1　前言

中國(guo)石(shi)化(hua)有(you)限公(gong)司(si)洛(luo)陽分(fen)公(gong)司(si)地(di)處(chu)黃河流(liu)域，地(di)下(xia)水(shui)質屬于(yu)高(gao)硬度(du)(du)、高(gao)堿度(du)(du)水(shui)質，作為(wei)循(xun)環水(shui)補充水(shui)使(shi)(shi)用時，由于(yu)超(chao)高(gao)硬度(du)(du)、超(chao)高(gao)堿度(du)(du)，水(shui)的腐蝕性較(jiao)弱，結垢(gou)性較(jiao)強(qiang)。在2000年(nian)以前已經使(shi)(shi)用ZH511HS加(jia)(jia)酸配方(fang)，由于(yu)該(gai)藥(yao)(yao)劑是由A、B兩(liang)種藥(yao)(yao)劑構(gou)成，投加(jia)(jia)不方(fang)便(bian)，并且(qie)A與B濃度(du)(du)達到140mg/L，循(xun)環水(shui)中總磷(lin)含量高(gao)達12mg/L。使(shi)(shi)用該(gai)藥(yao)(yao)劑存在以下(xia)問(wen)題：一是藥(yao)(yao)劑消耗量大，使(shi)(shi)得循(xun)環水(shui)處(chu)理(li)成本較(jiao)高(gao)；二是加(jia)(jia)藥(yao)(yao)勞動強(qiang)度(du)(du)大；三是總磷(lin)含量高(gao)，容(rong)易(yi)滋(zi)生菌藻微生物，導致(zhi)腐蝕增加(jia)(jia)、環境污染(ran)等產生。為(wei)了(le)解決以上問(wen)題，我公(gong)司(si)與石(shi)油化(hua)工科學研究院水(shui)處(chu)理(li)中心共同(tong)合(he)作，研究開發出加(jia)(jia)酸復合(he)藥(yao)(yao)劑ZH331HS，在煉油循(xun)環水(shui)廠(chang)運行(xing)三年(nian)多來，取得了(le)滿意(yi)的效果。

2　ZH331HS藥劑的(de)研(yan)究

2.1　補充水(shui)主要指標

pH值7.48，mg2+156.0mg/L，CA2+234.0mg/L，總(zong)(zong)硬(ying)390.0mg/L，總(zong)(zong)堿315.9mg/L，K+2.1mg/L，CL-61.0mg/L，SO2-467.2mg/L。2.2　裝置主要參數循環(huan)水(shui)量(liang)12600m3/H，保水(shui)量(liang)7000m3，蒸發水(shui)量(liang)120m3/H，補充水(shui)量(liang)126m3/H，總(zong)(zong)排(pai)污量(liang)6m3/H；給回水(shui)溫差10℃。

2.3　采用(yong)加(jia)酸調(diao)節(jie)

pH值降(jiang)低(di)堿(jian)(jian)度(du)(du)循環(huan)(huan)冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)(shui)補(bu)充水(shui)(shui)(shui)鈣硬約234mg/L，總堿(jian)(jian)約316mg/L(均以CACO3計，下(xia)同(tong))，這(zhe)種(zhong)超高(gao)(gao)硬度(du)(du)、超高(gao)(gao)堿(jian)(jian)度(du)(du)水(shui)(shui)(shui)質有很強的結(jie)垢傾向(xiang)。濃縮(suo)(suo)2倍時(shi)(shi)，鈣硬與(yu)總堿(jian)(jian)度(du)(du)之和(he)已(yi)超過1000mg/L，大部分(fen)現有的水(shui)(shui)(shui)處(chu)理劑不能(neng)適(shi)應這(zhe)種(zhong)苛刻條件。因此，在高(gao)(gao)濃縮(suo)(suo)倍數下(xia)運行時(shi)(shi)，必須加酸降(jiang)低(di)堿(jian)(jian)度(du)(du)或預處(chu)理降(jiang)低(di)硬度(du)(du)。在循環(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)加入(ru)H2SO4，能(neng)與(yu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)CO2-3發生反應，降(jiang)低(di)了循環(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)的堿(jian)(jian)度(du)(du)，同(tong)時(shi)(shi)降(jiang)低(di)循環(huan)(huan)水(shui)(shui)(shui)的pH值，減少了結(jie)垢的傾向(xiang)。

2.4　配方篩選

根據現場的水質情況(kuang)，選用有機磷(lin)酸鹽、多元醇磷(lin)酸酯、磺酸共聚物、鋅鹽等緩蝕劑(ji)(ji)和阻(zu)垢(gou)(gou)分(fen)散劑(ji)(ji)進行復(fu)配篩(shai)選配方。用H2SO4控制(zhi)pH值(zhi)7.5～8.5，經過(guo)多次(ci)初選和復(fu)選，篩(shai)選出阻(zu)垢(gou)(gou)緩蝕性能良好(hao)的高效復(fu)合性藥(yao)劑(ji)(ji)ZH331HS。對于分(fen)散水中的CACO3、CA(pO4)2、CASO4、Ｆｅ(OH)3、Zｎ(OH)2等效果很好(hao)。ZH331HS質量指標如下：外觀為無(wu)色或(huo)淺黃色水溶液；固含量，≥35.0%；總磷(lin)(以pO3-4計)，≥8.5%；正磷(lin)(以pO3-4計)，≤3.0%；1%水溶液的pH值(zhi)，1.5±0.5。

