低磷清洗预膜剂的研制与应用_田剑临

试验研究低磷清洗预膜剂的研制与应用田剑临(湖南长岭炼油化工总厂设备研究所,岳阳414012)摘要在对国内外清洗预膜剂进行广泛调研的基础上,通过一系列的试验研究,研制出一种高效的低磷清洗预膜剂并工业应用.结果表明:该清洗预膜剂对系统的清洁能力强、缓蚀性能佳、适应范围宽.产品磷含量极低、性能价格比高.尤其适合系统容量大、环保要求高的循环冷却水系统.关键词清洗预膜剂研制应用分类号TQ085.412化工厂的循环冷却水系统开工前均必须进行系统清洗,以除去上个生产周期残留在系统内的油类、垢蚀等物.这对保证装置开工时冷换设备内有一个洁净的表面、确保随后的预膜效果,有着极为重要的作用.我厂原用YB-1清洗预膜剂是参照美国贝茨公司Betz-419而仿制出的一种清洗预膜剂产品,其具体组成为:100g/tHEDP+40g/tPAAS.利用它来进行系统开工初期的清洗、预膜二合一处理后,对减缓设备初期腐蚀,曾起到过积极的作用.但近年来使用过程中也发现存在一些问题,如:配方清洗能力不高,导致成膜质量欠佳、缓蚀性能不理想;同时药剂投加后总磷迟迟不降,无法及时投加正常水稳药剂,从而造成设备初期腐蚀加重.这些问题如不及时解决,将无法为生产装置长周期运行提供良好的水质保证.因此,研究开发出一种高效清洗预膜剂,已显得刻不容缓.据检索,国内外水处理配方研究工作主要侧重于正常水稳配方,而对水处理基础处理配方的报道则显得较少.大多数清洗预膜配方仍沿用“Zn2+/聚磷酸盐”等高磷方案为主,见表1.其中磷酸盐的投加浓度一般为100～800g/t之间.表1国内常见的几种清洗预膜剂产品及性能特点产品国内代号外观推荐用量/(g·t-1)清洗作用使用条件及特点相当国外牌号主要成分白色粉末400～800pH=(6.5±0.5);总磷400～600g/tBetz-807六偏/七水硫酸锌=4∶1NJ-402800～1000无pH=6～7;常温2dTS-102800～1000高温下易产生沉淀JS-204JC-262BL-116白色粉末200g/t(同时添加300g/tT-225)不调pH;总磷控制为124g/t;含5%(质量分数)氨基磺酸WJP-210白色粉末250～300pH=6～7;常温1.5～3d;总磷125～150g/tS-204Zn2+/聚磷酸盐收稿日期:1998-12-07作者简介:田剑临(1963-),男,湖南株洲人,高级工程师.第15卷第2期化学清洗Vo1.15No.21999年4月CHEMICALCLEANINGApr.1999续表1产品国内代号外观推荐用量/(g·t-1)清洗作用使用条件及特点相当国外牌号主要成分JC-162NJ-403黄色液体2700有pH=6.5～7.5;2～3d;20～32℃N-Ⅲ聚磷酸盐/表面活性剂JC-163BL-3WJP-104JN-3黄色液体800～1000兼去油、锈、垢pH=5.6～6.5;常温2d;总磷280～350g/t;高温下易产生沉淀N-330(适合炼厂)聚磷酸盐/非离子表面活性剂NJ-304白色粉末200常温1～2dYB-1浅黄色液体120Betz-419HEDP19%,PAA7-8%(均为质量分数)WJP-405PC-603BL-1棕色液体100～300pH=6.5～7.0;常温2～4dN-7356Zn2+/PAPE/木质素磺酸钠PC-604BC-604C黄色液体300～500总磷110～119g/t;适于腐蚀性系统PAPE/聚磷酸盐这些常用的清洗预膜剂产品,或多或少地存在着一些问题:1)高磷虽然能改善清洗效果,但增大了系统内磷酸盐垢沉积的倾向,使得配方中必须添加高效阻磷分散剂,这样直接增加了水处理费用;2)高磷易造成微生物繁殖,特别是存在环保排放问题;3)无机磷类物质形成的缓蚀膜大都不致密,使得配方的缓蚀性能不高;4)易在系统内形成聚磷酸盐或有机膦酸盐的凝胶物,从而可能发生预膜后系统内总磷迟迟不降的现象;5)产品大都为固态或半固态,使得现场投加不方便.因此,本工作的目的在于开发出一种性能优异、价格适宜、投加方便的新型清洗预膜剂.1实验室研究1.1药剂选择1.1.1羟基乙叉二膦酸(HEDP)兼作清洗剂、缓蚀剂.其分子结构中的碳、磷元素直接相连.由于C—P键的键能远高于无机磷类物质中C—O—P键的键能,因此它比无机磷的稳定性能要好,在循环水中不易被水解.1.1.2低磷聚合物W-1分子中既有膦酸基团、又有羧基基团.使其既有缓蚀性能,又有阻垢分散作用,兼作清洗剂、缓蚀剂.另外,低磷聚合物W-1还有如下的特点:1)磷含量很低,对环境的影响明显小于HEDP;同时,药剂的低磷性可减少清洗预膜配方中稳磷助剂的用量;2)能耐杀生剂及高硬度等苛刻条件;3)与Zn2+之间存在明显的缓蚀协同效应,可显著降低缓蚀剂的用量.与Zn2+复配后,可使缓蚀膜