石化技術(shù),2004,11(4):18研究·開發(fā)PETROCHEMICAL INDUSTRY TECHNOLOGY循環(huán)水腐蝕影響因素的研究胡艷華酈和生(中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司研究院,北京,102500)摘要:采用旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)對(duì)影響腐蝕的因素進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)方法、水質(zhì)、循環(huán)水溫度轉(zhuǎn)速pH值鐵離子濃度、細(xì)菌個(gè)數(shù)等因素,對(duì)緩蝕劑的緩蝕效果有影響;冷態(tài)實(shí)驗(yàn)方法比熱態(tài)實(shí)驗(yàn)方法腐蝕速率低,且受循環(huán)水溫度影響較小,熱態(tài)實(shí)驗(yàn)方法隨循環(huán)水溫度的升高,腐蝕速率加大;循環(huán)水中鈣加堿的濃度或pH值提高時(shí),腐蝕速率下降,鐵離子濃度升高或細(xì)菌個(gè)數(shù)增加時(shí)腐蝕速率升高關(guān)鍵詞;循環(huán)水腐蝕影響因素水質(zhì)工業(yè)循環(huán)水是石油化工生產(chǎn)的命脈,循環(huán)水時(shí),開啟升溫按扭,升溫至45℃,恒溫72h,每4h腐蝕、結(jié)垢和粘泥是冷換設(shè)備損壞和效率降低的加1次去離子水根據(jù)實(shí)驗(yàn)前后掛片質(zhì)量變化,可主要原因。解決腐蝕問題最有效的方法就是向循得到該條件下的平均腐蝕速率環(huán)水中投加緩蝕劑,但是由于現(xiàn)場(chǎng)工藝條件不同,14.2熱態(tài)方法如每臺(tái)換熱器出口與入口溫差不同,水流速度不與冷態(tài)方法基本相同,只是旋轉(zhuǎn)掛片實(shí)驗(yàn)儀同,導(dǎo)致同一個(gè)配方有的腐蝕,有的結(jié)垢。本研究?jī)?nèi)燒杯水溫升為實(shí)驗(yàn)所需溫度后,再將掛片放人采用旋轉(zhuǎn)掛片失重法,對(duì)影響腐蝕的因素進(jìn)行了燒杯內(nèi)計(jì)時(shí)討,為解決現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)水腐蝕問題,提供了可靠的1.5實(shí)驗(yàn)用水驗(yàn)依據(jù)。因穩(wěn)定指數(shù) Ryznar(RSI在5.0-60時(shí),水傾向于輕度結(jié)垢,RSI在70-7.5時(shí),水傾向于輕微1實(shí)驗(yàn)部分腐蝕,RSI在7590時(shí),水傾向于嚴(yán)重腐蝕。由表1,1實(shí)驗(yàn)材料1可知,地下水傾向于結(jié)垢,地表水傾向于腐蝕。旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)儀,江蘇省高郵市儀器廠研制;試片,20碳鋼(Ⅰ型)。2結(jié)果與討論1.2實(shí)驗(yàn)藥劑21實(shí)驗(yàn)方法對(duì)腐蝕的影響羥基亞乙基二磷酸(HEDP)、2-膦?；⊥閷?shí)驗(yàn)采用冷態(tài)、熱態(tài)2種實(shí)驗(yàn)方法。由表2可1,2,4-三羧酸( PBTCA)、丙烯酸丙烯酸酯2-甲看出,地下水1、2和地表水2冷、熱態(tài)實(shí)驗(yàn)腐蝕速基-2-丙烯酰胺基丙烷磺酸(AMPS)共聚物,均為率相差很小,而地表水l則表現(xiàn)為熱態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)的市售產(chǎn)品;七水硫酸鋅、三氯化鐵、硫酸亞鐵、硫腐蝕速率大于冷態(tài)實(shí)驗(yàn)的。原因是地下水1、2傾酸、硫酸肼、六次甲基四胺,均為分析純。向于輕度結(jié)垢,溫度高時(shí),水質(zhì)的結(jié)垢傾向增大。13實(shí)驗(yàn)配方地表水2傾向于輕微腐蝕,熱態(tài)時(shí)由于Zn2的作Zn2+HEDP+ PBTCA+含AMPS的磺酸鹽用加快,從而減輕由于溫度升高而引起的腐蝕傾共聚物。