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(jī)高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用呂慧(中國(guó)石油股份有限公司獨(dú)山子石化分公司研究院，新疆克拉瑪依833600)摘要:通過(guò)對(duì)全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑乙J - 720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ZJ- 720緩蝕阻垢劑具有優(yōu)異的阻垢和緩蝕性能。同時(shí)，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)水全有機(jī)配方阻垢緩蝕機(jī)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(yùn)行參數(shù)項(xiàng)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(zhǎng)周期、滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件之一-。提高水處保有水量Vm2500理技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命和溫差7.0蒸發(fā)損失量Em/h45.5裝置運(yùn)行周期是提高企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益的一條重要途風(fēng)吹損失D5.0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(bǔ)水量M68.8~56.9為了擺脫這-現(xiàn)狀， 煉油廠供排水車(chē)間根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際濃縮倍數(shù)K了~5情況選用了全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ - 720, 從目前表補(bǔ)充水分析數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況來(lái)看，該藥劑緩蝕、阻垢效果顯著。序號(hào)單位I補(bǔ)充水水質(zhì)pH/.171循環(huán)水冷卻系統(tǒng)概況及補(bǔ)充水水質(zhì)狀濁度FTU<5.0總硬度(以CaCO3計(jì))] mg/L104.5總堿度(以 CaCO3計(jì))| mg/L35.07煉油廠二循系統(tǒng)負(fù)責(zé)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(zhì)為碳鋼，其系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1,補(bǔ)充水Ca2+_ (以CaCO3計(jì))[ mg/L86.7水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。煉油廠根據(jù)二循實(shí)際情況選用CI16.56了全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ - 720,并對(duì)此進(jìn)行了性302-| mg/L24.5HCO3「 mg/L77.07能試驗(yàn)。中國(guó)煤化工L8.00YHCNMHG235作者:呂慧工程師， 1996年畢業(yè)于西安石油學(xué)院化學(xué)工程系，現(xiàn)從事水處理技術(shù)研究工作。一46-全面腐蝕控制呂慧全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用2005年第19卷第2期2試驗(yàn)部分1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(shuō)明2.1旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)ZJ-720具有優(yōu)異的阻垢效果。2.1.1試驗(yàn)條件2.3動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)(1)試片: 20 #優(yōu)質(zhì)碳素鋼試驗(yàn)?zāi)康氖窃谟袀鳠崦鏃l件下，全面考察全有(2)試驗(yàn)用水:濃縮倍數(shù)N=1(即新水)機(jī)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(yàn)條件及結(jié)果見(jiàn)表5。旋轉(zhuǎn)速度: 80- 85轉(zhuǎn)1分;試驗(yàn)溫度: 50士1C;試驗(yàn)時(shí)間: 72小時(shí)5動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)條件及結(jié)果2.1.2試驗(yàn)結(jié)果藥劑名稱ZJ- 720試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。維持藥量60x 10掛片材質(zhì)碳鋼腐蝕速度0.029mm/a表3旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)結(jié)果水質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)間360小時(shí)(mg/L)(mn/a)濃縮倍數(shù)| 4.5~5.5ZJ-720600.021試片 光亮,無(wú)明顯腐蝕從動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)可得到如下結(jié)果:所水1. 985腐蝕嚴(yán)重(1) ZJ - 720具有優(yōu)異的緩蝕性能,掛片表面清試驗(yàn)結(jié)果表明:在這種水質(zhì)條件下，如不加緩蝕潔，無(wú)點(diǎn)蝕和銹蝕，試管腐蝕速度0.029mm/a,達(dá)到很好級(jí)別。(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn): S5001 - 83:很好: 0~阻垢劑處理,腐蝕及結(jié)垢嚴(yán)重,而加全有機(jī)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(yuǎn)遠(yuǎn)0.070~ 0.093mm/a)小于腐蝕率為0.07mm/a的試驗(yàn)指標(biāo)，顯示出優(yōu)異的(2) ZJ - 720阻垢性能強(qiáng)，在現(xiàn)場(chǎng)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(dá)到很好級(jí)別。