第19卷第2期全面腐蝕控制Vol.19 No.22005年4月TOTAL CORROSION CONTROLApr.2005全有機高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)的應用呂慧(中國石油股份有限公司獨山子石化分公司研究院，新疆克拉瑪依833600)摘要:通過對全有機高效緩蝕阻垢劑乙J - 720的性能評定，以及在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)實際應用情況，闡述了ZJ- 720緩蝕阻垢劑具有優(yōu)異的阻垢和緩蝕性能。同時，在總結試驗和應用的基礎上，對其緩蝕阻垢機理進行了初步的分析。關鍵詞:循環(huán)水全有機配方阻垢緩蝕機理Application of All-organic Formulation Corrosion and Scale Inhibitor in theCirculation Water System of RefineryLv Hui(Research Institute of Dushanzi Petrochemical Company,Klamy 833600 )Abstract:The ll-organic formulation corrosion and scale inhibitor of ZJ - - 720 has been evaluated and applied in the efinery.The results indicates that ZJ-720 corrosion and scale inhibitor has excellent efficiency in the corrosion and scale inhibitor.And itsmechanism has been discussed.Key words: circulation water ; all- organic formulation; scale; corrosion ; mechanism工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是煉油企業(yè)生產(chǎn)的重要公用表1二循系統(tǒng)運行參數(shù)項目單位二循工程，良好的循環(huán)冷卻系統(tǒng)是企業(yè)生產(chǎn)裝置安全、穩(wěn)循環(huán)水量m'/h5200定、長周期、滿負荷運轉的必要條件之一-。提高水處保有水量Vm2500理技術水平，實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能，延長設備使用壽命和溫差7.0蒸發(fā)損失量Em/h45.5裝置運行周期是提高企業(yè)整體經(jīng)濟效益的一條重要途風吹損失D5.0徑。然而我國煉油行業(yè)的一些水系統(tǒng)目前使用的是較排污量B17.8~6.4 .為傳統(tǒng)的配方和低效藥劑，我廠也屬此類煉油系統(tǒng)。補水量M68.8~56.9為了擺脫這-現(xiàn)狀， 煉油廠供排水車間根據(jù)現(xiàn)場實際濃縮倍數(shù)K了~5情況選用了全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ - 720, 從目前表補充水分析數(shù)據(jù)現(xiàn)場使用情況來看，該藥劑緩蝕、阻垢效果顯著。序號單位I補充水水質pH/.171循環(huán)水冷卻系統(tǒng)概況及補充水水質狀濁度FTU<5.0總硬度(以CaCO3計)] mg/L104.5總堿度(以 CaCO3計)| mg/L35.07煉油廠二循系統(tǒng)負責向II催化、鉑重整、加氫、可溶性二氧化硅mg/L6.69芳烴抽提、石蠟成型及二火炬生產(chǎn)裝置供水,換熱器1.21Na+11.9主要材質為碳鋼，其系統(tǒng)的運行參數(shù)見表1,補充水Ca2+_ (以CaCO3計)[ mg/L86.7水質分析數(shù)據(jù)見表2。煉油廠根據(jù)二循實際情況選用CI16.56了全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ - 720,并對此進行了性302-| mg/L24.5HCO3「 mg/L77.07能試驗。中國煤化工L8.00YHCNMHG235作者:呂慧工程師， 1996年畢業(yè)于西安石油學院化學工程系，現(xiàn)從事水處理技術研究工作。一46-全面腐蝕控制呂慧全有機高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)的應用2005年第19卷第2期2試驗部分1結果顯示:在易結垢的水質情況下，全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ-720的阻垢率可高達92.12%,說明2.1旋轉掛片試驗ZJ-720具有優(yōu)異的阻垢效果。2.1.1試驗條件2.3動態(tài)模擬試驗(1)試片: 20 #優(yōu)質碳素鋼試驗目的是在有傳熱面條件下，全面考察全有(2)試驗用水:濃縮倍數(shù)N=1(即新水)機高效緩蝕阻垢劑乙J - 720的緩蝕阻垢性能。(3)物理參數(shù):試驗條件及結果見表5。旋轉速度: 80- 85轉1分;試驗溫度: 50士1C;試驗時間: 72小時5動態(tài)模擬試驗條件及結果2.1.2試驗結果藥劑名稱ZJ- 720試驗結果見表3。維持藥量60x 10掛片材質碳鋼腐蝕速度0.029mm/a表3旋轉掛片試驗結果水質現(xiàn)場水粘附速度4. 32mcm藥劑名稱|藥劑濃度腐蝕率試片表面狀況掛片時間360小時(mg/L)(mn/a)濃縮倍數(shù)| 4.5~5.5ZJ-720600.021試片 光亮,無明顯腐蝕從動態(tài)模擬試驗可得到如下結果:所水1. 985腐蝕嚴重(1) ZJ - 720具有優(yōu)異的緩蝕性能,掛片表面清試驗結果表明:在這種水質條件下，如不加緩蝕潔，無點蝕和銹蝕，試管腐蝕速度0.029mm/a,達到很好級別。