全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)-應(yīng)用

1、全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)-應(yīng)用摘要：通過對(duì)全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720的性能評(píng)定，以及在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況，闡述了ZJ720緩蝕阻垢劑具有優(yōu)異的阻垢和緩蝕性能。同時(shí)，作者在總結(jié)試驗(yàn)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)其緩蝕阻垢機(jī)理進(jìn)行了初步的分析。 關(guān)鍵詞：循環(huán)冷卻水 阻垢劑 高效緩蝕 工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是煉油企業(yè)生產(chǎn)的重要公用工程，良好的循環(huán)冷卻系統(tǒng)是企業(yè)生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期、滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件之一。提高水處理技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和裝置運(yùn)行周期是提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益的一條重要途徑。然而我國(guó)煉油行業(yè)的一些水系統(tǒng)目前使用的是較為傳統(tǒng)的配方和低效藥劑，我廠也屬

2、此類煉油系統(tǒng)。為了擺脫這一現(xiàn)狀，煉油廠供排水車間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選用了全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720，從目前現(xiàn)場(chǎng)使用情況來看，該藥劑緩蝕、阻垢效果顯著。1 循環(huán)水冷卻系統(tǒng)概況及補(bǔ)充水水質(zhì)狀況煉油廠二循系統(tǒng)負(fù)責(zé)向催化、鉑重整、加氫、芳烴抽提、石蠟成型及二火炬生產(chǎn)裝置供水，換熱器主要材質(zhì)為碳鋼，其系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)見表1，補(bǔ)充水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表2。煉油廠根據(jù)二循實(shí)際情況選用了全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720，并對(duì)此進(jìn)行了性能試驗(yàn)。表1 二循系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)項(xiàng)目單位二循循環(huán)水量m3/h5200保有水量Vm32500溫差蒸發(fā)損失量Em3/h風(fēng)吹損失Dm3/h排污量Bm3/h補(bǔ)水量Mm3/h濃縮倍數(shù)K/35表2

3、補(bǔ)充水分析數(shù)據(jù)序號(hào)項(xiàng)目單位補(bǔ)充水水質(zhì)1pH/2濁度FTU3總硬度(以CaCO3計(jì))mg/L4總堿度(以CaCO3計(jì))mg/L5可溶性二氧化硅mg/L6K+mg/L7Na+mg/L8Ca2+(以CaCO3計(jì))mg/L9Clmg/L10SO42mg/L11HCO3mg/L12CO32-(以CaCO3計(jì))mg/L13電導(dǎo)率s/cm2352 試驗(yàn)部分(1)(1) 試片：20優(yōu)質(zhì)碳素鋼(2) 試驗(yàn)用水：濃縮倍數(shù)N1（即新水）(3) 物理參數(shù)：旋轉(zhuǎn)速度：8085r/min；試驗(yàn)溫度：501；試驗(yàn)時(shí)間：72h試驗(yàn)結(jié)果見表3試表3 旋轉(zhuǎn)掛片驗(yàn)結(jié)果藥劑名稱藥劑濃度(mg/L)腐蝕率(mm/a)試片表面狀況ZJ-

4、72060試片光亮,無明顯腐蝕新水/腐蝕嚴(yán)重試驗(yàn)結(jié)果表明：在這種水質(zhì)條件下，如不加緩蝕阻垢劑處理，腐蝕及結(jié)垢嚴(yán)重，而加全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑 ZJ720處理，腐蝕率僅為0.021mm/a，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于腐蝕率為0.07mm/a的試驗(yàn)指標(biāo)，顯示出優(yōu)異的緩蝕和阻垢性能。 靜態(tài)阻垢試驗(yàn)著重評(píng)價(jià)ZJ-720藥劑的阻垢性能，試驗(yàn)方法按中國(guó)石油化工總公司冷卻水分析和試驗(yàn)方法中的靜態(tài)阻垢評(píng)定試驗(yàn)方法。(1) 多孔恒溫水浴鍋，滿足801的要求(2) 刻度燒杯：1000mL(3) 配制水水質(zhì)：用蒸餾水配制，配水水質(zhì)為Ca2+（以CaCO3計(jì)）濃度280.10mg/L，HCO3-（以CaCO3計(jì))堿度273.75mg/L