14實(shí)驗(yàn)方法收稿日期:200405-12。修改稿收到日期:2004-10-18。14.1冷態(tài)方法作者簡(jiǎn)介:胡艷華,女,助理工程師。1991年畢業(yè)于北京將掛片放入存有實(shí)驗(yàn)藥劑和用水的2000燕山石油化工學(xué)校,現(xiàn)從事水處理研究方面的工作。聯(lián)系mL的燒杯中,并將燒杯放入旋轉(zhuǎn)掛片實(shí)驗(yàn)儀中計(jì)電話:01069344628。胡艷華等.循環(huán)水腐蝕影響因素的研究表1實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)指標(biāo)硬度總鐵地下水1地下水22717135.138690016地表水112868.48地表水21596738注:堿度、C2、硬度均以CaCO3計(jì);RS為穩(wěn)定指數(shù) ryznar值。向。而地表水1水質(zhì)傾向?yàn)閲?yán)重腐蝕熱態(tài)時(shí)溫度能使更多的溶解氧擴(kuò)散到腐蝕金屬表面的陰極的影響因素占主導(dǎo)因素,水中物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)增區(qū)。過電位的降低,可以使氧或氫離子的陰極還原大,而過電位和溶液的粘度減小;擴(kuò)散系數(shù)增大,過程和金屬的陽極溶解過程加速表2冷態(tài)、熱態(tài)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)腐蝕的影響地下水1地下水2地表水1地表水2實(shí)驗(yàn)方法配方空白配方空白配方空白配方空白冷態(tài)腐蝕速率004004130.0080.13500200.8910.0130.816熱態(tài)腐蝕速率00440.5230.0140.2980.86910340.0370.948實(shí)驗(yàn)條件:轉(zhuǎn)速75rmin,溫度45℃以下同)22水質(zhì)影響樣。實(shí)驗(yàn)選用5個(gè)溫度,即室溫(22.7℃),35℃,實(shí)驗(yàn)采用鈣+堿的濃度較低的地表水,通過增40℃,45℃,50℃水質(zhì)選用地表水1和地下水1。加鈣、堿的方法,研究不同濃度的鈣+堿水腐蝕的由表3可知,溫度對(duì)含配方的地表水1冷態(tài)時(shí)的影響。由圖1看出,在鈣+堿濃度為160mg/L時(shí),影響小,空白冷態(tài)、熱態(tài)和配方熱態(tài)都隨著溫度的試片腐蝕速率為0825mm/a,但鈣+堿濃度增加到升高腐蝕速率加大。900mg時(shí),試片腐蝕速率減小到0.023mm/a,腐表3溫度對(duì)地表水1腐蝕的影響mm/a蝕速率減少了30倍。腐蝕速率溫度/C配方冷態(tài)空白冷態(tài)配方熱態(tài)空白熱態(tài)055500160.620空自.054由表4可知,溫度對(duì)地下水1冷態(tài)時(shí)的配方和空白影響很小,這可能是由于地下水的鈣堿濃度大,隨著溫度的升高,地下水的結(jié)垢傾向增大鈣+堿濃度mgL表4溫度對(duì)地下水1腐蝕的影響mma圖1水質(zhì)對(duì)腐蝕的影響腐蝕速率導(dǎo)致這種現(xiàn)象的主要原因是緩蝕劑在較低濃溫度咒配方冷態(tài)空白冷態(tài)度的鈣+堿水中,阻垢分散能力遠(yuǎn)大于沉積能力0.309使藥劑難以在金屬表面上形成完整的沉積保護(hù)0369膜,藥劑的緩蝕效果差。但隨水中鈣堿濃度的增0.3430.542加,沉積趨勢(shì)增強(qiáng),使緩蝕劑在水中的沉積能力和0011阻垢分散能力逐步達(dá)到平衡,從而使緩蝕劑的緩蝕效果隨水中鈣堿濃度的增加而增加。24轉(zhuǎn)速的影響23溫度影響由表5可知對(duì)含配方水質(zhì),靜止時(shí)腐蝕速率現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)水在換熱器人口與出口溫差不同,大,當(dāng)轉(zhuǎn)起來時(shí)腐蝕速率小,但轉(zhuǎn)速增加,腐蝕速在檢修時(shí)經(jīng)?？