Способ защиты водооборотных систем от биообрастаний и коррозии

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВОДООБОРОТНЫХ СИСТЕМ ОТ БИООБРАСТАНИЙ И КОРРОЗИИ, включающий введение в воду сульфата цинка и триполифосфата натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты водооборотных систем, в воду дополнительно вводят продукт взаимодействия отхода фенольного производства фенольной смолы после дистилляционных кубов с формальдегидом в присутствии серной кислоты при следующем соотношении компонентов, мг/л:
Сульфат цинка 1,0-2,0
Триполифосфат натрия 7,0-9,0
Продукт взаимодействия отхода фенольного производства
фенольной смолы после дистилляционных кубов с формальдегидом 5,0-7,0

Изобретение касается защиты теплообменного оборудования замкнутых водоохлаждающих систем от биообрастаний и коррозии и может быть использовано в химической, нефтехимической, энергетический и других отраслях промышленности.
Цель изобретения повышение эффективности защиты водооборотных систем.
Для этого в воду вводят 1-2 мг/л сульфата цинка, 7-9 мг/л триполифосфата натрия и 5-7 мг/л продукта взаимодействия отхода фенольного производства фенольной смолы после дистилляционных кубов с формальдегидом в присутствии серной кислоты.
Фенольную смолу после дистилляционных кубов в количестве 50 л закачивают в реактор, снабженный рубашкой. Включают мешалку, добавляют 5 л серной концентрированной кислоты. Слив серной кислоты ведут так, чтобы температура в реакторе не превышала 80^оС. После тщательного перемешивания смолы и серной кислоты в течение 10-15 мин в реактор подают 40%-ный раствор формальдегида в количестве 11 л. Подачу формалина ведут так, чтобы температура в реакторе не поднималась выше 90^оС. Процесс поликонденсации осуществляют в течение 30 мин. Далее к реакционной массе добавляют 25 л концентрированной серной кислоты. Кислоту вводят так, чтобы температура в реакторе не поднималась выше 120^оС. Раствор перемешивают 15 мин. После этого в реакторе создают вакуум (остаточное давление 20-30 мм рт.ст.) и начинают отгон легких углеводородов и воды. При отгоне температуру в реакторе поддерживают в пределах 120-140^оС путем подачи пара в рубашку реактора. Продолжительность пpоцесса отгона углеводородов составляет 2-2,5 ч. После отгона в реактор заливают промышленную воду в количестве двух объемов всей загруженной массы и тщательно перемешивают до полного растворения продукта.
После разбавления водой проводят нейтрализацию смеси 42%-ным раствором едкого натра до рН 7-8.
Эффективность защиты оборудования от коррозии оценивают в оборотной воде производства НАК-150 на специальной установке с трубчатыми образцами, моделирующей движение воды в трубках теплообменников. Использование вращающихся трубчатых образцов позволяет имитировать ускоренный перенос коррозионных и ингибирующих компонентов к их поверхности.
Установка представляет собой станок емкостью 500 мл, заполненный ингибированной водой с вращающимся внутри стакана образцом. В качестве рабочего образца используют трубки диаметром 20 мм и длиной 70 мм. Образец крепят на штоке, который вращается с помощью ременной передачи от электродвигателя с числом оборотов 1500 в 1 мин, что соответствует скорости движения воды относительно поверхности образца 0,7-0,8 м/с. Образцы испытывают при 36^оС. Нагрев рабочего раствора производят на водяной бане. Контроль температуры осуществляют с помощью контактного термометра. Длительность испытаний составляет 500 ч. В продолжении всего эксперимента концентрацию ингибирующего состава поддерживают постоянной. Подготовку к испытанию и обработку после испытания образцов проводят по общепринятой методике. Образцы предварительно очищают от поверхностных загрязнений, обезжиривают, выдерживают в эксикаторе 30 мин и взвешивают. Скорость С_к коррозии рассчитывают по потере массы образцов
C_к= г/см² ч где М₁, М₂ масса образца д и после испытания, г;
S площадь образца, м²;
продолжительность испытаний образцов, ч;
П_к 1,12 С_к, мм/год.
Группа коррозионной стойкости и балл стойкости определяют по десятибальной шкале коррозионной стойкости металлов. Защитный эффект Z ингибирования рассчитывают по формуле
Z 100% где С_ко скорость коррозии металла в среде без ингибитора, г/см² ч;
С_к скорость коррозии металла в среде с применением ингибитора, г/см² ч.
Эффективность защиты от биообрастаний определяют по разности содержания кислорода в пробах и оценивают по коэффициенту ингибирования. Для этого по 1 г водорослей, взвешенных с точностью до 10^-4 г, помещают в 2 склянки с притертыми пробками. Содержимое склянок заливают оборотной водой. Одновременно готовят 2 склянки с водой без водорослей. Пробы ставят под лампу дневного света на 6-9 ч.
Количество биообрастаний рассчитывают по формуле
Ж (О₂)_об (О₂)_х, мг/л, где (О₂)_об содержание кислорода в пробах с обрастаниями, мг/л;
(О₂)_х содержание кислорода в пробах с водой, мг/л.
Коэффициент g ингибирования определяют по формуле
g 100- где Ж₁ количество обрастаний в воде после обработки, мг/л;
Ж_о количество обрастаний в воде до обработки, мг/л.
П р и м е р. В оборотную воду производства НАК-15 с рН 7,2-8,7, окисляемостью 60-80 мг О₂/л, щелочностью, 3,5-4,5 мг-экв/л, жесткостью 12,5-14 мг-экв/л, Са²⁺ 9,5-11,5 мг-экв/л, Cl^- 120-150 мг/л, SO₄^2- 150-200 мг/л, Fe³⁺ 1,0-1,5 мг/л, солесодержанием 1000-1500 мг/л вводят сульфат цинка 1,0 мг/л, триполифосфат натрия 7,0 мг/л, продукт взаимодействия отхода фенольного производства с формальдегидом 5,7 мг/л. Длительность испытаний 500 ч. Скорость коррозии 0,0094 мм/г, балл, группа стойкости 3, весьма стойкие, защитный эффект ингибирования 89,2% содержание кислорода в пробах 8,35 мг/л, количество биообрастаний 1,07 мг/л, коэффициент ингибирования 94,7
В таблице представлены данные по эффективности защиты от коррозии и биообрастаний в зависимости от соотношения вводимых реагентов.
Изобретение позволяет повысить эффективность защиты от коррозии на 12% от биообрастаний на 22%
Изобретение касается защиты теплообменного оборудования замкнутых водооборотных систем от биообрастаний и коррозии, может быть использовано в химической, нефтехимической, энергетической и других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность защиты. В воду вводят, мг/л: сульфат цинка 1 2; триполифосфат натрия 7 9; продукт взаимодействия отхода фенольного производства фенольной смолы после дистилляционных кубов формальдегидом в присутствии серной кислоты 5 7. Изобретение позволяет повысить эффективность защиты от коррозии на 12% от биообрастаний на 22% 1 табл.