油污清洗劑在循環(huán)冷卻水漏油處理中的應(yīng)用
1 前言
在煉化系統(tǒng)中，隨著冷換熱設(shè)備運(yùn)行周期的不斷增長(zhǎng)，冷換設(shè)備不斷老化，再加上物料腐蝕、操作波動(dòng)等因素，導(dǎo)致冷換設(shè)備的物料泄漏成為煉油生產(chǎn)中常見的問(wèn)題。泄漏的物料進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)后，致使循環(huán)水水質(zhì)惡化，水處理難度加大，水體平衡被破壞，水處理藥劑對(duì)冷換設(shè)備的緩蝕阻垢性能降低，最終造成保護(hù)膜不能形成或形成的保護(hù)膜不完整而使管束產(chǎn)生局部腐蝕。另外泄漏的物料還會(huì)在金屬管壁上粘附，同時(shí)使原有浮在水中的微生物粘泥、灰塵、污垢等在管束內(nèi)集起，形成沉積物，進(jìn)而形成沉積物下腐蝕。因此，循環(huán)水中漏入介質(zhì)后，循環(huán)水的水質(zhì)處理成了循環(huán)水處理的棘手問(wèn)題，油污清洗劑是解決這一問(wèn)題的有效措施。
2 除油方法及作用機(jī)理
由于煉化系統(tǒng)中泄漏油品較為常見，因此，行內(nèi)的專家對(duì)漏油后循環(huán)水處理技術(shù)推出的也較多，目前常用的方法主要有化學(xué)除油方法和生物除油方法兩種。
化學(xué)除油方法是利用除油劑將水中的油品均勻分散乳化而改性，或利用集油劑把水中的油品聚集成一層厚油漂浮水面，并通過(guò)漂油、收油等方法加以去除。生物除油方法則是利用生物酶制劑，通過(guò)氧化、脫氫、脫鹵、脫碳、水合等一系列的生物和化學(xué)作用，使粘性的油塊，變性成為松散的非粘性的物質(zhì)，并可隨循環(huán)水的排污而帶出系統(tǒng)。
大慶煉化公司循環(huán)水除油采用的是化學(xué)方法，即將油污清洗劑加入水中，通過(guò)破乳將油不斷地聚集在水體表面，并通過(guò)收油設(shè)施實(shí)現(xiàn)油水分離。該油污清洗劑的作用機(jī)理是通過(guò)分子壁上帶有的正電荷破除O/W或W/O型乳化油，通過(guò)具有較強(qiáng)滲透能力的滲透劑直接作用于碳鏈來(lái)加速破乳，最終實(shí)現(xiàn)除油。
3 SY-102型油污清洗劑的主要性能
⑴ SY-102型油污清洗劑是一種有效的滲透劑、分散劑和微生物分散劑，該產(chǎn)品的獨(dú)特性主要來(lái)自于它同時(shí)具有疏水性和親水性，在抑制蠟油、石油和微生物等有機(jī)物造成沉淀方面尤其有效，當(dāng)用作生物分散劑時(shí)，由于含有醛類殺生劑，因此，它能夠強(qiáng)化任何生物殺生劑的效力，它的存在使殺菌劑更好地滲入菌泥和大量藻類中，使殺生劑更直接作用于微生物細(xì)胞。
⑵ SY-102型油污清洗劑的疏水性使其能在金屬表面形成一層有機(jī)物保護(hù)膜，防止腐蝕，因此對(duì)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生腐蝕影響。
⑶ SY-102型油污清洗劑是一種陽(yáng)離子型的高分子有機(jī)物，與常用的緩蝕阻垢劑的配伍性良好。
4 系統(tǒng)應(yīng)用概況
大慶煉化公司共有四個(gè)循環(huán)水場(chǎng)。總供水能力為47000t/h，其中第三循環(huán)水場(chǎng)泄漏比較頻繁，因此，在該系統(tǒng)油污清洗劑使用量與使用頻次較多，使用效果也較為明顯。該系統(tǒng)總設(shè)計(jì)供水能力18000t/h，于1999年投產(chǎn)，主要擔(dān)負(fù)ARGG裝置，潤(rùn)滑油廠的循環(huán)水供給，目前運(yùn)行濃縮倍數(shù)平均在4倍以上。2003年，因ARGG裝置的3臺(tái)柴油換熱器交替泄漏，造成水質(zhì)濁度、油含量嚴(yán)重超標(biāo)。雖及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并將泄露換熱器切出系統(tǒng)進(jìn)行處理，但因泄露反復(fù)，不僅使水質(zhì)惡劣，而且油污還在冷卻塔填料、噴頭、冷換熱設(shè)備表面等處粘結(jié)聚集，對(duì)此，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，我們選用SY-102反向破乳油污清洗劑進(jìn)行除油處理，取得了較好效果。
5 漏油后水質(zhì)狀況及危害
煉油裝置泄露后對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)及冷換設(shè)備都有較大的沖擊，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
⑴ 循環(huán)水濁度大幅度上升，在第三循環(huán)水場(chǎng)濁度最高達(dá)到964.15mg/L，為正常水平的近48倍；水中的生物粘泥大幅度上升，最高為11.2mL/L3，為正常水平的近4倍；水中溶油含量最高達(dá)到36.07g/L，為正常水平的近6倍。腐蝕率、粘附速度大幅度上升。
