MPR E-Scan在线折光仪在硫酸烷基化装置中的应用指南
一、应用背景与需求
硫酸烷基化是炼油厂中利用浓硫酸（98%~99%）催化异丁烷与烯烃（如丁烯）反应生成高辛烷值烷基化油的关键工艺。过程中，硫酸逐渐被烃类稀释并生成废酸（酸浓度降至80%~90%），需实时监测硫酸浓度以：
控制反应效率：维持催化剂活性，确保烷基化油质量。
优化废酸再生：精准判断废酸浓度，指导再生工艺（如SAR工艺）的进料控制。
减少设备腐蚀：避免低浓度酸对管道的腐蚀风险。
二、MPRE-Scan选型与配置
探头材质
Alloy20：耐受浓硫酸及烃类混合物的强腐蚀性。
蓝宝石棱镜：抗高温（最高200℃）及酸性结焦物附着。
传感器型号
MPR E-Scan Sulfuric系列：专为烷基化工艺设计，内置双通道温度补偿（PT1000），适配酸-烃混合物的温度波动。
防爆认证： ExiaIIC T4/Class I Div 1（烷基化装置区属易燃易爆环境）。
安装附件
流通池：带蒸汽伴热夹套（维持酸温>90℃，防止烃类冷凝）。
旁路系统：配置手动切换阀，便于离线维护。
三、安装位置与工艺集成
推荐安装点
反应器出口循环管线：实时监测反应器中硫酸浓度，确保催化活性。
废酸再生单元入口：监测废酸浓度（88%~98% H₂SO₄），指导再生工艺参数（如裂解炉温度、供氧量）。
安装要求
满管流设计：垂直管道安装，避免气泡干扰。
防堵塞措施：入口安装20μm过滤器，拦截烃类结焦颗粒。
配置硫酸冲洗接口，每2小时自动冲洗探头10秒。
四、校准与参数设置
校准标准液
新鲜酸校准：使用98.5%H₂SO₄标准液（温度匹配工艺条件）。
废酸校准：通过实验室滴定法标定废酸样品（含烃类杂质）。
温度补偿：输入硫酸-烃混合物的温度-折射率曲线（需根据实际介质定制或使用MPR E-Scan预置数据库）。
补偿范围：50℃~150℃。
输出信号
4~20mA模拟信号：输出浓度值至DCS，联动废酸泵流量控制。
报警阈值：设置浓度下限（如85% H₂SO₄），触发废酸切换至再生单元。
五、操作与维护流程
启动步骤
预热伴热系统：确保酸温>90℃，防止烃类冷凝堵塞。
系统冲洗：通入硫酸冲洗旁路管道，排除安装残留物。
在线校准：在DCS界面输入标准液浓度，完成自动校准（需稳定工况20分钟）。
故障处理
| 故障现象 | 可能原因| 解决方案|
|--------------------|----------------------------|---------------------------------------|
| 浓度读数持续偏低 | 探头污染或烃类包裹| 启用蒸汽冲洗，或手动拆卸机械清理。 |
| 信号波动频繁 | 气泡干扰或电源不稳定| 检查管道满流状态，优化接地与屏蔽。 |
| 温度补偿失效 | PT1000传感器损坏| 更换温度传感器模块。|
六、安全与合规
防泄漏设计
流通池采用双O型圈密封，泄漏检测接口连接至DCS报警系统。
安装区域设置耐酸地坪和应急中和池。
人员防护
操作人员需穿戴防酸服、面罩及耐溶剂手套。
维护时锁定隔离阀，并排空管道残余酸液。
环保合规
浓度数据实时上传至环保监控平台，确保废酸处理达标（如SO₂排放限值）。
七、应用案例
某炼油厂烷基化装置升级项目
问题：废酸浓度波动导致再生单元负荷不稳定，能耗增加。
解决方案：
在废酸泵出口安装MPRE-Scan 3200，实时反馈浓度至再生系统。
动态调节裂解炉温度（浓度低时升温，浓度高时降温）。
效果：
再生单元能耗降低15%，硫酸回收率提升至96%。
年节约成本约300万元，投资回收期<1年。
八、总结
MPR E-Scan在线折光仪在硫酸烷基化装置中通过精准的浓度监测与闭环控制，显著提升了工艺效率与环保合规性。其耐腐蚀设计、高精度测量（±0.2%）及低维护需求，使其成为烷基化装置优化运行的核心仪表。
成功关键：
选择适配烃类介质的探头材质与伴热设计。
定期维护与校准，保障长期稳定性。
与DCS深度集成，实现浓度-工艺参数智能联动。