2陕西省现代建筑设计研究院 陕西西安 710048
摘要：冷却水在循环系统中，由于水的温度、速度、pH、溶解氧气含量、无机离子的浓缩等原因[1]，均会产生比直流系统更为严重的沉积物的附着、设备腐蚀。诸多生产实践和文献表明，唯有采取有效的维护措施，并根据现场情况选择投加相应的缓蚀阻垢剂药，就能够有效解决管线的结垢和腐蚀问题。研究了几种低磷缓蚀阻垢剂、无磷缓蚀阻垢剂的筛选、优化、复配比例，并进行了室内阻垢、缓蚀性能试验。将样品应用与于塔河油田某天然气处理站循环冷却水系统，取得了良好的现场应用效果。
关键词：缓蚀阻垢剂；复配；冷却循环水
目前缓蚀阻垢剂应用较为广泛的有无机聚磷酸盐、有机磷酸盐、钼酸盐等[2]。采用单一药剂很难达到缓蚀阻垢的效果，而采用多种缓蚀阻垢药剂进行复配，充分发挥多种药剂的协同效应，达到更好的效果[3]。本文依据塔河油田某天然气站循环冷却水补充水质分析数据选定了低磷、无磷和锌盐为主的药剂，在不同复配条件下，通过阻垢试验和失重试验对药剂进行评价和应用。
1室内评价
1.1缓蚀阻垢剂的复配
缓蚀阻垢剂复配方案见表1。
1.2阻垢实验
具体方法为：参照SY/T5673-93《油田用防垢剂性能评定方法》进行实验，实验温度70℃，25h后取出测定水中残留钙离子含量，同时测量原水的钙离子含量比较即得出阻垢率。
式中M0：原溶液中测得的钙离子浓度之半；
M1：未加防垢剂混合溶液中钙离子浓度；
M2：加防垢剂后混合溶液中钙离子浓度
1.3失重实验
试验用水为现场补给水源，在浓缩倍数为2~4倍条件下进行试验，试验温度(50±1)℃，试片材质为20#钢，试验时间168h。根据试片试验前后失重计算腐蚀速率[4]。
式中rcorr：缓蚀率；m：试验后试片质量；mt：试验后试片质量；S：试片面积；t：试验时间；ρ：试片材质密度。
2结果与讨论
2.1阻垢实验结果
从表2可以看出，所有配方的阻垢率均达到了85%以上，与其他配方相比3号配方和5号配方阻垢率达到90%以上，表现出了更强的阻垢性能。然而在与现场所使用的杀菌剂进行配伍实验时，加入了BHMTPMPA的4号和5号有沉淀产生，加入过多量DTPMP的3号也出现了少量沉淀现象。
2.2失重实验结果
由表3中可以看出，冷却循环水系统中的水质有较强的侵蚀性，未加缓蚀阻垢剂的空白一组数据腐蚀速率远远超过了标准的0.075mm/a，其余加入缓蚀阻垢剂后的水样腐蚀情况都有所控制，其中1号中因未加入锌盐，没有在钢片表面形成有效的保护膜导致缓蚀效果较差。其余四种实验样品结果均达到了标准要求的0.075mm/a，其中由于所加药剂中DTPMP和BHMTPMPA两种药剂酸性较强，导致pH高低差异，而显现出对钢片的侵蚀效果不同。其中2号配方表现出了良好的缓蚀效果。
2.3结论
通过静态阻垢实验，评价了5种低磷复配缓蚀阻垢剂。其中3号、4号、5号阻垢效果好，但是4号、5号加入了BHMTPMPA与现场所用杀菌配伍性不好，有沉淀生产。
缓蚀效果上，在现场水质浓缩2~4倍条件下，添加阻垢效果较好的2号、3号、4号及5号均表现出良好的缓释效果。
综上所述，选择2号缓蚀阻垢药剂既可满足阻垢效果，又可达到缓蚀效果，与现场所加杀菌剂配位性良好。
3现场应用
塔河某天然气处理站冷却循环水系统加入上述水处理剂配方运行以来时，循环水定时排污、浓缩倍数在2~4倍条件下运行。由原来现场水质的SI=1.1、SAI=5.1转变为SI=-0.98、SAI=8.87系统[5]基本解决了结垢、腐蚀趋势问题，有效保证了循环水系统稳定、安全和运行，保证了企业的正常生产[6]。与此同时还满足了环保排放要求，为节水减排作出了贡献，降低了企业的生产成本。因此使用低磷、无磷型循环水处理药剂具备技术优势和实践意义，可根据现场的水质，调整复配方案而做到推广使用。
参考文献
[1]唐酞峰．循环冷却水复配阻垢缓蚀剂配方的优化．环境科学与技术，2004，27：126-128．
[2]黄娟，徐强，任志峰，等．循环冷却水缓蚀剂和阻垢剂的研究进展．电镀与精饰，2009，31(2)：22-25．
[3]沙志强，曾玉，魏新国，等．低磷-无磷复配缓蚀阻垢剂的研究和应用．工业水处理，2010，30(10)：73-75．
[4]SY-T5273-2000．油田采出水用缓蚀剂性能评价方法．
[5]SY/T0600-2009．油田水结垢趋势预测．
[6]GB50050-2007．工业循环冷却水处理设计规范
作者简介：
1李波，1981，男，汉族，硕士，单位：西安工程大学环境与化学工程学院
2张潇予，女，汉，硕士，陕西省现代建筑设计研究院
2裴盼盼，女，汉族，硕士研究生，陕西省现代建筑设计研究院
论文作者:李波1,张潇予2,裴盼盼2
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/7
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