⑵ 泄漏的油經(jīng)涼水塔噴淋冷卻后，黏附在冷水塔噴頭與鄰水填料表面，降低了淋水填料的散熱性能，影響冷卻塔的冷卻效果。同時(shí)由于循環(huán)水的沖刷，粘附的油緩慢釋放，使循環(huán)水水質(zhì)無(wú)法在短期內(nèi)恢復(fù)至原有水平。
⑶ 未經(jīng)涼水塔隔離的油通過(guò)循環(huán)水泵再次進(jìn)入系統(tǒng)循環(huán)，在低流速處沉積，引起垢下腐蝕，同時(shí)進(jìn)入旁濾系統(tǒng)，造成濾料失效，且無(wú)法恢復(fù)。
⑷ 油膜沉積在換熱管束表面影響了傳熱效果，同時(shí)阻礙了藥劑緩蝕阻垢能力。
6 SY-102反向破乳油污清洗劑的除油過(guò)程
根據(jù)藥劑供應(yīng)商提供的操作方案，現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，為了達(dá)到既經(jīng)濟(jì)又能起到較好除油效果，投加時(shí)采用從高濃度到低濃度分段投加。每個(gè)階段加入濃度分別為120mg/L 、80 mg/L、50 mg/L，每次加藥后封閉運(yùn)行24～48h。
⑴ 油污清洗劑加入水中8～10h后，水中濁度開始下降，即清洗劑產(chǎn)生了分散作用。
⑵ 水中油含量變化。油含量從加藥前的5.35mg/L降低到0.91mg/L，減少了4.44mg/L，去除率達(dá)到97.2%。從含油的變化情況看，該藥劑以達(dá)到了破乳除油的效果。
⑶ 水體表面聚油增多，水中乳化油逐見減少，原有的小顆粒渣油逐漸聚集成大微粒懸浮在水表面，通過(guò)收油去除，水質(zhì)逐漸澄清。
⑷ 水中生物粘泥量迅速減小，24h后水中的粘泥從11.2mL/m3下降到 4.0mL/m3。
⑸ 水中總鐵變化不大。水中總鐵含量從加藥前的3.85mg/L到清洗結(jié)束時(shí)為4.602mg/L，清洗期間水中總鐵含量略有增加，主要是由于清洗期間系統(tǒng)不排污，水質(zhì)不斷濃縮所致。說(shuō)明該藥劑與其它藥劑的配伍性較好，無(wú)負(fù)面影響，不會(huì)增強(qiáng)水質(zhì)的腐蝕性。
⑹ 水中總硬度、總堿度變化不大？傆捕葟募铀幥暗237.6mg/L到加藥結(jié)束時(shí)的273.6mg/L，總堿度從403mg/L到405.5mg/L，其變化主要為自然濃縮所致，說(shuō)明該藥劑對(duì)水體的結(jié)垢趨勢(shì)無(wú)負(fù)面影響。
表1 SY-102反向破乳油污清洗劑投加后水質(zhì)指標(biāo)的變化
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7 SY-102反向破乳油污清洗劑除油效果
(1) 乳化在水中的乳化油被聚集在水體表面，飄油后水體中的粘性減少，可過(guò)濾性增強(qiáng)，提高了旁濾的去除率。除油率可達(dá)90%以上。
(2) 粘附在填料、設(shè)備管道表面的油被破乳分散后，隨水流進(jìn)入冷卻卻塔的集水池，并漂浮在水池表面，通過(guò)除油設(shè)施可去除。不必采用傳統(tǒng)的置換方法恢復(fù)水質(zhì)。
(3) 經(jīng)過(guò)清洗浮在水體表面的油塊與乳化油已有較大區(qū)別，油塊的表面變得多孔、松散、失去粘性，易于清除。
(4) 除油清洗后，對(duì)冷卻塔內(nèi)填料與噴頭進(jìn)行再次檢查，與清洗前相比，大部分噴頭、填料上粘附的油已清除干凈，個(gè)別污染嚴(yán)重的噴頭與填料上粘附的油也變得疏松多孔、失去粘性，不斷被水流沖刷進(jìn)入水中。
8 SY-102反向破乳油污清洗劑除濁效果
水體中懸浮物比較多時(shí)，此時(shí)濁度也較大。在使用SY-102去濁方面，也有很大的效果，見表2：
表2 油污清洗劑除濁效果
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從表中可以看出，SY-102的除濁效果非常明顯，它大大的降低了循環(huán)水的濁度，有效地改善了循環(huán)水的水質(zhì)。尤其是在濁度不高很難降濁的情況下，使用它不僅能夠在短期內(nèi)達(dá)到降濁目的，而且在旁濾的配合下，減少了循環(huán)水的置換，即降低了成本，又節(jié)約了水資源。
9 結(jié)論
(1) SY-102型油污清洗劑具有獨(dú)特的除油清洗效果，是一種良好的除油清洗劑，能有效去除乳化在水中的乳化油及粘附在管道設(shè)備表面的油膜，不產(chǎn)生二次污染。
(2) SY-102型油污清洗劑具有除油快、除油率高的特性。對(duì)于較薄的油膜或少量乳化在水中的油粒子，其破乳速度十幾小時(shí)即可完成。對(duì)粘結(jié)在設(shè)備表面的油膜，可通過(guò)其強(qiáng)力的滲透作用，需要3～5d即可洗凈。
(3) SY-102型油污清洗劑去除漏入循環(huán)水中的油具有良好的效果，能與生物酶制劑的除油效果相媲美，同時(shí)具有節(jié)水省時(shí)、不破壞水體平衡、與磷系列緩蝕阻垢劑、季銨鹽類殺菌劑有較好的配伍性。
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