摘要：我廠第Ⅰ循環水系統包括I催循環水系統和I常循環水系統兩部分，循環系統前者分別向I催化裂化、水管氣體分離等生產裝置提供循環水冷卻水；后者向I常壓減壓分餾、網分二聯合等裝置供水。清洗考慮對循環水水質的預膜控制；兩部分循環水可以聯通運行也可以分開運行。

關鍵詞：清洗 預膜 循環水水質

前言

　　我廠第Ⅰ循環水系統包括I催循環水系統和I常循環水系統兩部分，工藝前者分別向I催化裂化、探討氣體分離等生產裝置提供循環水冷卻水；后者向I常壓減壓分餾、循環系統二聯合等裝置供水。水管考慮對循環水水質的網分控制；兩部分循環水可以聯通運行也可以分開運行。I催化裂化裝置按計劃于1999年9月中旬完成了裝置檢修工作，清洗歷時40天。預膜其循環水系統換熱器管束在經過機械清洗后，工藝長時間裸露在空氣中，探討表面覆蓋了一層厚薄不一的循環系統氧化膜及銹垢。為有效防止I催化裂化裝置開工運行后該循環水系統水冷器迅速產生腐蝕或結垢，我們采用了分系統清洗、預膜方式，單獨對I催循環水系統進行了冷態預膜，取得了較好的成膜效果，為I催循環水系統長周期平穩運行創造了良好的前提條件。與此同時，I催循環水系統的清洗預膜未影響I常壓減壓分餾等裝置的正常運行。第1循環水系統實現了兩個子系統清洗預膜與正常運行同步進行的目標。

1　清洗預膜的作用機理

1.1 化學清洗
　　化學清洗由清洗剝離與酸洗兩個過程組成，由于I催循環水系統管路及已進行過機械清洗的換熱器管束內壁多為鐵銹及殘垢，故只需采用酸洗，即通過無機酸或有機酸與鐵銹及鈣垢發生化學反應，將Fe2O3、Fe3O4或CaCO3等物質去除。常用的酸有鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸、氨基磺酸等。
1.2 預膜
　　 酸洗結束后，管道及換器管束呈現出金屬本色，這種狀態極易發生腐蝕。應立即投加具有緩蝕效果的預膜劑，易與水中的兩價金屬離子(如Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺)等形成絡合物(反應方程式見下)，發生電沉積過程而形成沉淀性保護膜，均勻地覆蓋在金屬表面，從而將冷卻水中具有腐蝕性的離子與金屬表面隔開，阻止腐蝕的發生。同時，預膜后，還可控制結垢的增長，以避免導致垢下腐蝕。常用的預膜劑有無機磷和有機磷兩大類。

　　　　　　 2Na₅P₃O₁₀+5Ca²⁺→Ca₅(P₃O₁₀)₂+10Na⁺

　　　　　　 Ca₅(P₃O₁₀)₂+3Na₅P₃O₁₀→5Na₃CaP₃O₁₀

2 清洗預膜方案的選擇

2.1 第I循環水系統的特點
　　我廠第I循環水系統設計處理能力為12500t／hr，由上述兩個子系統組成，兩個子系統間設連通閥。在所有生產裝置投入正常運行的工況下，第I循環水系統采用混和運行方式供、回水，即將兩個子系統間供水、回水母管及吸水井之間的聯通閥打開，以便合理分醞裝置回水的熱負荷，充分發揮涼水塔的熱交換效率，達到降低出水溫度的目的。
2.2 預膜方案的確定
　　根據第I循環水系統的特點，對I催循環水系統的清洗預膜可以采用以下兩種方案：
　　一是不停車熱態法清洗預膜；二是分系統運行，單獨對I催循環水系統進行冷態法清洗、預膜。熱態法預膜的優點是可以使I催化裂化裝置的投運時間提早3天。其缺點：1.對預膜劑的耐溫要求高;2.腐蝕率較大，難以控制；3.費用高。而冷態法預膜具有效果好，腐蝕率較小，費用低的特點。因此，為確保預膜效果，采用方案二，即單獨對1催循環水系統進行冷態法清洗預膜，較為合理。在我廠以往的清洗和預膜過程中，也采用冷態法預 膜，只使用單一的無機磷預膜劑即可滿足生產要求，當時的工況條件是第一循環水系統所有生產裝置同時處于停工狀態。而這次I催循環水系統中仍有氣體分離裝置在正常生產。
　　所以對冷態法的預膜劑進行了篩選，選用無機磷和有機磷預膜劑同時作為預膜劑，并對清洗預膜的全過程進行了仔細的跟蹤觀察，總結經驗。

3 酸洗與預膜

3.1 酸洗
　　酸洗過程采用有機酸與無機酸相結合的方法，由無機酸來協助調節PH值。當I催循環水系統與I常循環水系統完全分隔，單獨運行后，將其循環水的濁度控制在8mg/l以內，于9月17日17：30投加固體清洗劑氨基磺酸1800Kg，并連續投加98％的工業硫酸，控制系統PH值在4.5--5.5之間。酸洗過程中，在取樣箱內安裝了掛片監測腐蝕率，并對循環水濁度、PH值、鈣離子、總鐵等過程監測項目定時分析，其中PH值為連續在線監測。至18日20：00，根據總鐵濃度趨于穩定及鈣離子濃度呈明顯下降趨勢，并且變化不大的情況判斷，已到達酸洗終點，共歷時23小時。其間分析數據如下。
　　見表1

3.2 預膜
　　酸洗于18日20：00結束后，立即對系統進行置換操作，排污水呈黃白色，濁度高達55mg/l。整個置換過程持續了21個小時，排污水濁度穩定在20mg/l左右時，于19日17：30向系統投加預膜劑N-7350及三聚磷酸鈉共計1800kg，同時，通過滴加濃度為98％硫酸，調節系統PH值在5.5—7.0之間，以幫助成膜。期間，共消耗硫酸150Kg。頂膜42小時后，水中總鐵及總磷濃度趨于穩定，變化幅度均在10％以內，且通過取出試片檢查，表面無銹蝕，碳鋼表面有明顯的彩色色暈，已到達預膜終點。預膜運行分析數據如下。

　　見表2

3.3　正常運行
　　通過大量補水置換操作，將系統內總無機磷由預膜結束時的30.1mg/l降至10mg/l左右，已具備切換至正常運行的條件。向系統投加406Kg/l固體堿，將PH值調至7.5--8.0之間，并投加XJ—221水穩劑200kg，將I催循環水系統重新切換至正常運行狀態。