全有機水處理劑在煉油廠循環水系統的應用
提高水處理技術水平，實現節水、節能，延長設備使用壽命和裝置運行周期是提高企業整體經效益的一條重要途徑。然而中國石油天然氣股份有限公司獨山子分公司(以下簡稱獨山子分公司)目前使用的是較為傳統的配方和低效藥劑，為了擺脫這一現狀，煉油廠供排水車間根據現場實際情況選用了全有機高效緩蝕阻垢劑73—720配方，現場應用表明，緩蝕、阻垢效果顯著。
1 循環水冷卻系統概況
獨山子分公司煉油廠二循系統負責向Ⅱ催化裂化、鉑重整、加氫裂化、芳烴抽提、石蠟成型及火炬生產裝置供水，換熱器主要材質為碳鋼，其系統的運行參數見表1，補充水水質分析數據見表2。煉油廠根據二循實際情況選用了全有機高效緩蝕阻垢劑73 —720，并對此進行了性能試驗。
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2 試驗部分
2．1 旋轉掛片試驗
(1)試驗條件：20號優質碳素鋼試片；試驗用水為新鮮水；試驗溫度為50±1oC；試驗時間為72小時；旋轉速度為80—85rev／min。
(2)試驗結果：試驗結果見表3。
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試驗結果表明：在上述水質條件下，如不加緩蝕阻垢劑處理，腐蝕及結垢嚴重；而加全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ一720處理后，腐蝕速率僅為0．02lmm／a，遠低于腐蝕速率為0．07mm／a的試驗指標。
2．2 靜態阻垢試驗
靜態阻垢試驗著重評價ZJ一720藥劑的阻垢性能，試驗方法按中國石油化工總公司冷卻水分析和試驗方法中的靜態阻垢評定試驗方法。
(1)試驗條件：滿足80±1℃要求的多孔恒溫水浴鍋；1000mL帶刻度燒杯；配制水水質：用蒸餾水配制，配水水質為Ca2(以CaCO3計)濃度280．10mg／L，HCO 一(以CaCO計)堿度273．75mg／L；濃縮倍數：N：1．5。
(2)試驗結果：試驗結果見表4。
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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一720的阻垢率可高達92．12％ ，說明ZJ一720具有優異的阻垢效果。
2．3 動態模擬試驗
試驗目的是在有傳熱面條件下，全面考察全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ一720的緩蝕阻垢性能。試驗結果見表5。
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從動態模擬試驗可得到如下結果：
(1)ZJ一720具有優異的緩蝕性能，掛片表面清潔，無點蝕和銹蝕，試管腐蝕速率0．029mm／a，達到很好級別(國家標準：$5001—83：很好0～0．037mm／a；好0．037 ～ 0．070mm／a；可以允許0．070～0．093mm／a)；
(2)ZJ～720阻垢性能強，采用現場水，濃縮倍數4．5～5．5，其粘附速度為4．32mcm，達到很好級別(國家標準：很好0～10mcm；好10～20mcm；可以允許20～30rncm)。
3 工業應用效果
獨山子分公司煉油廠二循環水廠于2001年12月開始用全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ一720替代原有配方。循環水水質數據始終保持在表6中的數據范圍內。
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根據現場監測數據，可得以下結論：(1)投用ZJ一720緩蝕阻垢劑近一年來，各項運行指標和監測數據均達到并優于國標GBJ50—83及中國石化總公司生產部有關規定的要求。2002年8月份大修期間，設備鑒定檢查，水相管柬及封頭均無明顯的銹蝕、污垢發生，檢查的水冷器狀況明顯優于國內同類裝置同期檢修水平。
(2)ZJ～720緩蝕阻垢劑在較惡劣條件下仍具有較好的緩蝕阻垢性能，使用這種藥劑處理后的水所形成的污垢極其疏松，而且便于清洗。
4 機理分析
全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ一720配方中起阻垢作用的主要是有機膦酸鹽和有機膦酸脂，它們會吸附到碳酸鈣晶體的活性增長點上與ca2 螫合，抑制晶格向一定的方向成長，使晶格歪曲，也就是說晶格被有機膦酸等表面去活劑的分子包圍而失去活性。同樣，這種效應也可以阻止其它晶體的沉淀。另外，部分吸附在晶格上的化合物，隨著晶體增長被卷入晶格中，使碳酸鈣晶格發生錯位，在垢層中形成一些空洞，分子與分子間相互作用減弱，使硬垢變軟而易于消除，從而達到阻垢的目的。
全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ一720配方中起緩蝕作用的主要是zn“ ，當腐蝕發生時，陰極區高pH值區域，zn 迅速沉積成膜達到緩蝕的目的。同時它與有機膦酸鹽、有機膦酸酯和磺酸共聚物之間存在“協同效應”。磺酸共聚物，而有機膦鹽在金屬表面形成的沉積、吸附則起到補膜的作用，因此形成配方優良的緩蝕性能。
全有機高效緩蝕阻垢劑ZJ一720配方中多元共聚物為丙烯酸／磺酸鹽共聚物具有獨特性能，能與各組分協同作用，提高配方的緩蝕、阻垢性能。它具有以下幾大特點：(1)非常高的“鈣容忍度”；(2)對磷酸鈣垢有較好的抑制作用；(3)良好的抗粘泥能力；(4)對腐蝕產物氧化鐵具有好的分散能力；(5)很強的穩鋅能力，使堿性介質中zn“ 濃度大大提高，增強了配方的緩蝕性能。
參考文獻
l 周本省．工業水處理技術．北京：化學工業出版社，2002，72
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