(國家標準: S5001 - 83:很好: 0~阻垢劑處理,腐蝕及結垢嚴重,而加全有機高效緩蝕0.037mm/a，好: 0.037~ 0.070mm/a，可以允許:阻垢劑ZJ - 720處理，腐蝕率僅為0.021mm/a,遠遠0.070~ 0.093mm/a)小于腐蝕率為0.07mm/a的試驗指標，顯示出優(yōu)異的(2) ZJ - 720阻垢性能強，在現(xiàn)場水條件,濃縮緩蝕和阻垢性能。倍數(shù)4.5~ 5.5,其粘附速度4.32mcm,達到很好級別。2.2靜態(tài)阻垢試驗(國家標準:很好: 0~ 10mcm，好: 10~ 20mcm,可以靜態(tài)阻垢試驗著重評價ZJ-720藥劑的阻垢性能，允許: 20~ 30mcm。)試驗方法按中國石油化工總公司冷卻水分析和試驗方3生產(chǎn)使用效果法中的靜態(tài)阻垢評定試驗方法。煉油廠二循系統(tǒng)于200年12月開始投用，不改2.2.1試驗條件變原生產(chǎn)工藝，不增加新材料，用全有機高效緩蝕阻(1)多孔恒溫水浴鍋，滿足80土1C的要求垢劑ZJ - 720替代原有配方。循環(huán)水質數(shù)據(jù)始終保(2)刻度燒杯: 1000mL持在表6中的數(shù)據(jù)范圍內運行。(3)配制水水質:用蒸餾水配制，配水水質為表6運行中系統(tǒng)水水質指標Ca2+(以CaCO3計)濃度280.10m/L,HCO3(以CaCO3序號項目指標計)堿度273.75mg/L。水溫≤28.0C(4)濃縮倍數(shù):N=1.52含油≤10mg/L2.2.2試驗結果CODCa2+75mg/L≤Ca2+≤500mg/L試驗結果見表4。濁度≤20FTU .表4靜態(tài)阻垢試驗結果pH值8.0~9.0藥劑名稱藥劑濃度(mg/L)| 阻垢率 (%)中國煤化工~6.5F105個7毫升692.12AHCNMHG王物鉆北s 5mL/m空白1濃縮倍數(shù)≥3-47-全面腐蝕控制呂慧全有機高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)的應用2005年第19卷第2期在正常運行中,循環(huán)水清澈,水面下無明顯菌藻彼此結合，并按一-定的方向成長。在水中加入有機膦滋生，涼水塔布水孔無堵塞現(xiàn)象，散熱良好。同時,酸鹽和有機膦酸酯后,它們會吸附到碳酸鈣晶體的活我們在循環(huán)水場進行了監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)見表7。性增長點上與Ca+螯合，抑制晶格向一定的方向成表72002年和2003年現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)長，因此使晶格歪曲而長不大，也就是說晶格被有機時間腐蝕速率mm/a|粘附速率mcm膦酸等表面去活劑的分子包圍而失去活性。這也是產(chǎn)2002年1~2月0.04918.54.生臨界效應的機理，同樣,這種效應也可以阻止其它2002年3月0.07510.44晶體的沉淀。另外，部分吸附在晶格上的化合物隨2002年4月0. 00610.30著晶體增長被卷入晶格中，使碳酸鈣晶格發(fā)生錯位，2002年5月0.0306.32在垢層中形成一-些空洞， 分子與分子間相互作用減2003年7月0.0164.57.少,使硬垢變軟而易于消除,從而達到阻垢的目的121。2003年9~10月0.01414.66 .全有機高效緩蝕阻垢劑乙J - 720配方中起緩蝕2003年11月0.02312.46作用的主要是Zn2*,當腐蝕發(fā)生時，陰極區(qū)高pH值指標腐蝕速率≤0100mm/a;粘附速率< 20nmcm區(qū)域,Zn2*迅速沉積成膜達到緩蝕的目的。同時它與注: 2002年6月~ 2003年6月因監(jiān)測換熱器維有機膦酸鹽、有機膦酸酯和磺酸共聚物之間存在“協(xié)修、系統(tǒng)清洗預膜和藥劑短期更換等原因沒有采到相同效應”?；撬峁簿畚镉蟹€(wěn)鋅能力,而有機膦酸鹽在金屬表面形成的沉積、吸附則起到補膜的作用,因此應的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)。形成配方優(yōu)良的緩蝕性能。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，可得以下結論:全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ - 720配方中多元共(1) ZJ - 720緩蝕阻垢劑在我廠運用近- -年來,聚物為丙烯酸/磺酸鹽共聚物具有獨特性能，能與各各項運行指標和監(jiān)測數(shù)據(jù)均達到并優(yōu)于國標GBJ5O- 83.中石化總公司生產(chǎn)部有關規(guī)定的要求。2002年組份協(xié)同作用，提高配方的緩蝕、阻垢性能。它具有8月份大修期間，設備鑒定檢查,水相管束及封頭均以下幾大特點: (1)非常高的“鈣容忍度”，(2)對無明顯的銹蝕、污垢發(fā)生,檢查的水冷器狀況明顯優(yōu)磷酸鈣垢有較好的抑制作用，(3)良好的抗粘泥能于國內同類裝置同期檢修水平。力; (4) 對腐蝕產(chǎn)物氧化鐵具有好的分散能力: (5)(2) ZJ - 720緩蝕阻垢劑在較惡劣條件下仍具有很強的穩(wěn)鋅能力，使堿性介質中Zn2 +濃度大大提高，較好的緩蝕阻垢性能,使用這種藥劑處理后的水所形成增強了配方的緩蝕性能。的污垢極其疏松，這樣既不影響傳熱，而且便于清洗。4機理分析參考文獻:全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ - 720配方中起阻垢[1中國石油化工總公司生產(chǎn)部和發(fā)展部編寫組.冷卻水分析和試作用的主要是有機膦酸鹽和有機膦酸酯,它們通過晶驗方法(M).北京:中國石油化工總公同生產(chǎn)部和發(fā)展部.1993,371-441格畸變.螯合作用、分散作用和低劑量效應達到阻垢[2]周本省工業(yè)水處理技術(M1.北京:化學工業(yè)出版社,2002, 72的目的。碳酸鈣是結晶體，它的成長是按照嚴格順序，由帶正電荷的Ca2+與帶負電荷的CO32相撞才能中國煤化工MYHCNMH G-48-