油污清洗劑在循環冷卻水漏油處理中的應用
1 前言
在煉化系統中,隨著冷換熱設備運行周期的不斷增長,冷換設備不斷老化,再加上物料腐蝕、操作波動等因素,導致冷換設備的物料泄漏成為煉油生產中常見的問題。泄漏的物料進入循環水系統后,致使循環水水質惡化,水處理難度加大,水體平衡被破壞,水處理藥劑對冷換設備的緩蝕阻垢性能降低,最終造成保護膜不能形成或形成的保護膜不完整而使管束產生局部腐蝕。另外泄漏的物料還會在金屬管壁上粘附,同時使原有浮在水中的微生物粘泥、灰塵、污垢等在管束內集起,形成沉積物,進而形成沉積物下腐蝕。因此,循環水中漏入介質后,循環水的水質處理成了循環水處理的棘手問題,油污清洗劑是解決這一問題的有效措施。
2 除油方法及作用機理
由于煉化系統中泄漏油品較為常見,因此,行內的專家對漏油后循環水處理技術推出的也較多,目前常用的方法主要有化學除油方法和生物除油方法兩種。
化學除油方法是利用除油劑將水中的油品均勻分散乳化而改性,或利用集油劑把水中的油品聚集成一層厚油漂浮水面,并通過漂油、收油等方法加以去除。生物除油方法則是利用生物酶制劑,通過氧化、脫氫、脫鹵、脫碳、水合等一系列的生物和化學作用,使粘性的油塊,變性成為松散的非粘性的物質,并可隨循環水的排污而帶出系統。
大慶煉化公司循環水除油采用的是化學方法,即將油污清洗劑加入水中,通過破乳將油不斷地聚集在水體表面,并通過收油設施實現油水分離。該油污清洗劑的作用機理是通過分子壁上帶有的正電荷破除O/W或W/O型乳化油,通過具有較強滲透能力的滲透劑直接作用于碳鏈來加速破乳,最終實現除油。
3 SY-102型油污清洗劑的主要性能
⑴ SY-102型油污清洗劑是一種有效的滲透劑、分散劑和微生物分散劑,該產品的獨特性主要來自于它同時具有疏水性和親水性,在抑制蠟油、石油和微生物等有機物造成沉淀方面尤其有效,當用作生物分散劑時,由于含有醛類殺生劑,因此,它能夠強化任何生物殺生劑的效力,它的存在使殺菌劑更好地滲入菌泥和大量藻類中,使殺生劑更直接作用于微生物細胞。
⑵ SY-102型油污清洗劑的疏水性使其能在金屬表面形成一層有機物保護膜,防止腐蝕,因此對系統不會產生腐蝕影響。
⑶ SY-102型油污清洗劑是一種陽離子型的高分子有機物,與常用的緩蝕阻垢劑的配伍性良好。
4 系統應用概況
大慶煉化公司共有四個循環水場。總供水能力為47000t/h,其中第三循環水場泄漏比較頻繁,因此,在該系統油污清洗劑使用量與使用頻次較多,使用效果也較為明顯。該系統總設計供水能力18000t/h,于1999年投產,主要擔負ARGG裝置,潤滑油廠的循環水供給,目前運行濃縮倍數平均在4倍以上。2003年,因ARGG裝置的3臺柴油換熱器交替泄漏,造成水質濁度、油含量嚴重超標。雖及時發現問題,并將泄露換熱器切出系統進行處理,但因泄露反復,不僅使水質惡劣,而且油污還在冷卻塔填料、噴頭、冷換熱設備表面等處粘結聚集,對此,在調查研究的基礎上,我們選用SY-102反向破乳油污清洗劑進行除油處理,取得了較好效果。
5 漏油后水質狀況及危害
煉油裝置泄露后對循環水系統及冷換設備都有較大的沖擊,主要表現在以下幾個方面:
⑴ 循環水濁度大幅度上升,在第三循環水場濁度最高達到964.15mg/L,為正常水平的近48倍;水中的生物粘泥大幅度上升,最高為11.2mL/L3,為正常水平的近4倍;水中溶油含量最高達到36.07g/L,為正常水平的近6倍。腐蝕率、粘附速度大幅度上升。
⑵ 泄漏的油經涼水塔噴淋冷卻后,黏附在冷水塔噴頭與鄰水填料表面,降低了淋水填料的散熱性能,影響冷卻塔的冷卻效果。同時由于循環水的沖刷,粘附的油緩慢釋放,使循環水水質無法在短期內恢復至原有水平。
⑶ 未經涼水塔隔離的油通過循環水泵再次進入系統循環,在低流速處沉積,引起垢下腐蝕,同時進入旁濾系統,造成濾料失效,且無法恢復。
