CN104230015B

CN104230015B - 一种适用于石化污水回用循环水系统的复合缓释阻垢剂

Info

Publication number: CN104230015B
Application number: CN201410447298.0A
Authority: CN
Inventors: 朱越平; 李德豪; 伊帆; 郎春燕; 殷旭东
Original assignee: Guangdong University of Petrochemical Technology
Current assignee: Guangdong University of Petrochemical Technology
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2034-09-04
Also published as: CN104230015A

Abstract

本发明公开了一种适用于石化污水回用循环水系统的复合缓释阻垢剂，由2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸和硫酸锌组成。本发明的复合缓释阻垢剂，对炼油厂回用水进行动态模拟实验，水质缓蚀率为86.18%，对乙烯厂回用水进行动态模拟实验水质缓蚀率86.44%，阻垢率87.42%。腐蚀速率已降到0.0168 mm/a与0.0091 mm/a，符合中石化循环冷却水腐蚀速率小于0.075 mm/a防腐要求。与现有的聚磷羧酸盐类复合缓释阻垢剂相比，本发明的复合缓释阻垢剂的具有添加量小，缓蚀阻垢效果好的优点。

Description

一种适用于石化污水回用循环水系统的复合缓释阻垢剂

技术领域

本发明涉及一种新型的水处理剂，特别涉及一种适用于石化污水回用循环水系统的复合缓释阻垢剂。

背景技术

工业企业是用水大户，也是排污大户，石化行业尤为突出，水资源的缺乏和污水排量大已成为阻碍我国石油化工行业发展的两大瓶颈问题。根据中国石化2012年可持续发展报告中的数据进行测算，其加工吨原油平均新鲜水取水量约为0.55t/t，平均污水外排量为0.27t/t，而法国的波亚炼油厂1976年加工吨油取水量和排污量就已经分别达到了0.3t和0.14t，上世纪70年代世界石油大亨壳牌每吨油废水排放量也已降低0.19t。因此正在快速发展的石油化工行业是国家发改委确定的五大节水重点行业之一，对石化企业污水进行深度处理并循环利用已势在必行，这是彻底解决此行业水资源不足、污水排放量大引起水环境污染问题的根本途径。

由于水资源短缺，国内的多数石化企业将污水回用于循环冷却水系统。但回用水成分复杂，高盐、高硬度，腐蚀性强，在回用过程中造成了严重的设备腐蚀与结垢。目前各大石油化工企业污水回用除了在设备采购上使用耐蚀性设备外，对运行过程采取的防腐措施主要是在金属表面覆盖各种保护层将其与大气、土壤、污水等腐蚀性的介质分开及投加缓蚀阻垢剂形成保护膜来控制腐蚀阻垢。但对已投入使用的大型循环冷却设备来说，内部结构复杂，覆盖保护层操作困难，成本较高。而添加缓蚀阻垢剂和杀菌剂是现在采用最多，最主要和有效的控制方法。

开发出一种高效的适用于石化污水回用循环水系统的复合缓释阻垢剂是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于石化污水回用循环水系统的复合缓释阻垢剂。

本发明所采取的技术方案是：

一种适用于石化污水回用循环水系统的复合缓释阻垢剂，由2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸和硫酸锌组成。

复合缓释阻垢剂中，2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸和硫酸锌的质量配比为（10～30）：（15～40）：（15～40）：3，其中硫酸锌以七水硫酸锌计。

2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸和硫酸锌的质量配比为（10～20）：（15～30）：（15～30）：3，其中硫酸锌以七水硫酸锌计。

2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸和硫酸锌的质量配比为（13～18）：（20～25）：（20～25）：3，其中硫酸锌以七水硫酸锌计。

2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸和硫酸锌的质量配比为15：20：20：3，其中硫酸锌以七水硫酸锌计。

本发明的有益效果是：

本发明的复合缓释阻垢剂，对炼油厂回用水进行动态模拟实验，水质缓蚀率为86.18%，对乙烯厂回用水进行动态模拟实验水质缓蚀率86.44%，阻垢率87.42%。腐蚀速率已降到0.0168mm/a与0.0091mm/a，符合中石化循环冷却水腐蚀速率小于0.075mm/a防腐要求。