2.5　緩蝕性能試驗

腐蝕試驗采(cai)用中國(guo)石化總公(gong)司(si)《冷卻(que)水分(fen)析和試驗方法》中404法進行。采(cai)用現場水，控制(zhi)不(bu)(bu)同的藥(yao)劑(ji)投加濃度(du)，實驗期間用0.2mOL/L的H2SO4控制(zhi)不(bu)(bu)同的pH值(zhi)，試片(pian)不(bu)(bu)預膜。實驗結果見表(biao)1。

2.6　阻垢性能(neng)試(shi)驗(yan)

阻(zu)垢(gou)試驗(yan)采用中國石化總公司《冷卻水(shui)分析和試驗(yan)方法(fa)(fa)》中401、402方法(fa)(fa)進行。實驗(yan)用水(shui)同上，控(kong)制(zhi)不同的藥劑投加濃度、不同的pH值，進行阻(zu)碳酸鈣垢(gou)、阻(zu)磷酸鈣垢(gou)及(ji)穩鋅效果的實驗(yan)。實驗(yan)結果見表(biao)2。

結(jie)果表明：①將(jiang)pH值控制在8.0～8.5，使(shi)(shi)用(yong)ZH331HS濃(nong)度(du)(du)為50～90mg/L時(shi)(shi)，碳酸(suan)鈣阻垢率(lv)均在90%以上。②ZH331HS阻磷酸(suan)鈣垢性能良好。③隨著ZH331HS使(shi)(shi)用(yong)濃(nong)度(du)(du)升高，腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)Ⅰ降低(di)，且在60～90mg/L范(fan)圍(wei)(wei)內，腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)變(bian)化(hua)不大，低(di)于60mg/L時(shi)(shi)，腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)大幅(fu)度(du)(du)增加。因此(ci)，我們在實際(ji)使(shi)(shi)用(yong)時(shi)(shi)控制ZH331HS濃(nong)度(du)(du)不低(di)于60mg/L。④隨著pH值升高，腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)Ⅱ降低(di)，且pH值在7.8～8.5范(fan)圍(wei)(wei)內，腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)變(bian)化(hua)不大，pH值低(di)于7時(shi)(shi)，腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)大幅(fu)度(du)(du)增加。

2.7　應用ZH331HS動態模擬試驗及旋轉掛片(pian)情(qing)況

試(shi)管及試(shi)片(pian)用六偏磷酸鈉加鋅(xin)配方進行預膜處理，試(shi)驗標準采用中石(shi)化標準。實驗條件：①循(xun)環(huan)溫差(cha)10℃；②循(xun)環(huan)水(shui)流速，1.0m/S；③試(shi)管、掛(gua)片(pian)材質，碳(tan)鋼；④裝置保水(shui)量110L。⑤試(shi)驗濃縮倍數(shu)3～4，pH值7.5～8.5。動態模擬試(shi)驗結果表(biao)3。

實(shi)驗表明(ming)，pH值(zhi)控(kong)制在(zai)7.5～8.5，藥劑投加濃度70mg/L，濃縮(suo)倍(bei)數控(kong)制在(zai)3～4范圍內，預(yu)(yu)膜(mo)(mo)試片和不預(yu)(yu)膜(mo)(mo)試片腐蝕速(su)率均低于0.020mm/A，預(yu)(yu)膜(mo)(mo)試管腐蝕速(su)率低于0.046mm/A，不預(yu)(yu)膜(mo)(mo)試管腐蝕速(su)率接近(jin)0.075mm/A，粘附速(su)率均小于15.0mCm。

3　現場應用

自2000年8月(yue)至2001年4月(yue)，使用ZH331HS配方(fang)，在第三循環(huan)水(shui)場(chang)進行8個月(yue)實(shi)驗(yan)，腐蝕(shi)速率(lv)和(he)粘附(fu)速率(lv)均(jun)達到石化集(ji)團公司(si)的“很好級(ji)”標準(zhun)。2001年5月(yue)在煉油循環(huan)水(shui)系統進行推廣，在運行過程中(zhong)根據現場(chang)實(shi)際情(qing)況(kuang)對循環(huan)水(shui)控制指標進行了(le)調整(zheng)，經過調整(zheng)后，生產裝(zhuang)置運行良好，系統一直保(bao)持高負荷運行，濃縮(suo)倍數控制在3.5左右(you)，現場(chang)掛片(pian)無明顯腐蝕(shi)，腐蝕(shi)速率(lv)和(he)粘附(fu)速率(lv)均(jun)達到石化集(ji)團公司(si)的“很好級(ji)”標準(zhun)。中(zhong)間兩(liang)次大(da)檢修(xiu)打開換(huan)熱器(qi)，各換(huan)熱器(qi)內(nei)部(bu)無粘泥、無銹(xiu)瘤、無結垢(gou)，局部(bu)流速低的位置和(he)換(huan)熱器(qi)介質溫(wen)度高的有輕度結垢(gou)、腐蝕(shi)情(qing)況(kuang)。換(huan)熱器(qi)不(bu)需(xu)要任何清(qing)洗，節約了(le)檢修(xiu)費用，年處理費用比原來降低了(le)94.8萬元。

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