钼膦系阻垢缓蚀剂SK-107在合成氨系统中的应用

Posted 2023-01-13 合成氨

篇首语：不读书的人，思想就会停止。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了钼膦系阻垢缓蚀剂SK-107在合成氨系统中的应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

江苏新沂恒丰化肥集团合成氨系统设备的主要材质为碳钢、铝材。系统有局部漏氨，系统的阻垢缓蚀剂近年来一直使用腐殖酸钠和铜铝缓蚀剂，开始时使用效果很好，但2001年初系统出现了严重问题：水的浊度很大，外排管上的转弯处及水流速度慢的管道上水垢很厚，整个排管上菌藻黏泥滋生，严重影响了系统换热效果。针对这一问题，并考虑到系统漏氨，江苏省技术开发研究所水处理部研制开发了钼磷系复合水处理剂SK-107，在该厂应用至今取得明显的经济效益和社会效益。
1 补充水质、水量
合成氨系统补充水水质如表1所示。

补充水量在60～90m3/h范围内。根据表1水质数据并参照朗格利尔饱和指数初步判定补水属结垢型水，浓缩2倍后属严重结垢型水；当浓缩后除高氯离子会引起管道点蚀、换热器应力腐蚀外，还会发生垢下腐蚀。
2 实验部分
(1)配方主成分。钼酸盐、有机磷酸盐、高分子聚合物、苯并三唑。
(2)阻垢实验。合成氨系统的补充水加配方药剂质量浓度50mg/L为实验用水。空白仅为补充水。在50℃加入药剂，加热至80℃，恒温10h，在浓缩倍数为2.0的条件下分两组进行实验，第1组实验组分为：1000mL原水+50mg/L配方药剂；第2组实验组分为：1000mL原水+50mg/L配方药剂+0.5g/LNH3.H2O。实验结果如表2。
由表2可知，水中无氨时配方1#，3#，5#的阻垢性能较好；水中加氨时配方1#，3#，5#，6#的阻垢性能较好。
(3)缓蚀性能实验。选取配方1#，3#，5#，6#进行缓蚀实验，合成氨系统的补充水加配方药剂质量浓度50mg/L为实验用水，空白仅为补充水。在50℃下恒温运行72h，转速125r/min，碳钢挂片(每组3片)进行缓蚀性能试验，结果见表3。由表3可知，配方1#，3#，5#，6#的腐蚀率均符合GB50050—1995标准：腐蚀率≤0.125mm/a。通过阻垢、缓蚀实验，并考虑到系统水浓缩后主要表现为结垢，从而选定配方5#即SK-107为最佳配方，它的阻垢、缓蚀及抗氨性都很好。
3 实际应用
恒丰化肥厂合成氨系统利用小修时间对原使用腐殖酸钠药剂水系统进行大量的水置换，然后进行系统清洗和预膜，最后保持系统中的SK-107药剂质量浓度为50～80mg/L，并跟踪观察系统水质及设备现状，测定补水和循环水中的Ca2+和Cl-以判断SK-107水处理剂的缓蚀阻垢效果。
(1)水系统状况观察。水质逐渐澄清，热效果明显提高，外排管光洁无新腐蚀点产生，外排管上水淋均匀处无垢产生，少量水偶尔溅到处或流量小且流速不均匀处有极少量水垢产生。
(2)测定补充水中Ca2+和Cl-。测定结果和SK-107的阻垢率如表4所示。
从现场观察和表3、表4看出水处理剂SK-107的阻垢和缓蚀效果都非常理想。
4 经济效益
合成氨系统用腐殖酸钠时还用铜铝缓蚀剂，改用SK-107后已不用铜铝缓蚀剂，一年的药剂成本费节约5万多元；合成氨系统用腐殖酸钠时，除有老垢存在外，外排管上还粘附了一层厚厚的黏泥，看不到排管金属本色，据粗略测量水垢厚约0.2mm，加上黏泥附着物，致使冷却水系统的传热损失约为30%～50%，仅此一项，就可使合成氨系统的产品降低成本约10～20元/t，节约20万元/a；合成氨水系统改换药剂后浓缩倍数由原来的1.2～1.5提高到1.6～2.0，可节约用水约17万t/a，折合资金约为10万元；还可节约设备维修、更新费约5万元/a。