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1、第30卷化肥工业第3期X环保型水稳剂的研制及应用刘明邓建利李克景王建娜王杰(中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司研究院淄博255400)摘要以锌盐、钼酸盐、低膦有机物、羧酸磺酸共聚物为循环水系统缓蚀阻垢剂的有效组份,研制了新型低膦缓蚀阻垢剂。其特点是含磷量仅为常规有机膦系列复合水处理剂的30%～50%。循环水系统应用该水稳剂后,排污水磷含量(<1.0mg/L,以P计)符合环保要求,缓蚀阻垢性能达到中石化标准要求。关键词水稳剂研制应用缓蚀阻垢在20世纪60年代,循环冷却水系统一般使准要求(1.0mg/L)。用铬系水处理方案,对环境污染严
2、重。20世纪70年代以后,大多数循环冷却水系统应用传统的有1QS-16水稳剂缓蚀阻垢机理及研制机膦(HEDP、ATMP等)和羧酸共聚物复合水稳剂QS-16水稳剂是复合型缓蚀阻垢剂,有效组替代了铬系配方,并逐渐过渡到碱性水处理运行份主要是低膦型有机物、钼酸盐、羧酸磺酸多元共工艺。它减轻了铬对环境的污染,但排污水中磷聚物、锌盐和铜缓蚀剂,在循环水中的主要作用是含量较高,存在水体的富营养化问题。对此,某些抑制系统的腐蚀和结垢。欧美发达国家提出循环水系统磷的排放限制(德在缓蚀方面,它利用低膦型有机物、锌与金属国要求≤1.0mg/L)。从20
3、世纪90年代起,无磷和水中离子反应生成Ca-Zn-P-Fe-O沉淀或低磷型循环水处理剂在国外得到了快速发展,膜,抑制金属的阴极腐蚀速率;以钼酸盐为阳极型代表性产品有膦酰基羧酸(POCA)、多氨基多羧基缓蚀剂,与适宜的膦等生成膦钼杂多酸盐,对多种甲叉膦酸(PAPEMP)等大分子有机膦类和聚天冬金属材质起到吸附、钝化作用;利用膦、钼、锌之间氨酸、肉桂醛类等无磷缓蚀阻垢剂及相应的复合的多元协同增效作用,大幅降低钼酸盐用量。2-配方。它们的特点是对钙的容忍度较高,能稳定在阻垢方面,以含有强酸基团(-SO3)、弱锌、铁离子,适合在苛刻的水质条
4、件下应用,基本酸基团(-COOH)的羧酸磺酸共聚物及非离子基不含磷或含磷较低。团(-C-O-R,-OH)和膦酸基团有机物为有效目前,我国循环冷却水系统中使用最多的缓组份。强酸基团对难溶型微晶体的活性部分有强蚀阻垢剂是传统的有机膦系列复合水稳剂,循环吸附作用,抑制结晶产生;吸附了强酸基团的微晶水中磷含量一般为1.35～2.50mg/L。我国对污体带相同电荷,相互排斥,使其分散在水中。弱酸水磷的排放GB8978-1996已作出限制(<1.0基团、非离子基团和膦酸基团通过物理和化学作mg/L)。从长远发展趋势看,传统的磷/膦系水处用,吸附
5、于碳酸钙小晶体上,使界面大大增加,将理剂的应用和生产必然受到限制,最终会被新型大量钙、镁离子等稳定在水中。同时有效组份本低磷型或无磷水处理剂取代。身也是金属离子的螯合剂,具有低剂量效应;羧酸本项目采用锌盐、钼盐、大分子低膦有机物、磺酸共聚物和大分子膦酸盐也能够稳定水中的锌羧酸磺酸共聚物为循环水缓蚀阻垢处理方案,研离子,使其在碱性水质条件下不会形成氢氧化锌制了新型低膦缓蚀阻垢剂(简称QS-16水稳剂)。沉淀。实验结果表明,其缓蚀阻垢性能达到中石化标准,QS-16水稳剂有效组份的最佳含量及缓蚀、同时使排污水的磷含量降低到0.69～0.9
6、2mg/L,阻垢作用和相互之间的协同效应由均匀试验及回排污水总磷(以P计)达到GB8978-1996一级标归分析确定。X本文作者的联系电话:0533-754122424第30卷化肥工业第3期2QS-16水稳剂缓蚀、阻垢性能由表2试验结果可看出,在水质条件相同的采用碳酸钙静态阻垢、旋转挂片腐蚀试验及情况下,QS-16水稳剂与QS-12H水稳剂的碳酸动态模拟试验评价QS-16水稳剂的缓蚀阻垢性钙阻垢性能基本相当,缓蚀效果优于QS-12H水能,试验过程中与常用的有机膦酸盐和丙烯酸/丙稳剂。QS-16水稳剂的最佳使用浓度为60～80烯酸酯共
7、聚物型复合缓蚀阻垢剂(QS-12H)进行mg/L。在药剂浓度相同的情况下,QS-16水稳剂对比,试验用水为现场补充水。缓蚀阻蚀性能评的总磷含量仅为QS-12H水稳剂的40%左右。价水质及试验条件见表1、表2,动态模拟评价试表3试验结果表明,在表1的水质条件下QS验结果见表3。-16水稳剂的缓蚀阻垢性能达到中石化标准要表1阻垢和腐蚀性能评价试验水质及试验条件求,QS-16水稳剂的缓蚀阻垢效果略优于QS-碳酸钙挂片腐动态模拟12H水稳剂。项目阻垢蚀试验试验实验温度(℃)80±150±1常压饱和蒸汽3工业应用试验循环水流速(m/s)静态0
8、.351.0QS-16水稳剂工业应用试验在中国石油化实验时间(h)1672408工公司齐鲁股份有限公司供排水厂空分循环水系循环水入口温度(℃)32±13水质循环水统进行,系统循环量为3000m/h,冷换设备材质2+(以CaCO主要是碳
