全有機緩蝕阻垢劑配方的改進
賈瑞奇
（中原大化集團公司，河南濮陽 457004）
摘 要：一般全有機緩蝕阻垢劑不適應高鈣、高堿、高氯離子的循環冷卻水。添加了有機磷羧酸、磺酸共聚物等的全有機緩蝕阻垢劑可以使循環冷卻水在較高的濃縮倍數下運行，提高了循環冷卻水的經濟效益。
關鍵詞：循環冷卻水；緩蝕；阻垢
中圖分類號：TU991．27
文獻標識碼：B
文章編號：1009-2455（2000）01-0011-02
Formula Improvement for All-Organic Corrosion and Scale Inhibitor
JIA Rui-qi
Abstract:Ordinary all-organic corrosion and scale inhibitor are not suitable for circulating cooling wate with high contents of calcium, alkali and chloride ions. The all-organic corrosion and scale inhibitor containing copolymers of organic phosphine with carbosylic acid and sulfonic acid, etc. makes circulating colling water run with higher cycle of concentration and improves the economic efficiency of the circulating cooling water.
Keywords:circulating cooling water; corrosion inhibition;scale inhibition
前言
中原大化集團公司是90年代初投產的大型化肥生產裝置，循環冷卻水系統循環水量為17500m3／h，補充水為預處理的黃河水。投產初期水處理藥 劑是以聚磷酸鹽加硫酸鋅為主劑的磷系配方，此配方運行一段時間后暴露出了很多缺陷，最大缺陷是阻垢性能差。1993年改為全有機復合配方ZS-401，該配方有效地解決了換熱器設備結垢嚴重的問題，但隨著黃河水質污染的日益嚴重，特別是在黃河枯水季節，黃河水質惡化，Cl-、含鹽量較高，需要補加一部分地下水作為補充水，地下水硬度、堿度較高，使用ZS-401，循環冷卻水工藝指標難以控制，且不能有效地阻止垢的形成，特別是在阻磷酸鈣垢方面；另外，ZS-401在緩蝕方面亦暴露出不足。我們根據補水及現場掛片的實際情況，適時對水穩劑配方進行調整，增加了磺酸鹽、有機磷羧酸，篩選出了一種適合高硬、高堿、高cl-的新型緩蝕阻垢劑ZS-402，并應用于現場循環冷卻水系統，滿足了生產的需要，達到了較好的效果。
1 循環水補充水類型分析
我公司循環水補充水用的是黃河水和部分地下水水質如表1。
水質分析及水類型判斷見表2。
通過對循環冷卻水水型判斷可知，低濃縮倍數有腐蝕傾向，高濃縮倍數（＞2.0倍）有嚴重結垢傾向。
2 ZS-401與ZS-402配方比較
ZS-401主要由西稀酸類多元共聚物、HEDP、BTA等組成，此配方克服了磷系配方阻垢效果差的缺點，但阻磷酸鈣垢能力差。ZS-402在ZS-401配方基礎上復配了一定量的有機膦羧酸、AMPS磺酸共聚物。由于磺酸共聚物的加人增大了有機膦的活性，PBTCA的加入使阻碳酸鈣垢的能力更強。同時由于PBTCA具有較好的緩蝕性能、穩定鋅鹽效果好等特點，使緩蝕效果明顯加強。
3 ZS—402阻垢、緩蝕試驗
3．1 阻碳酸鈣垢。磷酸鈣垢試驗
生產補充用水強化水質條件下，ZS-402與ZS-401阻碳酸鈣垢、磷酸鈣垢性能對比。試驗水溫80±0.5℃，恒溫10h，pH值控制在9.0±0.5。試驗結果如下表3。
注：Ca2+，總堿以CaCO3計 通過靜態阻垢試驗表明，60mg／L的ZS-402對Ca2+總堿度的允許值達到了l100mg／L，對冷卻水
中總堿度達到了600mg/L，且阻碳酸鈣垢、磷酸鈣垢效果都比ZS－401有大幅度提高。
3．2 緩蝕試驗
采用旋轉掛片失重法，按中石化總公司規定的試驗方法進行。試驗用水水質見表4。
掛片在常溫預膜48h后，正常運行72h，藥劑濃度為60mg/L，掛片采用Ⅰ型A3碳鋼、銅掛片，腐蝕面積為28cm2。試驗結果見表5。
由試驗結果得出：
無論碳鋼或銅，ZS－402緩蝕效果均優于ZS-401。
4 ZS－402現場使用情況
我公司自使用0－402藥劑以來，已連續運行了15000多小時，濃縮倍數大多在3倍以上，夏季缺水時高達4.5倍，總堿+Ca硬大多在1000－1100mg／L、Cl-350mg／L左右，可我公司從沒因換熱器故障停過一次車。
4．1 現場監測換熱器情況
表6列舉了1997年使用ZS－402以來現場監測換熱器部分數據，從表6數據可知，碳鋼管的腐蝕率都在0.125mm/a以下，銅管在0.05mm／a以下。
4．2 界區換熱器情況
使用ZS－402兩年來，于1998年5月和1999年9月兩次計劃停車檢修，從兩次大檢修打開水冷器的表面狀況檢查看，合成碳鋼水冷器管壁無腐蝕、無結垢，取不出垢樣；銅材水冷器冷卻水側管壁清潔光亮，無任何腐蝕結垢現象；尿素不銹鋼冷凝器管壁清潔，表面僅有少量白色附著物，取不出垢樣。實踐證明，ZS－402阻垢緩蝕劑能有效地抑制系統結垢和垢下腐蝕，具有優異的阻垢和緩蝕性能。
5 使用ZS－402的經濟評價
使用ZS－402后，由于濃縮倍數提高1倍多。節約了用水和藥劑量。投用ZS－402前，循環水一進入夏季，原來運行3臺循環水泵，還必須啟運備用泵方能維持生產，現在開2臺泵就能維持正常生產，節約了用電。
6 結論
使用ZS－402后，由于ZS－402的使用范圍寬，使循環水工藝指標合格率由原來的96.36％上升到平均 97.52％，循環水濃縮倍數由原來的2.5～3.0倍上升到2.5～4.0倍，夏季可達4.5倍，節水率提高了8％，在現場應用取得了良好效果，提高了生產效率，延長了設備使用壽命，得到了公司上下的一致認可。
作者簡介： 賈瑞奇（1965－），男，工程師，學士學位，中原大化集團精細化工廠副廠長。
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