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(yīng)高鈣、高堿、高氯離子的循環(huán)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(huán)冷卻水在較高的濃縮倍數(shù)下運行，提高了循環(huán)冷卻水的經(jīng)濟效益。
　　關(guān)鍵詞：循環(huán)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(chǎn)的大型化肥生產(chǎn)裝置，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)水量為17500m³／h，補充水為預處理的黃河水。投產(chǎn)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(shè)備結(jié)垢嚴重的問題，但隨著黃河水質(zhì)污染的日益嚴重，特別是在黃河枯水季節(jié)，黃河水質(zhì)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(huán)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(jù)補水及現(xiàn)場掛片的實際情況，適時對水穩(wěn)劑配方進行調(diào)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(yīng)用于現(xiàn)場循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，滿足了生產(chǎn)的需要，達到了較好的效果。

1 循環(huán)水補充水類型分析

　　我公司循環(huán)水補充水用的是黃河水和部分地下水水質(zhì)如表1。

表1 補充水水質(zhì) 項目最高值最低值平均值 濁度/(mg.L^-1)3.010.721.87 電導率/（μs.cm^-1)8.90750842.5 pH8.888.138.54 總Fe/(mg.L^-1)0.0630.0220.0275 Cl-/(mg.L^-1)140.07104.61137.24 SO₄^2-/(mg.L^-1)144.057.686.4 Ca²⁺(以CaCO₃計）/(mg.L^-1)190.3895.2154.05 總堿度（以CaCO₃計）/(mg.L^-1)215110172.88 總固/(mg.L^-1)590434497.1 溶固/(mg.L^-1)545436459.8

　　水質(zhì)分析及水類型判斷見表2。

表2 水質(zhì)分析及水類型判斷 濃縮倍數(shù)實際pH值穩(wěn)定指數(shù)水質(zhì)傾向 1.08.545.26輕度結(jié)垢與緩蝕 2.08.604.43嚴重結(jié)垢 3.08.683.02極嚴重結(jié)垢 4.08.722.48極嚴重結(jié)垢 4.58.782.42極嚴重結(jié)垢

　　通過對循環(huán)冷卻水水型判斷可知，低濃縮倍數(shù)有腐蝕傾向，高濃縮倍數(shù)（＞2.0倍）有嚴重結(jié)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(chǔ)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(wěn)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(chǎn)補充用水強化水質(zhì)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(jié)果如下表3。

表3 ZS-402與ZS401對比試驗 試驗配方試驗水質(zhì)投加量/(mg.L^-1)阻碳酸鈣垢率/%阻磷酸鈣垢率/% Ca²⁺(mg.L^-1)總堿/（mg.L^-1) ZS-4015005006069.546.97 ZS-4025006006091.585.0

　　注：Ca²⁺，總堿以CaCO₃計 通過靜態(tài)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(zhuǎn)掛片失重法，按中石化總公司規(guī)定的試驗方法進行。試驗用水水質(zhì)見表4。

表4 循環(huán)水補充水水質(zhì) 項目試驗水N=3.0倍水N=4.0倍水 pH8.548.828.90 Cl^-+SO4^2-/(mg.L^-1)243.2729.6972.8 Ca²⁺(以CaCO₃計）/(mg.L^-1)155.2465.6620.8 總硬度（以CaCO₃計）/(mg.L^-1)198.6595.8794.8 總硬，（以CaCO₃計）/(mg.L^-1)186.2558.6744.8

　　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(jié)果見表5。

表5 試驗結(jié)果 材質(zhì)ZS-401ZS-402 N=1.0n=3.0n=4.0N=1.0n=3.0n=4.0 A₃鋼/（mm.a^-1)0.06630.03850.02750.06090.0980.0259 銅/（mm.a^-1)0.00460.00320.00300.00420.00340.0021

　　由試驗結(jié)果得出：
　　無論碳鋼或銅，ZS－402緩蝕效果均優(yōu)于ZS-401。

4 ZS－402現(xiàn)場使用情況

　　我公司自使用0－402藥劑以來，已連續(xù)運行了15000多小時，濃縮倍數(shù)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(xiàn)場監(jiān)測換熱器情況

表6 監(jiān)測結(jié)果 藥劑材質(zhì)時間腐蝕率/（mm.a^-1)污垢沉積率/（mm.a^-1) ZS-402碳鋼97.9.25-20.250.02608.7403 ZS-402碳鋼98.2.11-5.110.01396.3267 ZS-402銅97.11.25-98.2.110.00276.8165

　　表6列舉了1997年使用ZS－402以來現(xiàn)場監(jiān)測換熱器部分數(shù)據(jù)，從表6數(shù)據(jù)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(qū)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(jié)垢，取不出垢樣；銅材水冷器冷卻水側(cè)管壁清潔光亮，無任何腐蝕結(jié)垢現(xiàn)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(tǒng)結(jié)垢和垢下腐蝕，具有優(yōu)異的阻垢和緩蝕性能。

5 使用ZS－402的經(jīng)濟評價

　　使用ZS－402后，由于濃縮倍數(shù)提高1倍多。節(jié)約了用水和藥劑量。投用ZS－402前，循環(huán)水一進入夏季，原來運行3臺循環(huán)水泵，還必須啟運備用泵方能維持生產(chǎn)，現(xiàn)在開2臺泵就能維持正常生產(chǎn)，節(jié)約了用電。

6 結(jié)論

　　使用ZS－402后，由于ZS－402的使用范圍寬，使循環(huán)水工藝指標合格率由原來的96.36％上升到平均 97.52％，循環(huán)水濃縮倍數(shù)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(jié)水率提高了8％，在現(xiàn)場應(yīng)用取得了良好效果，提高了生產(chǎn)效率，延長了設(shè)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。