5、。2007-05-17(4) 濃縮倍數(shù)：N1.5。表4 靜態(tài)阻垢試驗(yàn)結(jié)果藥劑名稱藥劑濃度(mg/L)阻垢率%ZJ-72060空白/試驗(yàn)結(jié)果見表4。結(jié)果顯示：在易結(jié)垢的水質(zhì)情況下，全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ-720的阻垢率可高達(dá)92.12，說明ZJ-720具有優(yōu)異的阻垢效果。試驗(yàn)?zāi)康氖窃谟袀鳠崦鏃l件下，全面考察全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720的緩蝕阻垢性能。試驗(yàn)條件及結(jié)果試驗(yàn)條件及結(jié)果見表5表5 動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)條件及結(jié)果藥劑名稱ZJ-720維持藥量60mg/L掛片材質(zhì)碳 鋼水質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)水掛片時(shí)間360h濃縮倍數(shù)從動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)可得到如下結(jié)果：(1) ZJ-720具有優(yōu)異的緩蝕性能，掛片表面清潔，無點(diǎn)蝕和銹蝕

6、，試管腐蝕速度0.029mm/a，達(dá)到很好級(jí)別。（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：S500183：很好 00.037mm/a，好0.0370.070mm/a，可以允許0.0700.093mm/a）(2) ZJ-720阻垢性能強(qiáng)，在現(xiàn)場(chǎng)水條件，濃縮倍數(shù)4.55.5，其粘附速度4.32mcm，達(dá)到很好級(jí)別。（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：很好010mcm，好1020mcm，可以允許2030mcm。）3 生產(chǎn)使用效果煉油廠二循系統(tǒng)于2001年12月開始投用，不改變?cè)a(chǎn)工藝，不增加新材料，用全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ-720替代原有配方。循環(huán)水質(zhì)數(shù)據(jù)始終保持在表6中的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)運(yùn)行。在正常運(yùn)行中，循環(huán)水清澈，水面下無明顯菌藻滋生，涼水塔布水孔

7、無堵塞現(xiàn)象，散熱良好。同時(shí)，我們?cè)谘h(huán)水場(chǎng)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表7。表6 運(yùn)行中系統(tǒng)水水質(zhì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)1水溫8.02含油10mg/L3COD10mg/L4Ca275mg/LCa2+500mg/L5濁度20FTU6pH7藥劑濃度8異養(yǎng)菌總數(shù)1.0105個(gè)/mL9生物粘泥5mL/m310濃縮倍數(shù)3表7 2002年和2003年現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)間腐蝕速率mm/a粘附速率mcm2002年12月2002年3月2002年4月2002年5月2003年7月2003年910月2003年11月指標(biāo)腐蝕速率0.100mm/a; 粘附速率20mcm注：2002年6月2003年6月因監(jiān)測(cè)換熱器維修、系統(tǒng)清洗預(yù)膜和藥劑

8、短期更換等原因沒有采到相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可得以下結(jié)論： ZJ-720緩蝕阻垢劑在我廠運(yùn)用近一年來，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均達(dá)到并優(yōu)于國(guó)標(biāo)GBJ50-83、中石化總公司生產(chǎn)部有關(guān)規(guī)定的要求。2002年8月份大修期間，設(shè)備鑒定檢查，水相管束及封頭均無明顯的銹蝕、污垢發(fā)生，檢查的水冷器狀況明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類裝置同期檢修水平。 ZJ-720緩蝕阻垢劑在較惡劣條件下仍具有較好的緩蝕阻垢性能，使用這種藥劑處理后的水所形成的污垢極其疏松，這樣既不影響傳熱，而且便于清洗。4 機(jī)理分析全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720配方中起阻垢作用的主要是有機(jī)膦酸鹽和有機(jī)膦酸酯，它們通過晶格畸變、螯合作用、分散作用和低劑量效應(yīng)達(dá)到阻垢的目的。碳酸鈣是結(jié)晶體，它的成長(zhǎng)是按照嚴(yán)格順序，由帶正電荷的Ca2+與帶負(fù)電荷的CO32相撞才能彼此結(jié)合，并按一定的方向成長(zhǎng)。在水中加入有機(jī)膦酸鹽和有機(jī)膦酸酯后，它們會(huì)吸附到碳酸鈣晶體的活性增長(zhǎng)點(diǎn)上與Ca2+螯合，抑制晶格向一定的方向成長(zhǎng)，因此使 晶格歪曲而長(zhǎng)不大，也就是說晶格被有機(jī)膦酸等表面去活劑的分子包