全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)的應(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)的應(yīng)用摘要：通過對全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720的性能評定，以及在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)實際應(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，作者在總結(jié)試驗和應(yīng)用的根底上，對其緩蝕阻垢機(jī)理進(jìn)展了初步的分析。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)消費的重要公用工程，良好的循環(huán)冷卻系統(tǒng)是企業(yè)消費裝置平安、穩(wěn)定、長周期、滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)的必要條件之一。進(jìn)步水處理技術(shù)程度，實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能，延長設(shè)備使用壽命和裝置運行周期是進(jìn)步企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益的一條重要途徑。然而我國煉油行業(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，我廠也屬此類煉油

2、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)場實際情況選用了全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720，從目前現(xiàn)場使用情況來看，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、石蠟成型及二火炬消費裝置供水，換熱器主要材質(zhì)為碳鋼，其系統(tǒng)的運行參數(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)二循實際情況選用了全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720，并對此進(jìn)展了性能試驗。表1二循系統(tǒng)運行參數(shù)工程單位二循循環(huán)水量3/h5200保有水量V32500溫差7.0蒸發(fā)損失量E3/h45.5風(fēng)吹損失D3/h5.0排污量B3/h17.86.4補(bǔ)水量3/h68.856.

3、9濃縮倍數(shù)K/35表2補(bǔ)充水分析數(shù)據(jù)序號工程單位補(bǔ)充水水質(zhì)1pH/8.172濁度FTU5.03總硬度(以a3計)g/L104.54總堿度(以a3計)g/L85.075可溶性二氧化硅g/L6.696K+g/L1.217Na+g/L11.98a2+(以a3計)g/L86.79lg/L16.5610S42g/L24.5711H3g/L77.071232-(以a3計)g/L8.0013電導(dǎo)率s/2352試驗部分(1)2.1旋轉(zhuǎn)掛片試驗(1)試片：20優(yōu)質(zhì)碳素鋼(2)試驗用水：濃縮倍數(shù)N1即新水(3)物理參數(shù)：旋轉(zhuǎn)速度：8085r/in；試驗溫度：501；試驗時間：72h試驗結(jié)果見表3試表3旋轉(zhuǎn)掛片驗結(jié)

4、果藥劑名稱藥劑濃度(g/L)腐蝕率(/a)試片外表狀況ZJ-720600.021試片光亮,無明顯腐蝕新水/1.985腐蝕嚴(yán)重試驗結(jié)果說明：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0.021/a，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于腐蝕率為0.07/a的試驗指標(biāo)，顯示出優(yōu)異的緩蝕和阻垢性能。2.2靜態(tài)阻垢試驗靜態(tài)阻垢試驗著重評價ZJ-720藥劑的阻垢性能，試驗方法按中國石油化工總公司冷卻水分析和試驗方法中的靜態(tài)阻垢評定試驗方法。(1)多孔恒溫水浴鍋，滿足801的要求(2)刻度燒杯：1000L(3)配制水水質(zhì)：用蒸餾水配制，配水水質(zhì)為a2+以a3計濃度280.

5、10g/L，H3-以a3計)堿度273.75g/L。(4)濃縮倍數(shù)：N1.5。表4靜態(tài)阻垢試驗結(jié)果藥劑名稱藥劑濃度(g/L)阻垢率%ZJ-7206092.12空白/試驗結(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。2.3動態(tài)模擬試驗試驗?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。試驗條件及結(jié)果試驗條件及結(jié)果見表5表5動態(tài)模擬試驗條件及結(jié)果藥劑名稱ZJ-720腐蝕速度0.029/a粘附速度4.32維持藥量60g/L掛片材質(zhì)碳鋼水質(zhì)現(xiàn)場水掛片時間360h濃縮倍數(shù)4.55.5

6、從動態(tài)模擬試驗可得到如下結(jié)果：(1)ZJ-720具有優(yōu)異的緩蝕性能，掛片外表清潔，無點蝕和銹蝕，試管腐蝕速度0.029/a，到達(dá)很好級別。國家標(biāo)準(zhǔn)：S500183：很好00.037/a，好0.0370.070/a，可以允許0.0700.093/a(2)ZJ-720阻垢性能強(qiáng)，在現(xiàn)場水條件，濃縮倍數(shù)4.55.5，其粘附速度4.32，到達(dá)很好級別。國家標(biāo)準(zhǔn)：很好010，好1020，可以允許2030。3消費使用效果煉油廠二循系統(tǒng)于2001年12月開場投用，不改變原消費工藝，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)運行。在正常運行中，循環(huán)水

7、清澈，水面下無明顯菌藻滋生，涼水塔布水孔無堵塞現(xiàn)象，散熱良好。同時，我們在循環(huán)水場進(jìn)展了監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)見表7。表6運行中系統(tǒng)水水質(zhì)指標(biāo)序號工程指標(biāo)1水溫8.02含油10g/L3D10g/L4a275g/La2+500g/L5濁度20FTU6pH8.09.07藥劑濃度5.56.58異養(yǎng)菌總數(shù)1.0105個/L9生物粘泥5L/310濃縮倍數(shù)3表72002年和2022年現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)時間腐蝕速率/a粘附速率2002年12月0.04918.542002年3月0.07510.442002年4月0.00610.302002年5月0.0306.322022年7月0.0164.572022年910月0.0141

8、4.662022年11月0.02312.46指標(biāo)腐蝕速率0.100/a;粘附速率20注：2002年6月2022年6月因監(jiān)測換熱器維修、系統(tǒng)清洗預(yù)膜和藥劑短期更換等原因沒有采到相應(yīng)的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，可得以下結(jié)論：ZJ-720緩蝕阻垢劑在我廠運用近一年來，各項運行指標(biāo)和監(jiān)測數(shù)據(jù)均到達(dá)并優(yōu)于國標(biāo)GBJ50-83、中石化總公司消費部有關(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)于國內(nèi)同類裝置同期檢修程度。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

9、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)到達(dá)阻垢的目的。碳酸鈣是結(jié)晶體，它的成長是按照嚴(yán)格順序，由帶正電荷的a2+與帶負(fù)電荷的32相撞才能彼此結(jié)合，并按一定的方向成長。在水中參加有機(jī)膦酸鹽和有機(jī)膦酸酯后，它們會吸附到碳酸鈣晶體的活性增長點上與a2+螯合，抑制晶格向一定的方向成長，因此使晶格歪曲而長不大，也就是說晶格被有機(jī)膦酸等外表去活劑的分子包圍而失去活性。這也是產(chǎn)生臨界效應(yīng)的機(jī)理，同樣，這種效應(yīng)也可以阻止其它晶體的沉淀。另外，部分吸附在晶格上的化合物，隨著晶體增長被卷入晶格中，使碳酸鈣晶格發(fā)生錯位，在垢層中形成一些空洞，分子與分子間互相作用減少，使硬垢變軟而易于消除，從而到達(dá)阻垢的目的。(2)全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720配方中起緩蝕作用的主要是Zn2+，當(dāng)腐蝕發(fā)生時，陰極區(qū)高pH值區(qū)域，Zn2+迅速沉積成膜到達(dá)緩蝕的目的。同時它與有機(jī)膦酸鹽、有機(jī)膦酸酯和磺酸共聚物之間存在“協(xié)同效應(yīng)。磺酸共聚物有中的穩(wěn)鋅才能，而有機(jī)膦酸鹽在金屬外表形成的沉積、吸附那么起到補(bǔ)膜的作用，因此形成配方優(yōu)良的緩蝕性能。全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ720配方中多元共