与现有的聚磷羧酸盐类复合缓释阻垢剂相比，本发明的复合缓释阻垢剂的具有添加量小，缓蚀阻垢效果好的优点。

本发明的复合缓释阻垢剂，原料易得，基本无毒无害，生产和使用成本低。

具体实施方式

方便起见2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸分别使用其常用简写，2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸为PBTCA，羟基亚乙基二膦酸为HEDP，氨基三甲叉膦酸为ATMP。各缓蚀剂的组成如下表所示。

表1、各缓蚀剂组成配方表

对比例2为聚磷羧酸盐类复合缓释阻垢剂RP-98。

炼油厂、乙烯厂回用水水质主要指标见下表2。

表2、炼油厂、乙烯厂回用水水质主要指标

动态模拟实验方法：

实验采用南京工业大学自动化与电气工程学院开发的NJHL-C型冷却水智能动态模拟试验装置，在NJHL-C型冷却水智能动态模拟试验装置储水箱中加入100L的试验水（自来水：分别添加实施例1的缓蚀剂（每吨水添加58g）、对比例1的缓蚀剂（每吨水添加58g）、对比例2（每吨水添加100g）），启动主循环泵及加热炉，按下表3的要求设置好参数。

表3、动态模拟实验操作条件

打开自动补水阀门自动补水（保证补水箱一直处于有水状态），以保持系统水容积不变，试验期间不进行排污操作，同时也不添加任何杀菌剂或其它助剂，在该工况下连续稳定运行20天。通过模拟工业循环冷却水系统的运行状况，分析回用水在循环过程中的水质变化情况，试验结束后，检查换热管结垢及粘泥附着情况，称重计算污垢沉积率；对腐蚀挂片的表面腐蚀状况进行分析，称重计算挂片的平均腐蚀速率；并参照RP98复合缓释阻垢剂对自配水处理剂的缓蚀阻垢效果进行评价。

实验结果：

实施例1的缓蚀剂，阻垢率87.42%，对炼油厂回用水进行动态模拟实验，缓蚀率为86.18%，腐蚀速率已降到0.0168mm/a；对乙烯厂回用水进行动态模拟实验，缓蚀率为86.44%，腐蚀速率已降到0.0091mm/a，符合中石化循环冷却水腐蚀速率小于0.075mm/a防腐要求。

以茂名某化工公司产品RP-98（聚磷羧酸盐类复合缓释阻垢剂）作为对比，其药剂阻垢率90.34%，使用量为100mg/L时，对炼油厂回用水进行动态模拟实验，缓蚀率为89.54%，腐蚀速率为0.0034mm/a；对乙烯厂回用水进行动态模拟实验，缓蚀率92.45%，腐蚀速率为0.0026mm/a。单就缓蚀率与阻垢率来看虽然实施例1的复配药剂在缓蚀阻垢性能上次于RP-98，但用量更小。

对比例1的缓蚀剂，阻垢率70.26%，对炼油厂回用水进行动态模拟实验，缓蚀率为67.56%，腐蚀速率为0.0528mm/a；对乙烯厂回用水进行动态模拟实验，缓蚀率为70.90%，腐蚀速率为0.0319mm/a，虽仍符合中石化循环冷却水腐蚀速率小于0.075mm/a防腐要求，但从阻垢率与缓蚀率来看均低于实施例1的缓蚀剂。

RP-98使用量为100mg/L，即处理1吨水需添加药剂0.1kg，市场价格为12元/kg，则使用成本为1.2元/吨水。本配方更有优势。本配方PBTCA市场价格为14元/kg，HEDP市场价格为13元/kg，ATMP市场价格为8元/kg，七水硫酸锌市场价格为3元/kg，则计算使用成本为0.64元/吨水。成本更低。

Claims

1.一种适用于石化污水回用循环水系统的复合缓释阻垢剂，由2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸和硫酸锌组成，2-磷酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基亚乙基二膦酸、氨基三甲叉膦酸和硫酸锌的质量配比为15：20：20：3，其中硫酸锌以七水硫酸锌计。