[发明专利]一种含硫离子的循环冷却水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含硫离子的循环冷却水的处理方法。

背景技术

炼油装置因加工腐蚀性强的高含硫原油会引起设备的腐蚀穿孔，发生物料泄漏到循环水中的现象。原油中的硫化物可分为无机硫和有机硫两种，有机硫包括硫醇、硫醚、二硫化物、多硫醚、环硫醚和噻吩等；无机硫主要包括单质硫和H₂S。这些物质都能直接腐蚀金属，如果腐蚀穿孔导致物料泄漏，泄漏的物料会进入循环冷却水，引起循环冷却水的水质严重恶化。尤其是H₂S气体进入循环冷却水中以后，会形成硫离子（S^2-），硫离子不但可以与金属表面作用，还能与循环冷却水中的缓蚀阻垢剂或者杀菌剂发生作用，使水体产生严重腐蚀或者微生物超标等一系列问题。这些问题又将加重循环冷却水冷换设备的腐蚀，进而物料的泄漏程度加剧，形成恶性循环。

硫离子对循环水系统的危害主要有以下几个方面：

（1）在水和微量氧气的存在下或在二氧化碳含量很高的情况下，硫离子可以与铁单质发生反应，该反应的反应式为：

S^2-+Fe+H₂O→Fe_xS_y

生成的Fe_xS_y（如Fe₉S₈、Fe₃S₄、FeS₂和FeS）为多聚物，其中Fe₉S₈较疏松，无保护作用，而FeS较致密，有一定的保护作用。通常，在循环冷却水的运行条件下，该反应的产物主要是Fe₃S₄和Fe₉S₈，这些物质质地疏松，容易被水流带走，使金属表面的单质铁重新暴露在含硫离子的循环冷却水中，致使腐蚀行为循环发生，腐蚀加剧。

（2）硫离子可以和许多二价金属离子生成硫化物沉淀，使一些缓蚀剂（如锌盐缓蚀剂）失效，从而加剧腐蚀。

（3）硫离子可以与循环冷却水中的氧化性杀菌剂反应，影响其杀菌性能的发挥，导致循环冷却水中的微生物超标，而微生物滋生又会引起循环水系统发生粘泥、腐蚀等新的衍生问题。

近几年随着高硫原油量的逐年增大，设备腐蚀和物料泄漏入循环冷却水的现象日益突出，对生产装置安全、长周期运行的威胁有增加的趋势。目前炼油厂对含有硫离子的循环冷却水的处理措施主要有两种：第一种是投加大剂量的缓蚀阻垢剂以增加缓蚀阻垢效果；第二种是大量排污并补充新鲜水以降低循环水中硫化物的浓度。这些措施虽有一定效果，但由于含硫离子的循环冷却水腐蚀速度快，因此这两种方法在缓解含硫离子的循环水系统腐蚀方面作用有限。而且加大药剂用量和大范围置换水的方法会导致水处理药剂的用量、新鲜水的消耗量和污水排放量大幅度上升，提高了循环水系统的运行成本。因此，探寻适用于对含硫离子的循环冷却水进行处理的方法是十分必要的。

US7989403B2和US20090181867A1等专利申请公开了采用咪唑啉、酰胺等缓蚀剂抑制硫离子对金属设备的腐蚀，这类缓蚀剂为吸附膜型缓蚀剂，通过电负性较大的以氮原子为中心的极性基团吸附于金属表面，改变双电层的结构，提高金属离子极化过程的活化能，同时非极性基团离开金属表面作定向排列，形成疏水性保护膜，抑制金属腐蚀。因此，金属表面越光滑，缓蚀剂的缓蚀效果越优异。虽然在酸性水溶液中添加有机胺类物质（如酰胺、季胺盐等）可以较好地抑制硫离子对金属设备的腐蚀，但是上述缓蚀剂均不适用于换热器表面不光滑的碱性循环水系统。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的含硫离子的循环冷却水处理方法存在的上述缺陷，提供一种新的含硫离子的循环冷却水的处理方法。

本发明提供了一种含硫离子的循环冷却水的处理方法，该方法包括：将含硫离子的循环冷却水与沉淀剂和缓蚀阻垢剂混合接触，所述沉淀剂能够与硫离子形成沉淀，所述缓蚀阻垢剂选自钒酸盐、有机膦酸、有机聚合物和水溶性锌盐中的至少一种。

根据本发明的所述方法，通过将含硫离子的循环冷却水与沉淀剂和缓蚀阻垢剂混合接触，可以通过沉淀作用将循环冷却水中大部分硫离子去除；并且，本发明中使用的缓蚀阻垢剂对含硫离子的循环冷却水具有优异的缓蚀阻垢效果。