3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Усовершенствование метода водоподготовки производства этилбензол-стирола реагентами фирмы «Nalco»

Вода является основным охлаждающим агентом, используемым во всех отраслях промышленности. Использование воды в качестве охлаждающего агента приводит к возникновению проблем коррозии, образованию накипи, загрязнения, развития и роста микроорганизмов в водооборотных циклах, образованию сточных вод.

Данные проблемы оказывают серьезное влияние на процесс производства, снижая эффективность теплопередачи, увеличивая расход энергии и повышая эксплуатационные затраты, приводя к сокращению или полным остановкам производства.

Все эти проблемы тесно связаны между собой и программы обработки оборотной воды учитывают их комплексное решение. Задача реагентной обработки «На1со» - предотвратить выпадение солей жесткости и отложение микробиологических загрязнений в теплообменном оборудовании, а также обеспечить коррозионную защиту оборудования водооборотных циклов.

В охлаждающих системах оборотного водоснабжения циркуляционная вода выполняет роль охлаждающего агента, отводя избыточную теплоту с поверхности нагрева теплообменных аппаратов, машин, агрегатов и другого оборудования установленного в цехе №46 завода «Мономер».

В целях  возможности использования в качестве реагентной обработки оборотной воды цеха 46  реагентами фирмы «Nalco» и гипохлоритом натрия взамен купоросирования и ингибирования были смоделированы  процессы перевода обработки воды вышеуказанными реагентами. 

3.2.  Характеристика реагентов фирмы «Nalco» [44]

NALCO 73424 - «полностью органический» ингибитор коррозии и отложений для открытых рециркуляционных охлаждающих систем. Разработан для применения в условиях высокой щелочности, позволяя минимизировать или исключить подачу кислоты. Благодаря своей формуле реагент эффективен для широкого спектра рабочих параметров. Более всего подходит для обработки воды, когда щелочность в рециркуляционных системах концентрируется естественным образом или где ее можно отрегулировать в пределах от 300 - 500 мг/л.  NALCO 73424 является смесью специальных органических пленкообразователей, органических фосфорных соединений и органических полимеров. Коррозионную защиту оборудования реагент обеспечивает за счет использования присутствующих в оборотной воде щелочности и жесткости, т.е. за счет образования на поверхности металла защитной пленки, состоящей из фосфатов железа и кальция, а также карбонатов кальция. Поэтому работа применяемой программы обработки в диапазоне щелочности выше 300 мг/л СаСО3 является необходимым условием эффективности работы реагента, т.к. низкие щелочность и кальциевая жесткость оборотной воды снижают образование защитной плен­ки на поверхности металла.

Назначение:

- предотвращает образование отложений в сильнощелочной среде;

- обеспечивает эффективную защиту от коррозии углеродистой стали и цветных металлов;

- отличная способность диспергировать частицы;

- нормализует показатели качества воды: регулирует повышенный уровень железа в воде подпитки, способствует быстрому восстановлению необходимого уровня рН;

- снижает или исключает подачу кислоты.

Цвет – коричневый; рН-3,2; плотность - 1,25кг/л; точка замерзания минус 12°С.

NALCO 8506 - является дисперсантом нефтепродуктов и микро­биологических шламовых отложений. В качестве дисперсанта NALCO 8506 блокирует формирование отложений взвешенных частиц, нефтепродуктов и микроорганизмов, поддерживая их во взвешенном состоянии. NALCO 8506 повышает эффективность использования биоцидов (хлора или брома), обеспечивая лучшее проникновение биоцида в массу отложений.

Назначение:

- диспергирует и предотвращает отложения слизи;

- увеличивает эффективность теплопередачи;

- повышает эффективность процесса хлорирования и биоцидной обработки;

- помогает уменьшить затраты на ремонт и продлевает срок службы оборудования.

Цвет темно-коричневый; рН-7,5; плотность 1,07кг/л; точка замерзания - минус 7°С.

3.3. Расчет расхода реагентов фирмы «NALCO» необходимого для достижения оптимальных показателей качества оборотной воды

Важно отметить, что качественный и количественный состав циркуляционный воды, находящейся в обороте, с течением времени претерпевает существенные изменения в результате физико-химических и биологических процессов, протекающих в системе. Оборотная вода многократно и последовательно нагревается, охлаждается, упаривается, частично теряется при испарении, капельном уносе в атмосферу и становится более минерализованной и обогащенной взвешенными веществами; при этом происходит нарушение ее стабильности, вследствие чего вода приобретает коррозионные или способность к отложению солей.

Для достижения  требований по качеству к оборотной воде, направляемой на производство, в целях замены реагентов (медного купороса и ингибитора коррозии ИКБ – 4 «В») были проведены опыты по обработке оборотной воды реагентами фирмы «NALCO» 8506, 73424.

Принимаем расход реагентов из расчета показателей работы водооборотного узла:

- объем системы – 10000м3;

- циркуляция  в системе – 12600 м3/час;

- разность температур оборотной воды Т – 12 0С;

- коэффициент упаривания  в системе – 4;

- испарение в системе – 135 м3/час;

- продувка в канализацию – 85 м3/час;

- подпитка системы речной водой – 180 м3/час.

