全有机水处理剂在炼油厂循环水系统的应用

石油化工腐蚀与防护Corrosion & Protection in Petrochemical Industry应用技术2005，22(2).43.δ工业水处理?全有机水处理剂在炼油厂循环水系统的应用吕慧(中国石油天然气股份有限公司独山子分公司,新疆克拉玛依833600)摘要:为改善水质,中国石油天然气股份有限公司独山子分公司二循环水厂采用全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ-720配方。其中主要组分为有机膦酸盐和有机膦酸酯、锌盐、丙烯酸/磺酸盐共聚物等。实验室评定表明:在药剂浓度为60mg/L的情况下,碳钢试祥的腐蚀率为0.029mn/a, 粘附速度为4.32mcm,均达到很好级;现场工业应用监测表明:其腐蚀率为0.014 ~ 0.075mm/a,粘附速度为4.57~18.54mcm, 优于指标要求。关键词:循环水全有机配方阻垢缓蚀机理中围分类号:TE685.3文献标识码:A文章编号:1007 - 015X(2005)02 - 0043 - 03.提高水处理技术水平,实现节水、节能,延长设表2朴充水分析数据mg/L备使用寿命和装置运行周期是提高企业整体经济项目补充水水质效益的一条重要途径。然而中国石油天然气股份pH值/浊度FTU8.17/≤5.0有限公司独山子分公司(以下简称独山子分公司)总硬度/总碱度(以CaCO,计)104.5/85.07目前使用的是较为传统的配方和低效药剂,为了摆可溶性二氧化硅6.69 .脱这一现状,炼油厂供排水车间根据现场实际情况K* /Na*1.21/11.9选用了全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ- 720配方,现场Ce2. /CO3-(以CaCO3计)86.7/8.0应用表明,缓蚀、阻垢效果显著。C- /SO.2- /HCO;16.56/24.577.07电导率/US- cm" '2351循环水冷却系统概况独山子分公司炼油厂二循系统负责向II催化2试验部分川裂化、铂重整、加氢裂化、芳烃抽提、石蜡成型及二2.1旋转挂片 试验火炬生产装置供水,换热器主要材质为碳钢,其系(1)试验条件:20号优质碳素钢试片;试验用统的运行参数见表1,补充水水质分析数据见表2。水为新鲜水;试验温度为50土1C;试验时间为72炼油厂根据二循实际情况选用了全有机高效缓蚀小时;旋转速度为80 ~ 85rev/min。阻垢剂ZJ - 720,并对此进行了性能试验。(2)试验结果:试验结果见表3。良3 旋转挂片试验结果表1二循系统运行参数 .功目二循药剂名称药剂浓度/腐蚀速率1试片表面状况(mg*L~") (mm's~ ')循环水量/(m'.h"')5200ZJ-720600.021试片光亮,无明显腐蚀保有水量/m’2500新水1.985腐蚀严重温差/C7.0蒸发损失量E/(m'h-1) .45.5条件下,如不加缓风吹损失D/(m2.h-1)5.0蚀阻中国煤化工;而加全有机高效排污量B/(m2'.h-")17.8-6.4THCNMHG补水量M/(m2.h-')68.8~ 56.9收稿日期:2004- 08- 22。浓缩倍数K3-5作者简介:吕慧(1972- )1996年毕业于西安石油学院化学工程系,工程师。现从事水处理技术研究工作。44 .石油化工腐蚀与防护第22卷缓蚀阻垢剂z] - 720处理后,腐蚀速率仅为表6运行中 系统水水质指标0.021mm/a,远低于腐蚀速率为0.07mm/a的试验项目指标指标。水温/C≤28.02.2静态阻垢试验油含量/(mgL")≤I0静态阻垢试验着重评价ZJ- 720药剂的阻垢COD/(mg:L-")≤10性能,试验方法按中国石油化工总公司冷却水分析.Ca2+75≤Ca2*≤500和试验方法中的静态阻垢评定试验方法。浊度≤20FTU(1)试验条件:满足80土1C要求的多孔恒温pH值8.0-9.0水浴锅; 100mL带刻度烧杯;药剂浓度/(mg+L"')5.5-6.5配制水水质:用蒸馏水配制,配水水质为Ca*异养菌总数(个L")≤1.0x I0(以CaCO3 计)浓度280. 10mg/L, HCOj(以CaCO,生物粘泥/ml.m’≤计)碱度273.75mg/L;浓缩倍数:N= 1.5。浓缩倍数≥3(2)试验结果:试验结果见表4。表4静态阻垢试验结果在正常运行中,循环水清澈,水面下无明显菌药剂名称药剂浓度/(mg*L-1) 阻垢率,%藻滋生,凉水塔布水孔无堵塞现象,循环水场监测ZJ- 720数据见表7。表7现场 监测数据结果显示:在易结垢的水质情况下,全有机高时间/年-月腐蚀速率/(mm.a-1) 粘附 速串mem效缓蚀阻垢剂ZJ- 720的阻垢率可高达92. 12%，2002 -01-020.04918.54说明ZJ-720具有优异的阻垢效果。2002 - 030.07510.442.3动态模拟试验2002 -040.00610.30试验目的是在有传热面条件下,全面考察全有2002-050.0306.32 .机高效缓蚀阻垢剂ZJ-720的缓蚀阻垢性能。2003-070.0164.57试验结果见表5。2003-09-100.01414.66眼5 动态模拟试验结果2003-110.0212.46药剂名称维持药量/(mg:'L-腐蚀速率/( mm.a~')粘附速度/ mem腐蚀速率≤0.00mm/a;粘附速度≤20mcmZJ720500.0294.32 .注:试验用水为现场水;挂片时间360小时;浓缩倍数4.5~根据现场监测数据,可得以下结论:从动态模拟试验可得到如下结果:(1)投用ZJ- 720缓蚀阻垢剂近一年来,各项(1)ZJ-720具有优异的缓蚀性能,挂片表面清运行指标和监测数据均达到并优于国标CBJ50-洁,无点蚀和锈蚀,试管腐蚀速率0.029mm/a,达到83及中国石化总公司生产部有关规定的要求。很好级别(国家标准:S5001 - 83:很好0~ 0.037mm/2002年8月份大修期间,设备鉴定检查,水相管束a;好0.037~0.070mm/a;可以允许0.070~及封头均无明显的锈蚀、污垢发生,检查的水冷器0.093mm/a);状况明显优于国内同类装置同期检修水平。(2)ZJ~720阻垢性能强,采用现场水,浓缩倍(2)ZJ- 720缓蚀阻垢剂在较恶劣条件下仍具数4.5~5.5,其粘附速度为4. 