⑷ 油膜沉積在換熱管束表面影響了傳熱效果,同時阻礙了藥劑緩蝕阻垢能力。
6 SY-102反向破乳油污清洗劑的除油過程
根據藥劑供應商提供的操作方案,現場使用時,為了達到既經濟又能起到較好除油效果,投加時采用從高濃度到低濃度分段投加。每個階段加入濃度分別為120mg/L 、80 mg/L、50 mg/L,每次加藥后封閉運行24~48h。
⑴ 油污清洗劑加入水中8~10h后,水中濁度開始下降,即清洗劑產生了分散作用。
⑵ 水中油含量變化。油含量從加藥前的5.35mg/L降低到0.91mg/L,減少了4.44mg/L,去除率達到97.2%。從含油的變化情況看,該藥劑以達到了破乳除油的效果。
⑶ 水體表面聚油增多,水中乳化油逐見減少,原有的小顆粒渣油逐漸聚集成大微粒懸浮在水表面,通過收油去除,水質逐漸澄清。
⑷ 水中生物粘泥量迅速減小,24h后水中的粘泥從11.2mL/m3下降到 4.0mL/m3。
⑸ 水中總鐵變化不大。水中總鐵含量從加藥前的3.85mg/L到清洗結束時為4.602mg/L,清洗期間水中總鐵含量略有增加,主要是由于清洗期間系統不排污,水質不斷濃縮所致。說明該藥劑與其它藥劑的配伍性較好,無負面影響,不會增強水質的腐蝕性。
⑹ 水中總硬度、總堿度變化不大。總硬度從加藥前的237.6mg/L到加藥結束時的273.6mg/L,總堿度從403mg/L到405.5mg/L,其變化主要為自然濃縮所致,說明該藥劑對水體的結垢趨勢無負面影響。
表1 SY-102反向破乳油污清洗劑投加后水質指標的變化
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7 SY-102反向破乳油污清洗劑除油效果
(1) 乳化在水中的乳化油被聚集在水體表面,飄油后水體中的粘性減少,可過濾性增強,提高了旁濾的去除率。除油率可達90%以上。
(2) 粘附在填料、設備管道表面的油被破乳分散后,隨水流進入冷卻卻塔的集水池,并漂浮在水池表面,通過除油設施可去除。不必采用傳統的置換方法恢復水質。
(3) 經過清洗浮在水體表面的油塊與乳化油已有較大區別,油塊的表面變得多孔、松散、失去粘性,易于清除。
(4) 除油清洗后,對冷卻塔內填料與噴頭進行再次檢查,與清洗前相比,大部分噴頭、填料上粘附的油已清除干凈,個別污染嚴重的噴頭與填料上粘附的油也變得疏松多孔、失去粘性,不斷被水流沖刷進入水中。
8 SY-102反向破乳油污清洗劑除濁效果
水體中懸浮物比較多時,此時濁度也較大。在使用SY-102去濁方面,也有很大的效果,見表2:
表2 油污清洗劑除濁效果
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從表中可以看出,SY-102的除濁效果非常明顯,它大大的降低了循環水的濁度,有效地改善了循環水的水質。尤其是在濁度不高很難降濁的情況下,使用它不僅能夠在短期內達到降濁目的,而且在旁濾的配合下,減少了循環水的置換,即降低了成本,又節約了水資源。
9 結論
(1) SY-102型油污清洗劑具有獨特的除油清洗效果,是一種良好的除油清洗劑,能有效去除乳化在水中的乳化油及粘附在管道設備表面的油膜,不產生二次污染。
(2) SY-102型油污清洗劑具有除油快、除油率高的特性。對于較薄的油膜或少量乳化在水中的油粒子,其破乳速度十幾小時即可完成。對粘結在設備表面的油膜,可通過其強力的滲透作用,需要3~5d即可洗凈。
(3) SY-102型油污清洗劑去除漏入循環水中的油具有良好的效果,能與生物酶制劑的除油效果相媲美,同時具有節水省時、不破壞水體平衡、與磷系列緩蝕阻垢劑、季銨鹽類殺菌劑有較好的配伍性。

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