全有机水处理剂在炼油厂循环水系统的应用
提高水处理技术水平，实现节水、节能，延长设备使用寿命和装置运行周期是提高企业整体经效益的一条重要途径。然而中国石油天然气股份有限公司独山子分公司(以下简称独山子分公司)目前使用的是较为传统的配方和低效药剂，为了摆脱这一现状，炼油厂供排水车间根据现场实际情况选用了全有机高效缓蚀阻垢剂73—720配方，现场应用表明，缓蚀、阻垢效果显著。
1 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催化裂化、铂重整、加氢裂化、芳烃抽提、石蜡成型及火炬生产装置供水，换热器主要材质为碳钢，其系统的运行参数见表1，补充水水质分析数据见表2。炼油厂根据二循实际情况选用了全有机高效缓蚀阻垢剂73 —720，并对此进行了性能试验。
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2 试验部分
2．1 旋转挂片试验
(1)试验条件：20号优质碳素钢试片；试验用水为新鲜水；试验温度为50±1oC；试验时间为72小时；旋转速度为80—85rev／min。
(2)试验结果：试验结果见表3。
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试验结果表明：在上述水质条件下，如不加缓蚀阻垢剂处理，腐蚀及结垢严重；而加全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ一720处理后，腐蚀速率仅为0．02lmm／a，远低于腐蚀速率为0．07mm／a的试验指标。
2．2 静态阻垢试验
静态阻垢试验着重评价ZJ一720药剂的阻垢性能，试验方法按中国石油化工总公司冷却水分析和试验方法中的静态阻垢评定试验方法。
(1)试验条件：满足80±1℃要求的多孔恒温水浴锅；1000mL带刻度烧杯；配制水水质：用蒸馏水配制，配水水质为Ca2(以CaCO3计)浓度280．10mg／L，HCO 一(以CaCO计)碱度273．75mg／L；浓缩倍数：N：1．5。
(2)试验结果：试验结果见表4。
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结果显示：在易结垢的水质情况下，全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ一720的阻垢率可高达92．12％ ，说明ZJ一720具有优异的阻垢效果。
2．3 动态模拟试验
试验目的是在有传热面条件下，全面考察全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ一720的缓蚀阻垢性能。试验结果见表5。
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从动态模拟试验可得到如下结果：
(1)ZJ一720具有优异的缓蚀性能，挂片表面清洁，无点蚀和锈蚀，试管腐蚀速率0．029mm／a，达到很好级别(国家标准：$5001—83：很好0～0．037mm／a；好0．037 ～ 0．070mm／a；可以允许0．070～0．093mm／a)；
(2)ZJ～720阻垢性能强，采用现场水，浓缩倍数4．5～5．5，其粘附速度为4．32mcm，达到很好级别(国家标准：很好0～10mcm；好10～20mcm；可以允许20～30rncm)。
3 工业应用效果
独山子分公司炼油厂二循环水厂于2001年12月开始用全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ一720替代原有配方。循环水水质数据始终保持在表6中的数据范围内。
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根据现场监测数据，可得以下结论：(1)投用ZJ一720缓蚀阻垢剂近一年来，各项运行指标和监测数据均达到并优于国标GBJ50—83及中国石化总公司生产部有关规定的要求。2002年8月份大修期间，设备鉴定检查，水相管柬及封头均无明显的锈蚀、污垢发生，检查的水冷器状况明显优于国内同类装置同期检修水平。
(2)ZJ～720缓蚀阻垢剂在较恶劣条件下仍具有较好的缓蚀阻垢性能，使用这种药剂处理后的水所形成的污垢极其疏松，而且便于清洗。
4 机理分析
全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ一720配方中起阻垢作用的主要是有机膦酸盐和有机膦酸脂，它们会吸附到碳酸钙晶体的活性增长点上与ca2 螫合，抑制晶格向一定的方向成长，使晶格歪曲，也就是说晶格被有机膦酸等表面去活剂的分子包围而失去活性。同样，这种效应也可以阻止其它晶体的沉淀。另外，部分吸附在晶格上的化合物，随着晶体增长被卷入晶格中，使碳酸钙晶格发生错位，在垢层中形成一些空洞，分子与分子间相互作用减弱，使硬垢变软而易于消除，从而达到阻垢的目的。
全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ一720配方中起缓蚀作用的主要是zn“ ，当腐蚀发生时，阴极区高pH值区域，zn 迅速沉积成膜达到缓蚀的目的。同时它与有机膦酸盐、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。
全有机高效缓蚀阻垢剂ZJ一720配方中多元共聚物为丙烯酸／磺酸盐共聚物具有独特性能，能与各组分协同作用，提高配方的缓蚀、阻垢性能。它具有以下几大特点：(1)非常高的“钙容忍度”；(2)对磷酸钙垢有较好的抑制作用；(3)良好的抗粘泥能力；(4)对腐蚀产物氧化铁具有好的分散能力；(5)很强的稳锌能力，使碱性介质中zn“ 浓度大大提高，增强了配方的缓蚀性能。
参考文献
l 周本省．工业水处理技术．北京：化学工业出版社，2002，72
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