32mcm,达到很好级有较好的缓蚀阻垢性能,使用这种药剂处理后的水别(国家标准:很好0~ 10mcm;好10 ~ 20mem;可以所形成的污垢极其疏松,而且便于清洗。允许20 ~ 30mcm)。1 机理分析3工业应用效果中国煤化工720配方中起阻独山子分公司炼油厂二循环水厂于2001年12垢作YHCNMHG机膦酸脂,它们会.月开始用全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ- 720替代原吸附到碳酸钙晶体的活性增长点上与Ca*+ 鳌合,有配方。循环水水质数据始终保持在表6中的数抑制晶格向一定的方向成长,使晶格歪曲,也就是据范围内。说晶格被有机膦酸等表面去活剂的分子包围而失第2期吕慧.全有机水处理剂在炼油厂循环水系统的应用去活性。同样,这种效应也可以阻止其它晶体的沉全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ - 720配方中多元淀。另外,部分吸附在晶格上的化合物，随着晶体共聚物为丙烯酸/磺酸盐共聚物具有独特性能,能增长被卷人晶格中,使碳酸钙晶格发生错位,在垢与各组分协同作用，提高配方的缓蚀、阻垢性能。层中形成一些空洞，分子与分子间相互作用减弱,它具有以下几大特点:(I)非常高的“钙容忍度”;使硬垢变软而易于消除,从而达到阻垢的目的。(2)对磷酸钙垢有较好的抑制作用;(3)良好的抗粘全有机高效缓蚀阻垢剂Z- 720配方中起缓泥能力;(4)对腐蚀产物氧化铁具有好的分散能力;蚀作用的主要是Zn°*,当腐蚀发生时,阴极区高pH(5)很强的稳锌能力,使碱性介质中Zn*+ 浓度大大值区域,Zm2+迅速沉积成膜达到缓蚀的目的。同时提高,增强了配方的缓蚀性能。它与有机膦酸盐、有机膦酸酯和磺酸共聚物之间存在“协同效应”。磺酸共聚物,而有机膦盐在金属表参考文献面形成的沉积、吸附则起到补膜的作用,因此形成配方优良的缓蚀性能。1 周本省.工业水处理技术.北京:化学工业出版社,002,72Application of Fully Organic Water TreatmentChemicals in Refinery Cooling Water SystemLu HuiDushanzi Petrochemical Company/ CNPC ( Kelamayi，Xinjiang 833600)Abstract:The NO.2 cooling waler plant of Dushanzi Petrochemical Company employed fully organic high- eficiency anti-fouling corrosioninhibitor ZJ-720 fomula. The main ingredients of the formula were organic phosphate, phosphate ester, zine salt and copolymer of acrylicaidsulfonate etc. The labortory asessnent lests showed that, at a concentration of 60 mg/], the corrosion rate of test coupon was 0.029mm/yr and the cohesion rate was 4.32 mcm, which were at the best levels. In the commercial application, the corrosion rate was 0.014 ~0.075 mn/yr and the cohesion rate was 4.57 ~ 18.54 mcm, which were better than specifications.Keywords: cooling water, fully organic ，formula , anti-fouling, corrosion inhibition, mechanisms(上接第36页)Measures for Preventing Fouling and Corrosion in Water Injection System of Yingtai OilProduction Plant of Jjilin Oil FieldLi Xuevenjilin Oil Field Company/ CNPC ( Songyuan, Jjilin 138000)Abstract:The oil and gas production of Yingtai 0il Production Plant of Jjlin 0il Field has been rising in the last few years. It is mainly cont-ibuted to the ijetion of waler into the oil deposit. Whereas , the injetion of water has led to severe fouling and corrosion in waler injectionsystem. The fouing and corrosion mechanisms are studied. The severe fouling and corrosion problems have substantially been tackled by in-jection of the corrosion inhibitor, fouling inhibitor, bactericide，right formulation of chemicals and appropriate control of process parameters .Significant economic benefts have been achieved.Keywords: water injection system in oil field, fouling and corrosion, mechanisms, cause analysis , countermeasures ，economic benefit中国煤化工MHCNMHG