Процесс исследовали при различных концентрациях реагентов фирмы «NALCO» 8506, 73424  Контролировали параметры: фосфаты органические, фосфаты (орто), нефтепродукты, медь, рН, сульфаты, жесткость общая,  жесткость кальциевая, щелочность, взвешенные вещества, железо.

Динамика процесса изучалась непосредственно на водооборотном узле.

Программа испытаний:

1.                 Первоначально, в пусковой период, с целью быстрого создания защитной пленки производили шоковую подачу реагента NALCO 8506 в приемную камеру циркуляционных насосов с дозировкой 30 мг/л (300 кг).

2.                 Через 2 часа после подачи реагента отбирали пробы оборотной воды и делали анализы на содержание железа. В случае, если уровень железа превышал 2 мг/л увеличивали продувку и доводили содержание железа в оборотной воде до уровня менее 2 мг/л.

3.                 После обработки всей оборотной воды ударной дозой, ингибитор  NALCO 8506 подавали в расчете на подпиточную воду дозой 5, 10, 15 мг/дм3 (это соответствует расходу 0,225; 0,45; 0,675 кг/час). Отбор проб на анализ оборотной воды производился из трубопровода обратной воды.

4.                 Первоначально, в пусковой период, с целью быстрого создания защитной пленки производили шоковую подачу реагента NALCO 73424 из расчета содержания реагента 100 мг/л в объеме оборотной воды (около 1000 кг).

5.                 После обработки всей оборотной воды ударной дозой, ингибитор NALCO 73424 подавали в расчете на подпиточную воду дозой 50,00; 60,00; 70,00 мг/дм3 (это соответствует расходу 2,30;  2,70; 3,20 кг/час). Отбор проб на анализ оборотной воды производился из трубопровода обратной воды.

6.                 Гипохлорит натрия дозировали в приемную камеру циркуляционных насосов дважды в день подавали 500 кг гипохлорита натрия.

3.4.         Результаты эксперимента с применением реагентов фирмы NALCO

Проанализировали полученные результаты экспериментов. По результатам исследований (табл.8 ) при изменении дозы реагентов  фирмы NALCO меняются показатели качества оборотной воды. Согласно требований  предъявляемых к качеству оборотной воды (табл.№2)  оптимальной дозой для реагента NALCO 73424 является 60,00 мг/м3; для реагента реагента NALCO 8506 является 10 мг/м3.

Таблица №7

Расход реагентов на поддержание требуемой концентрации

В исследовательской части были представлены результаты анализов качества сточной, оборотной и речной воды водооборотной системы производства цеха 46.

Для эффективной работы реагентов фирмы «NALKO» являются следующие параметры оборотной воды: 

- рН – 8,6 - 9,3;

- жесткость Са - 80-900 мг/дм3;

- щелочность - 300-550 мг/дм3.

Предлагаемая программа обработки обеспечивает коррозионную защиту оборудования за счет образования на поверхности металла защитной пленки, состоящей из фосфонатов железа и кальция, а также карбонатов кальция. Именно поэтому работа предлагаемой программы в правильном диапазоне щелочности и жесткости является необходимым условием эффективности работы реагента, так как низкие щелочность и кальциевая жесткость оборотной воды снижают образование защитной пленки на поверхности металла.

В связи с этим для обеспечения эффективности работы предлагаемой программы реагентной обработки и защиты оборудования от коррозии необходимо поддерживать щелочность в оборотной системе на уровне не ниже 300 мг/дм3 СаСО3 за счет продувки.

Таблица №8

Результаты эксперимента с применением реагентов фирмы NALCO 8506, 73424

3.5.         Обобщение результатов исследований

Обобщенные результаты изменения качества сточных вод при обработке оборотной воды медным купоросом с ингибитором коррозии ИКБ – 4 «В» и реагентами фирмы «NALCO»  приведены в таблице 9.    

Таблица №9

Показатели качества сточных вод водооборотного узла №1838 цеха 46 завода «Мономер» ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» до применения реагентов фирмы «NALCO» и после их применения

Примечание: Сокращение сточных вод происходит за счет того что отпадает необходимость использование речной воды на приготовления растворов медного купороса и ингибитора коррозии ИКБ – 4 «В».

Обобщенные результаты изменения качества оборотной воды при обработке медным купоросом с ингибитором коррозии ИКБ – 4 «В» и реагентами фирмы «NALCO»  приведены в таблице 10.

Таблица №10

Показатели качества оборотной воды водооборотного узла №1838 цеха 46 завода «Мономер» ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» до применения реагентов фирмы «NALCO» и после их применения

Предлагаемая программа обработки обеспечивает коррозионную защиту оборудования за счет образования на поверхности металла защитной пленки, состоящей из фосфонатов железа и кальция, а также карбонатов кальция. Именно поэтому работа предлагаемой программы в правильном диапазоне щелочности и жесткости является необходимым условием эффективности работы реагента, так как низкие щелочность и кальциевая жесткость оборотной воды снижают образование защитной пленки на поверхности металла.

В связи с этим для обеспечения эффективности работы предлагаемой программы реагентной обработки и защиты оборудования от коррозии необходимо поддерживать щелочность в оборотной системе на уровне не ниже 300 мг/дм3 СаСО3 за счет продувки.

4. ЭКОЛОГО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

4.1. Платежи за использование водными объектами

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7