图1  电极安装后的护套前端

近年来，随着安全和环保意识的加强，在石油化工行业对pH计使用的要求越来越高，特别是丙烯腈装置，其大多数物料都具有毒性，且为24小时连续生产，因此对pH计使用的在线维护、安全以及环保方面都有十分严格的要求。采用梅特勒托利多公司生产的可在线插拔的pH计，用于丙烯腈装置的pH值检测，具有实时、安全和清洁的特点。

吉林石化公司丙烯腈厂厂区占地面积54.64公顷，固定资产33.7亿元，是目前全国最大的丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯生产基地。现有10.6万t/a丙烯腈（2套）、21.2万t/a丙烯腈、5万t/a甲基丙烯酸甲酯、10万t/a甲基丙烯酸甲酯、30万t/a硫酸、6万t/a丙酮氰醇、12万t/a丙酮氰醇、6400t/a乙腈（2套）、8000t/a硫酸铵共计11套生产装置。主要产品有丙烯腈、丙酮氰醇、甲基丙烯酸甲酯、乙腈、硫酸、硫酸铵，产品销往华南、华北、华东等地区。

经过多年的实践，目前该厂丙烯腈装置采用的pH计为44台，分别为北京德菲T28型4台 、E+H CM224型2台、艾默生 OXMT-P-HT-11型8台、梅特勒-托利多2100e型22台、梅特勒-托利多M420型8台，使用效果较好的是梅特勒-托利多公司生产的可在线插拔的pH计：变送器M420、电极InPro4800i/SG/225、护套InTrac777M/100/4404/D00/Ka/A00，具有实时、安全和清洁生产的特点。

pH计的使用难点

目前，吉林石化公司丙烯腈装置应用美国BP公司技术，采用丙烯、氨氧化法生产丙烯腈，同时产生副产品乙腈和氢氰酸。在工艺操作中，要求对急冷塔上下段及大循环和回收塔分层器水相的pH值进行检测。

急冷塔上段pH值要求控制在3.0~6.0，下段要求控制在6.5~7.0，大循环系统要求pH值为6.5~7.5，回收塔分层器水相的pH值要求控制在6.0~7.2，在此范围内既能有效地去除反应剩余的氨，还能脱除反应气中的ACL、ACO，使其与HCN生成的氰醇比较稳定（氰醇沸点高，易从塔釜排出）。生产中通过添加Na2CO3来调节大循环的pH值，控制不好将会造成丙烯腈收率降低，影响产量；而回收塔釜及四效蒸发和轻有机物汽提塔进料液中总氰含量升高，会使环保综合排污质量下降。

根据以上要求，pH计的使用存在以下难点：

必须能实现在线拆检。由于丙烯腈装置为24h连续生产，这就要求一旦pH计出现故障时，必须能够在线拆检维护。

拆检时必须能够保证安全。由于丙烯腈装置物料有毒，且装置生产中的管道都是带压的，在在线拆检过程中，必须保证物料不溅出。

鉴于近年来对安全环保和清洁生产的要求越来越高，要求在维护过程中尽量减少或者没有物料排放。

图2  M420屏幕显示

仪表的选型

针对pH计在线拆检的问题，我厂第一套丙烯腈装置采用的是流通式护套，即从主管道上用较小的管线引流至pH计测量池，然后再返回到主管线上，类似于副线安装方式。使用的是梅特勒-托利多的InPro4800/120/Pt100电极及配套的测量池。但是在电极拆检前，需要关闭测量池前后端阀，并通过打开倒淋阀将测量池内的物料排尽。这样就造成了物料排放，对环保和清洁生产造成影响。

结合第一套丙烯腈装置pH计的使用问题，在第二套丙烯腈装置上采用了梅特勒-托利多可在线插拔的pH计，使用InTrac777M可伸缩护套，这种伸缩式护套（钢材质）为本安型设备，直接安装在主管道上，无需增加阀门、管线之类的材料。该护套的特点是：梅特勒-托利多的TRI-LOCKTM三重锁定系统可以有效防止过程介质的泄漏。

梅特勒-托利多pH计的使用体会

测量准确

梅特勒-托利多根据使用介质的粘稠性、颗粒性、吸附性，以及介质的温度和压力的不同，提供上千种电极进行选择，特别有针对性，这样也就提高了测量的精确性。我厂目前使用的InPro4800系列pH电极特别适用于在恶劣的化工环境下进行测量。在氧化性介质、强酸强碱、高压过程和高温条件下，都能提供精确可靠的测量。

使用寿命长

InPro4800系列pH电极使用寿命长主要表现在：对氧化性介质，溶剂和强酸强碱等有很强的抗腐蚀能力；长的扩散途径和环形液接部位（PTFE）有效延长电极使用寿命；具有压力补偿的扩散途径使其能在过程压力很高的环境下测量；专为高温而设计；针对在颗粒物和纤维含量高的介质中测量，可选平坦形玻璃膜（内置接地）。

日常维护量小

目前工厂部分pH计采用梅特勒-托利多新型的M420变送器，这种变送器屏幕显示内容丰富（见下图），传感器的状态一目了然。针对ISM智能电极，还能显示电极寿命和电极运行的时间“动态寿命指示DLI”，根据电极的负荷动态地计算出电极还能在该状态下运行的时间。在实际应用过程中，我们可以根据电极的状态进行选择性的维护，对使用条件好、负荷低的电极，可以适当地延长维护周期。

操作简单

由于pH计为在线分析仪表，根据公司在线分析仪表的相关管理规定，需要每个月对每台pH计进行清洗、校验，这样就要求所选用的pH计操作简单、方便、安全。而梅特勒-托利多可在线插拔的pH计正好满足了以上要求。在需要在线拆检时，只需将护套上拉栓拉出，就可以将电极顺利拔出，由于弹簧的作用，护套前端自动收缩关闭，阻断物料外泄。

梅特勒-托利多的pH变送器还具有手动激活保持功能，在电极更换或者标定的时候，将输出信号保持在一个设定的值。这样对于参与自动调节回路控制的pH计来说，是十分有必要的，避免由于pH计操作引起回路波动。

我厂使用的梅特勒-托利多InPro4800系列pH电极，不需要进行电解液再填充，而且M420变送器采用两线制，彻底解决了以往接线多、工作量大且容易接错的问题。

对梅特勒-托利多pH计的改进

在pH计使用时间过长时，由于介质的聚合，电极很难被拔出，稍微用力，就会将尾端胶把手损坏，工厂经过改进，把尾端胶把手改为白钢把手，这样在电极被聚合物粘住的时候就很容易拔出。

结语

由于梅特勒-托利多可在线插拔的pH计，使用InTrac777M可伸缩护套，彻底解决了丙烯腈装置pH计使用中的难题，因此工厂已将部分不能在线拆检的pH计改造成梅特勒-托利多可在线插拔的pH计，提高了生产效率和过程安全性。