，才能获得满意的PH值控制效果。实际生产中硫酸泵采用磁力泵，泵出口设置调节阀、流量表，根据PH值检测仪检测的数值调节硫酸的加入量。
2.大循环系统PH值的控制方法
大循环系统PH值的控制主要是通过向贫水中加入碳酸钠溶液来实现的，一般控制在6.5～7.0之间。本装置主要通过两个渠道向贫水系统补加碳酸钠溶液：一个渠道是向回收塔顶分层器V-111水相加入碳酸钠，PH值一般控制在6.5～6.8之间；另一个渠道是向贫水溶剂水缓冲槽V-138加入碳酸钠，PH值一般控制在6.8～7.2之间。
四、结束语
PH值是丙烯腈生产工艺过程中一个相当重要的工艺参数，它几乎影响到丙烯腈生产的各个单元操作系统，对精制回收效率有很大的影响，对产品质量有着深刻的影响，同时对装置的排放废水质量也有很大影响，通过连续检测、连续调节的方法能够实现对丙烯腈生产系统PH值的有效控制，从而合理控制大循环PH值对装置的技术、经济、环保有很大益处。
参考文献
[1] 丙烯腈操作手册.1995
[2] 第五届全国丙烯腈行业年会文集.2003
[3] 第六届全国丙烯腈行业年会文集.2005