新型pH值调节剂在除盐水装置的应用_文玉梅.pdf

2023 年 第 2 期 化学工程与装备 2023 年 2 月 Chemical Engineering&Equipment 31 新型 pH 值调节剂在除盐水装置的应用 新型 pH 值调节剂在除盐水装置的应用 文玉梅（陕西延长石油（集团）有限责任公司延安炼油厂，陕西 延安 727406）摘 要：摘 要：除盐水 pH 值是工业锅炉用水的一项重要工艺控制指标，锅炉给水 pH 过低或过高，都会对管道和设备等造成严重腐蚀，国标要求给水的 pH 值应控制 8.89.3（无铜 9.29.6）范围内。过去常规的方法是向除盐水中加入氨水（或者用液氨）来控制 pH 值，但由于氨水（液氨）因自身性质的影响，用其调节给水 pH 极易引起除盐水 pH 值波动。本文针对除盐水 pH 值波动问题，分别从现象描述、原因分析及优化改进方面进行了详细阐述，对有效解决外供除盐水 pH 值不稳定问题提供了借鉴经验。关键词：关键词：除盐水；pH 值；调节剂 延安炼油厂供排水车间第一除盐水站设计处理量300m3/h，负责向余热锅炉、CFB 锅炉及蒸发器提供合格除盐水。装置由辅助设施、交换器、泵房及中和设施四部分组成，主要处理工艺为 UF+RO+混床1，外供除盐水采用加注液氨的方式调节 pH 值，但由于液氨因自身性质的影响，用其调节给水 pH 存在着稳定性差、容易挥发、易燃易爆、气味难闻刺激性等问题，极易引起除盐水 pH 值波动，对装置安全平稳长周期运行造成不利影响。1 pH 值控制不稳定原因分析 1 pH 值控制不稳定原因分析 延安炼油厂供排水车间第一除盐水站生产过程中，根据GB/T 12145-2016 的规定2，外供除盐水 pH 控制指标为（25）8.89.3，采用加注液氨的方式调节外供除盐水 pH 值。液氨，又称为无水氨，呈无色液体状，有强烈刺激性气味，具有腐蚀性且容易挥发。易溶于水，溶于水后形成铵根离子 NH4+、氢氧根离子 OH-，呈碱性的碱性溶液。目前，第一除盐水站平均两天更换一瓶液氨，每瓶液氨重 0.2 吨。因液氨是危险化学品，更换期间需全程穿戴酸碱防护服、佩戴空气呼吸器，在夏季高温天气时，给职工操作带来不便，在冬季低温天气时，液氨汽化效率受到外界环境影响，汽化率会降低。另一方面，第一除盐水站回收全厂凝结水作为一部分原水使用，致使外供除盐水温度在 2040，造成除盐水中加注的液氨在输送过程中挥发而引起 pH 值数据波动，影响后续工艺平稳操作。2 优化改进措施 2 优化改进措施 2.1 使用新型 pH 值调节剂代替液氨 由于液氨易挥发、易爆炸的特性，经多方考察，决定用一种易溶于水且不易挥发的更安全的新型 pH 调节剂代替液氨。该剂物化性质见表 1。新型 pH 值调节剂由多种有机胺、乙二醇及吗啉等复配而成。有机胺是一类有机物，一般指有机类物质与氨发生化学反应生成的有机类物质；乙二醇又名甘醇、1，2-亚乙基二醇，简称 EG，化学式为(CH2OH)2，是最简单的二元醇，乙二醇是无色无臭、有甜味液体，对动物有低毒性，乙二醇能与水、丙酮互溶，但在醚类中溶解度较小，用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料3。新型 pH 值调节剂为有机产品，可用于除盐水及蒸汽和凝结水系统，能有效中和酸性气体如二氧化碳等，可从根本上取代氨等的使用，并改善除盐水系统的腐蚀控制能力。能有效稳定给水和凝结水系统的 pH 值；减少除盐水中因金属腐蚀产物的影响导致的炉管损害问题；有助于控制锅炉系统中由二氧化碳引起的腐蚀问题；有助于保持锅炉内部清洁，减少铁和铜的夹带腐蚀问题；该剂为液体型产品，毒性小、使用操作安全。表 1 新型 pH 值调节剂物化性质 表 1 新型 pH 值调节剂物化性质 序号项目 参数 试验方法 1 外观 无色至淡黄色液体 目测 2 pH 值（1%水溶液）10.0 GB/T6904-20083 密度（g/cm3，20）0.95 GB/T4472-20114 溶解性 易溶于水 目测 2.2 现场加注及优化（1）现场加注。2021 年 11 月，第一除盐水站通过喷射器将除盐水 pH 调节剂以纯剂加注入除盐水泵进口管线处，连续加注，加剂量20g/t 除盐水。通过调取 11 月 4日至 12 月 2 日分析化验数据制作成折线图可以看出，该期间除盐水 pH 值波动较大，最低 8.2，最高 10.4（见图 1：除盐水泵进口管线加注 pH 值折线图）。经过现场分析，并调取同时段外供除盐水量数据制作成折线图（见图 2：除盐水泵进口管线加注除盐水外供量折线图），认为加注点在除盐DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.05032 文玉梅：新型 pH 值调节剂在除盐水装置的应用 水泵进口管线处，PH 值极易受外供量波动影响。图 1 除盐水泵进口管线加注 pH 值折线图 图 1 除盐水泵进口管线加注 pH 值折线图 图 2 除盐水泵进口管线加注除盐水外供量折线图 图 2 除盐水泵进口管线加注除盐水外供量折线图 图 3 除盐水箱加注 pH 值折线图 图 3 除盐水箱加注 pH 值折线图（2）加注优化。为消除外供量波动带来的影响，将 pH值调节剂加注点由除盐水泵进口线改至除盐水箱。12 月初改造完成并投运。通过调取 12 月 4 日至 12 月 30 日分析化验数据制作成折线图可以看出，该期间除盐水 pH 值稳定的控制在 8.89.3 之间（见图 3：除盐水箱加注 pH 值折线图）。3 使用效果 3 使用效果（1）新型 pH 值调节剂为 1 吨装，目前每月消耗约 1.2吨，药剂更换时间由之前的约 20 分钟降至现在的约 2 分钟，且无须穿戴酸碱防护服和空气呼吸器，职工工作强度得到切实改善。（2）新型 pH 值调节剂采用除盐水箱连续加注，加剂量1520g/t 除盐水时，可将外供除盐水 pH 稳定控制在 8.89.3 之间。4 结束语 4 结束语 新型 pH 值调节剂是非危险化学品，可以从根本上取代危险化学品液氨的使用，杜绝了液氨在储存、运输和使用环节中可能发生的火灾和泄漏事故，使用、操作安全方便，为生产装置安全平稳运行提供了有力保障。参考文献 参考文献 1 延安炼油厂标准化委员会.供排水车间操作规程J.2020.2 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量：GB/T 12145-2016S.北京:中国国家标准化管理委员会,2016.3 曹晓群,有机胺,乙二醇/有机化学M.人民卫生出版社出版,2021.