梢钥吹酵粨Q熱器腐蝕情況不一率變化不明顯。這是因?yàn)閷?duì)配方水來說旋轉(zhuǎn)可使石化技術(shù)2004年第11卷第4期a2和藥劑在掛片表面保持一定濃度,避免由于沉來說,旋轉(zhuǎn)時(shí)腐蝕速率比靜止時(shí)腐蝕速率高,這是積膜的產(chǎn)生而導(dǎo)致Ca2和藥劑局部濃度降低,從由于旋轉(zhuǎn)時(shí)掛片表面的Fe2可以充分?jǐn)U散到液體而表現(xiàn)出旋轉(zhuǎn)時(shí)比靜止時(shí)腐蝕速率小。對(duì)空白水中,促進(jìn)掛片鐵的氧化。表5轉(zhuǎn)速對(duì)腐蝕的影響地下水2腐蝕速率水2腐蝕速率轉(zhuǎn)速熱態(tài)熱態(tài)(rmin)白配方空白配方空白配方靜止02091580.2170.1990.030750.13500140.2980.8370.1340.367001341925pH的影響水中;水處理藥劑的阻垢效果不好,系統(tǒng)水中有為了節(jié)水和節(jié)約藥劑,降低處理費(fèi)用,采用提CaCO3晶體;細(xì)菌控制效果不理想,和水中懸浮物高循環(huán)水濃縮倍數(shù)的辦法,對(duì)高硬、高堿水質(zhì)加入一起,形成菌膠團(tuán)。HSO4,降低循環(huán)水的堿度,進(jìn)而防止系統(tǒng)結(jié)垢;同實(shí)驗(yàn)選用硫酸肼和六次甲基四胺配制成不同時(shí),增加配方中的緩蝕劑和分散劑的用量,解決腐濁度進(jìn)行測(cè)試。由圖2可知,濁度對(duì)配方水的腐蝕蝕問題。影響不大,而對(duì)空白水的影響則隨濁度的增加腐從表6可知,pH對(duì)地下水1的配方和空白的蝕速率增大。但實(shí)際循環(huán)水運(yùn)行時(shí)情況要復(fù)雜的影響不大,但對(duì)地表水1配方來說隨著pH的升多,對(duì)腐蝕的影響還有待研究高,腐蝕速率下降較明顯。這是因?yàn)殡S著水中pH值的增加,水中氫離子的濃度降低,金屬腐蝕過程中氫離子去極化的陰極反應(yīng)受到抑制,碳鋼表面生成氧化性保護(hù)膜的傾向增大,腐蝕速率下降國。表6pH對(duì)腐蝕的影響地下水1腐蝕速率腐蝕速白配方空白濁度/mgL)00560.709圖2濁度對(duì)腐蝕的影響002027鐵離子的影響0.1循環(huán)水中常常因腐蝕控制不好,或是補(bǔ)水中9.000300.571李有鐵,使循環(huán)水中鐵離子濃度增加。由表7看帶2.6濁度的影響出,Fe和Fe3對(duì)腐蝕影響不明顯。因此,只要循環(huán)水的濁度有時(shí)很高,這主要是由于原水配方的緩蝕性能較好,水中的總鐵濃度可以大于處理效果不好,補(bǔ)充水濁度很高;物料泄漏到循環(huán)0.5mg/L。表7鐵離子對(duì)腐蝕的影響Fe濃度/(mg“L)Fe→濃度/(mg“L)配方腐蝕速率0000013001100270050005001000160019022空白腐蝕速率09710850098009681013089109850995注:地表水2冷態(tài)實(shí)驗(yàn)28細(xì)菌的影響率增加,細(xì)菌個(gè)數(shù)每毫升小于10個(gè),腐蝕速率變細(xì)菌在循環(huán)水系統(tǒng)中危害主要是產(chǎn)生粘泥,化不明顯;細(xì)菌個(gè)數(shù)達(dá)到每毫升10-10個(gè)時(shí),對(duì)造成換熱器的腐蝕,從而降低換熱器的使用壽命。腐蝕的影響較大。這是因?yàn)榧?xì)菌在生長(zhǎng)繁殖的代由表8、表9可知,隨著細(xì)菌數(shù)量的增加,腐蝕速謝過程中要利用金屬腐蝕時(shí)在陰極上產(chǎn)生的氫,胡艷華等,循環(huán)水腐蝕影響因素的研究使陰極產(chǎn)生去極化作用,從而加速了金屬的腐蝕。表9細(xì)菌數(shù)量對(duì)地表水2的影響mm/a因此,循環(huán)水中的細(xì)菌數(shù)要每毫升小于10個(gè)。