2.2靜態(tài)阻垢試驗(yàn)(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):很好: 0~ 10mcm，好: 10~ 20mcm,可以靜態(tài)阻垢試驗(yàn)著重評(píng)價(jià)ZJ-720藥劑的阻垢性能，允許: 20~ 30mcm。)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3生產(chǎn)使用效果法中的靜態(tài)阻垢評(píng)定試驗(yàn)方法。煉油廠二循系統(tǒng)于200年12月開(kāi)始投用，不改2.2.1試驗(yàn)條件變?cè)a(chǎn)工藝，不增加新材料，用全有機(jī)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(zhì)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(nèi)運(yùn)行。(3)配制水水質(zhì):用蒸餾水配制，配水水質(zhì)為表6運(yùn)行中系統(tǒng)水水質(zhì)指標(biāo)Ca2+(以CaCO3計(jì))濃度280.10m/L,HCO3(以CaCO3序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)計(jì))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(yàn)結(jié)果CODCa2+75mg/L≤Ca2+≤500mg/L試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。濁度≤20FTU .表4靜態(tài)阻垢試驗(yàn)結(jié)果pH值8.0~9.0藥劑名稱藥劑濃度(mg/L)| 阻垢率 (%)中國(guó)煤化工~6.5F105個(gè)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(jī)高效緩蝕阻垢劑在煉油廠循環(huán)水系統(tǒng)的應(yīng)用2005年第19卷第2期在正常運(yùn)行中,循環(huán)水清澈,水面下無(wú)明顯菌藻彼此結(jié)合，并按一-定的方向成長(zhǎng)。在水中加入有機(jī)膦滋生，涼水塔布水孔無(wú)堵塞現(xiàn)象，散熱良好。同時(shí),酸鹽和有機(jī)膦酸酯后,它們會(huì)吸附到碳酸鈣晶體的活我們?cè)谘h(huán)水場(chǎng)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。性增長(zhǎng)點(diǎn)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(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)，因此使晶格歪曲而長(zhǎng)不大，也就是說(shuō)晶格被有機(jī)時(shí)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(yīng)的機(jī)理，同樣,這種效應(yīng)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(zhǎng)被卷入晶格中，使碳酸鈣晶格發(fā)生錯(cuò)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(dá)到阻垢的目的121。2003年9~10月0.01414.66 .全有機(jī)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(dāng)腐蝕發(fā)生時(shí)，陰極區(qū)高pH值指標(biāo)腐蝕速率≤0100mm/a;粘附速率< 20nmcm區(qū)域,Zn2*迅速沉積成膜達(dá)到緩蝕的目的。同時(shí)它與注: 2002年6月~ 2003年6月因監(jiān)測(cè)換熱器維有機(jī)膦酸鹽、有機(jī)膦酸酯和磺酸共聚物之間存在“協(xié)修、系統(tǒng)清洗預(yù)膜和藥劑短期更換等原因沒(méi)有采到相同效應(yīng)”。磺酸共聚物有穩(wěn)鋅能力,而有機(jī)膦酸鹽在金屬表面形成的沉積、吸附則起到補(bǔ)膜的作用,因此應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。形成配方優(yōu)良的緩蝕性能。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可得以下結(jié)論:全有機(jī)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(yùn)用近- -年來(lái),聚物為丙烯酸/磺酸鹽共聚物具有獨(dú)特性能，能與各各項(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)GBJ5O- 83.中石化總公司生產(chǎn)部有關(guān)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(shè)備鑒定檢查,水相管束及封頭均以下幾大特點(diǎn): (1)非常高的“鈣容忍度”，(2)對(duì)無(wú)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(guó)內(nèi)同類裝置同期檢修水平。力; (4) 對(duì)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(qiáng)的穩(wěn)鋅能力，使堿性介質(zhì)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(qiáng)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(jī)理分析參考文獻(xiàn):全有機(jī)高效緩蝕阻垢劑ZJ - 720配方中起阻垢[1中國(guó)石油化工總公司生產(chǎn)部和發(fā)展部編寫(xiě)組.冷卻水分析和試作用的主要是有機(jī)膦酸鹽和有機(jī)膦酸酯,它們通過(guò)晶驗(yàn)方法(M).北京:中國(guó)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(yīng)達(dá)到阻垢[2]周本省工業(yè)水處理技術(shù)(M1.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002, 72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相撞才能中國(guó)煤化工MYHCNMH G-48-