清洗预膜在炼化循环冷却水处理中的应用
摘要：文中介绍了清洗预膜的基本原理、清洗预膜对循环水系统的作用。通过对大庆炼化公司第二循环水场的清洗预膜的实际操作，证明清洗预膜在循环水系统中的应用有显著效果。
关键词：清洗；预膜；冷却水；循环水系统；腐蚀
在化工生产循环水系统中，由于水的温度不断升高、水流速度的变化、水的蒸发、水中各种无机离子和有机物质的浓缩、冷却塔和冷却池在室外受到阳光照射、风吹雨淋、尘土泥沙的进入以及设备结构和材质等多种因素的综合作用，会产生比直流冷却水系统更为严重的沉积物的附着；另外，换热器一旦发生腐蚀或结垢，尤其是局部腐蚀的发生，将使换热器很快泄漏并导致报废，给生产带来巨大的损失。因此，定期对水进行处理和对设备、管线的清洗预膜是十分必要的。
1 清洗预膜在炼化公司循环水系统的应用
清洗预膜是指用有机酸、有机分散剂等化学药剂，通过化学作用将附着在循环冷却设备和管线中的水垢、粘泥、油污、沉积物进行溶解、疏松、剥离，使设备表面清洁，然后在循环水系统中投加预膜剂，在活化的金属表面预先生成一层完整的耐腐蚀的保护膜”[1]。
大庆炼化公司动力厂第二循环水系统循环水量8 kt／h，主要为二套常减压、重整及化工装置供水。由于该系统采用的补充水的特点是碱度高、硬度小的腐蚀型水，系统主要为炼油装置配套，在日常生产运行时难免出现漏油现象，油进入循环水系统会造成系统的水质恶化，并导致粘泥产生，对生产装置中的冷换设备和管线造成腐蚀，影响生产的正常进行。针对该情况，2002年7月中旬，利用停工检修的时间采用化学清洗有效去除污垢和锈瘤，并通过预膜的实施，使换热设备和循环水管线增强了抗腐蚀能力，为保证装置连续稳定长周期运行奠定了基础。
系统清洗预膜共分3个阶段实施。
1．1 除油处理
通过投加油垢清洗剂DQ一504对乳化油及水冷器填料等处油污和破乳、渗透作用，使之形成小颗粒的浮油，通过溢流排出循环水系统。
2002年7月14日，关闭排污阀，按系统保有水量一次性投加DQ一504油垢清洗剂2 000 kg，运行2 h后开始分析pH值、浊度、总铁含量，24 h后水的浊度由1 1．33 mg／L增加68．4 mg／L，总铁含量由0．81 mg／L增加到3．7 mg／L。2002年7月16日开始系统置换，数据见表1。
 |
从表1看出，第一阶段除油处理，水质浊度、Ca2+、总铁明显上升，并且水池上面出现浮油，说明除油效果很好。
1．2 化学清洗
目的与作用：是用DQ一501清洗剂对系统中产生的锈、碳酸钙等污垢作用生成易溶于水的离子，通过系统置换将溶于水的各种杂质离子排出循环水系统，使系统设备的金属表面清洁光亮回。
2002年7月17日11：00加入DQ一501清洗剂12 t，13：30投加完毕后，水逐渐由澄清透明变成浑浊，14：50用硫酸调节水的pH，使其控制在3．0～5．0之间，充分发挥DQ一501清洗剂的性能。清洗分析数据见表2。
 |
从表2看出，经过DQ一501的化学作用Ca 到达100 mg／L左右就稳定不变，说明水系统中没有多余的碳酸钙与DQ一501反应生成游离Ca ；从总铁分析pH值稳定控制后，使铁离子迅速上升，且再到达一个稳定平台；从现象分析，水质由开始的澄清透明变成浑浊，并且逐渐变成乳白色，也充分说明DQ一501除垢除锈效果很好。
1．3 预膜处理
循环水系统的预膜是碳钢防腐的重要手段之一。预膜的目的是对进行化学清洗后尤其是酸洗后处于活化状态的新鲜金属表面，或其保护膜曾受到重大损伤金属表面上，在设备投入正常运行之前预先生成一层完整的而耐腐蚀的保护膜。为了提高缓蚀剂的成膜效果，常在循环水开工初期投加较高的缓蚀剂量，待成膜后，再降低药剂浓度维持补膜，即所谓的正常处理I 。这种预膜处理，其目的是希望在金属表面上能很快地形成一层保护膜，提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。
2002年7月22日10：00开始在系统中投加DQ一503分散剂1 250 kg，13：00开始投加DQ一502预膜剂3 000 kg，用硫酸调节pH值控制在6．0～7．0之间，使其在活化金属表面迅速形成一种薄而致密的保护膜。18：00在塔内挂挂片，分析数据见表3。
从表3看出，预膜后，试片表面光滑无锈蚀，成膜薄而致密，并且均匀，从挂片观察，挂片上出现明显的浅蓝色光晕。
1．4 清洗预膜的效果评价
预膜效果的评定目前尚无有效的定量测试方法，但可以采用硫酸铜溶液法进行定性评定。采用CuSO4一NaC1法进行检验，从碳钢挂片检验情况看：预膜48 h，挂片表面较干净，有明显的色晕，经CuSO4一NaC1检验，铜的析出时间较长，均为30 S以上，且试液滴上后能迅速扩散，说明成膜致密，表面光滑；而没有经过预膜的挂片，试液滴上只有4 S就出现红点，并且试液滴到挂片上不会流动，预膜与未预膜差别较大，由此可以断定清洗预膜技术是可行的。
2 结论
(1)清洗预膜可以使循环水系统得到很好的清洗，特别是粘泥、碳酸钙及铁锈的去除效果理想，实际运行结果表明该技术有推广价值。
(2)在同一个系统中，经过预膜和未经预膜的设备，在使用同样的缓蚀剂情况下，其缓蚀效果却相差很大。预膜后的腐蚀速度明显低于未预膜的腐蚀速度。实施预膜，可以降低循环水对钢质设备及管线的腐蚀速率，减少设备的腐蚀，延长设备的使用寿命。因此，循环水开工初期的预膜工作必须要给以高度重视。
(3)循环水系统除了在开工时必须要进行预膜外，在发生以下情况时也需进行重新预膜：①年度大检修系统停水后；② 旧的换热器或冷却水系统清洗，尤其是酸清洗之后；③停水40 h或换热设备暴露在空气中12 h；④从现场控制来看，若pH值控制根据现场在线监测值和化验分析pH值，采取平均值控制在6。0～7。0之间，则成膜效果更好。
参考文献：
[l]祁鲁梁，李永存，杨小莉冰处理药剂及材料手册[M]，北京：中国石化出版社，2000：23—25。
[2]严瑞遁，水处理剂应用手册，(第二版)[M]，北京：化学工业出版社．2003：57—59。
[3]周本省，工业水处理技术，(第二版)[M]，北京：化学工业出版社2005：34—36。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