細(xì)菌數(shù)/10配方腐蝕速率細(xì)菌數(shù)/0空白離蝕速率表8細(xì)菌數(shù)量對(duì)地下水1的影響mma細(xì)菌數(shù)0°配方腐蝕速率細(xì)菌數(shù)0°空白腐蝕速率030.0100.30001750.3582.44)對(duì)含配方水質(zhì)隨轉(zhuǎn)速的加大,腐蝕速率減0.445小,但不明顯。對(duì)空白來說,隨轉(zhuǎn)速的加大,腐蝕速率加大注:冷態(tài)實(shí)驗(yàn)(下同)。5)隨pH升高,腐蝕速率降低;6)隨著細(xì)菌個(gè)數(shù)的增加,腐蝕速率加大,每毫3結(jié)論升達(dá)到10個(gè)時(shí),對(duì)腐蝕影響較大1)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)方法比熱態(tài)實(shí)驗(yàn)方法腐蝕速率低,對(duì)于嚴(yán)重腐蝕性水質(zhì)更明顯;參考文獻(xiàn)2)鈣+堿的濃度對(duì)腐蝕的影響較大,隨著鈣+1周本省工業(yè)冷卻水系統(tǒng)中金屬的腐蝕與防護(hù)北京:化學(xué)工堿濃度的增加,腐蝕速率降低;業(yè)出版社,1993483)溫度對(duì)嚴(yán)重腐蝕性水質(zhì)熱態(tài)實(shí)驗(yàn)影響較2李本高工業(yè)水處理200020494大,隨著溫度的升高,腐蝕速率加大,溫度對(duì)冷態(tài)3周本省工業(yè)水處理技術(shù)北京:化學(xué)出版社200101實(shí)驗(yàn)影響不大;編:向Study on Affecting Factors for Circulating Water Corrosion(Research Institute of Beiing Yanshan Petrochemical Co, Ltd, SINOPEC, Beying, 102500Affecting factors for circulating water corrosion were studied using the rotary test coupon. The experimentalresults show that many factors have influence on the performance of corrosion inhibitor, such as experimentalmethods, water quality, circulating water temperature, rotating speed, pH value, Fe*ion concentration andbacillus quantity. Comparing with hot-condition experiment, the corrosion rate of cold-condition test is lower,and isn't affected by temperature of circulating water obviously. The corrosion rate of hot-condition testincreases with increasing of circulating water temperature. The results also indicate that corrosion rate decreaseswith increasing of pH or Ca* and OH- concentration, and increases with increasing of Fe"ion concentrationor bacillus quantity.Key words: circulating water, corrosion, affecting factor, water quality我國乙烯回收技術(shù)獲突破日前,由中國石油化工股份有限公司與美國ABB魯姆斯公司在天津石化乙烯廠合作興建的新乙烯回收技術(shù)擴(kuò)大中試裝置,成功產(chǎn)出純度為993%的1-己烯產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了我國在乙烯回收技術(shù)上的重大突破。(燕豐)