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冷却水石油化工污水循环利用过程缓蚀技术

收藏本文 2024-02-08 点赞:6946 浏览:22907 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要: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。回用水成分复杂、腐蚀性强,在回用历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主要采取的防腐措施为静态监测与投加化学药剂,其探讨缺乏实时性与系统性。本论文针对广东茂名石化企业炼油厂与乙烯厂回用水腐蚀现象,采取静态失重与动态模拟装置相结合的策略对两类回用水的防腐与阻垢,缓蚀阻垢药剂的筛选与优化进行了详尽考察与探讨,并得出如下结论:(1)以失重法对碳钢在炼油厂回用水介质中的腐蚀历程进行了静态监测,结果表明:COD、氨氮、浊度、油含量对腐蚀有轻微的推动作用,酸度与温度则能显著推动腐蚀。以相同策略对碳钢在蒸馏水模拟的回用水介质中的腐蚀历程进行了静态监测,结果表明:在Cl-的浓度1200mg/L、SO4~(2-)1350mg/L、HCO3-1450mg/L、NO_3~-1650mg/L的范围内,随着离子浓度增加腐蚀速率快速上升,其中Cl~-与SO4~(2-)对腐蚀的推动作用最为显著,超过此范围后腐蚀速率升高走势变缓;S~(2-)对腐蚀速率的影响与pH有关,在5.5pH 8.0的弱酸性环境中随着pH增大腐蚀速率减小,在pH8.0的弱碱性环境中,S~(2-)对碳钢的腐蚀极小。NO~(2-)、PO43-对Cl~-的点蚀有抑制作用,NO~(2-)与Cl-浓度比大于0.8时以及PO_4~(3-)与大量Ca~(2+)共存时,Cl~-的点蚀被显著抑制;SO_4~(2-)对Cl-点蚀的抑制程度与两者浓度比有关,SO4~(2-)浓度越高,Cl-的浓度越低,Cl-对碳钢的点蚀越小;当Cl-、Ca~(2+)与一种或数种含氧酸根同时有着时,溶液的腐蚀走势应以硬度来判断。由于垢下腐蚀,低硬度的水质(钙硬度100mg/L)随着硬度增加腐蚀腐蚀速率急剧增大,在高硬度的水质中(钙硬度450mg/L)腐蚀速率由含氧酸根决定,极高含量的含氧酸根会造成腐蚀反应阻力变大,以而抑制腐蚀。(2)利用MATLAB建立了基于BP神经网络算法的模拟循环冷却水中碳钢的平均腐蚀速率预测模型,以逐步回归法筛选了影响腐蚀速率的六大大因素:温度、pH、Ca~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)、HCO_3~-。该模型具有良好的预测精度,模拟出的平均腐蚀速率与实测值吻合较好,能够反映冷却水中各腐蚀性因素与腐蚀速率之间的联系。(3)对数种复合缓蚀阻垢剂的性能进行了考察,结果表明PBTCA在利用浓度、缓蚀率、阻垢率上均优于其他数种缓蚀阻垢剂。以PBTCA为主剂探讨协同效应发现它与HEDP、ATMP、RP-34、RP-34(1)有着协同效应,与PC-604不有着协同效应,当PBTCA与HEDP浓度比为1:2时阻垢率最优,达到85.58%;以正交试验复配的4元缓蚀阻垢剂性能优良,复合配方为:15mg/L PBTCA+20mg/L HEDP+20mg/L ATMP+3mg/L七水硫酸锌。以该配方测定炼油厂回用水缓蚀率为86.18%,乙烯厂回用水缓蚀率为86.44%,阻垢率为87.42%,腐蚀速率降至0.0168mm/a与0.0091mm/a,符合炼油厂与化工厂循环冷却水防腐要求。以众和国颂专利产品RP-98为缓蚀剂测定炼油厂污水缓蚀率为89.54%,乙烯厂污水缓蚀率为92.45%,阻垢率为90.34%。自配药剂在缓蚀阻垢性能上稍次于RP-98,但用量上更有优势。(4)浅析了两种循环冷却回用水成分,详尽探讨了两种不同水质的腐蚀机理,利用NJHL-C一体动态模拟试验装置模拟炼油厂与乙烯厂冷却水循环历程,在前有的试验数据基础上对腐蚀的全历程进行实时监测。结果表明:乙烯厂回用水以碳酸钙、硫酸钙结垢为主,炼油厂回用水中不仅有上面陈述的盐垢的生成,还伴有大量微生物滋生,易造成污堵。复合缓蚀剂RP-98能将两种回用水的污垢热阻值制约在极低水平下,当乙烯厂、炼油厂回用水与自来水的掺合比分别小于75%及50%时,回用于循环冷却水系统能获得最佳缓蚀阻垢效果。关键词:循环冷却水论文腐蚀因素论文缓蚀阻垢剂论文BP神经网络论文动态模拟试验论文

    摘要4-6

    Abstract6-11

    第1章 引言11-23

    1.1 石化污水回用的作用及有着不足11-12

    1.1.1 直流冷却水11

    1.1.2 循环冷却水11-12

    1.2 污水腐蚀结垢机理与探讨近况12-17

    1.2.1 腐蚀分类12

    1.2.2 腐蚀结垢机理的国内外探讨近况12-16

    1.2.3 腐蚀结垢机理探讨走势16-17

    1.3 冷却水的腐蚀浅析策略17-18

    1.3.1 静态监测17

    1.3.2 动态监测17-18

    1.3.3 腐蚀浅析策略探讨走势18

    1.4 石化污水缓蚀阻垢技术探讨近况18-20

    1.4.1 缓蚀阻垢技术概述18-19

    1.4.2 缓蚀阻垢剂探讨近况19-20

    1.4.3 缓蚀阻垢剂的复配与协同效应20

    1.5 循环冷却水系统的腐蚀探讨所有着的不足20-21

    1.6 本论文的探讨内容21-22

    1.7 本论文技术路线22

    1.8 本论新之处22-23

    第2章 实验部分23-30

    2.1 仪器与试剂23-24

    2.1.1 实验仪器23

    2.1.2 实验原料与试剂23-24

    2.2 实验策略24-30

    2.2.1 炼油厂与乙烯厂回用水水质浅析策略24

    2.2.2 碳钢在回用水中的失重试验24-26

    2.2.3 复合缓蚀剂的阻垢性能评定策略26-27

    2.2.4 动态模拟装置浅析策略27-30

    第3章 结果与讨论30-65

    3.1 单一因素对碳钢腐蚀的影响30-42

    3.1.1 酸度、温度、浊度、油含量的影响30-32

    3.1.2 影响腐蚀的离子32-39

    3.1.3 微生物腐蚀39-41

    3.1.4 小结41-42

    3.2 BP 神经网络预测模型的建立与训练42-47

    3.2.1 主因子的确定42

    3.2.2 神经网络拓扑结构42-43

    3.2.3 腐蚀速率模型的建立预测与运转43-46

    3.2.4 小结46-47

    3.3 缓蚀剂的阻垢性能与协同效应浅析47-55

    3.3.1 药剂的阻垢性能与协同效应浅析47-51

    3.3.2 药剂缓蚀性能的测定与复配51-54

    3.3.3 小结54-55

    3.4 一体化动态模拟实验55-65

    3.4.1 回用水水质浅析55-56

    3.4.2 一体化动态模拟实验的运转与结果浅析56-64

    3.4.3 小结64-65

    结论65-66

    致谢66-67

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