杜天悅 郭亞麗

（中國石油烏魯木齊石化分公司研究院，新疆 烏魯木齊 830019）

0 引言

清洗預(yù)膜是工業(yè)循環(huán)冷卻水處理中必不可少的重要環(huán)節(jié)，清洗預(yù)膜處理會在冷卻水系統(tǒng)設(shè)備表面形成一層致密耐腐蝕的保護(hù)膜，降低設(shè)備初期腐蝕，從而起到保護(hù)設(shè)備、提高設(shè)備抗腐蝕能力，延長其使用壽命的目的[1]。

目前使用最多的是聚磷酸鹽—鋅鹽和有機(jī)膦 -聚磷酸-鋅鹽[2]，它不僅來源廣泛 、價格低廉，而且容易溶解、運輸方便，使用范圍廣。上述兩種預(yù)膜劑中一般選用的是中高磷系配方，它存在以下缺點：高磷配方藥劑的水排放到環(huán)境中容易使水質(zhì)富營養(yǎng)化，污染環(huán)境，給下游污水處理帶來困難；采用中高磷鋅預(yù)膜劑預(yù)膜，需嚴(yán)格控制各項條件，如溫度、pH、流速等，控制不好會形成難溶的磷酸鈣沉淀，造成預(yù)膜不均，效果不理想；預(yù)膜結(jié)束后需要把循環(huán)水完全換掉，生產(chǎn)系統(tǒng)才能開車運行，造成水資源浪費。 針對上述情況，通過多次實驗和現(xiàn)場應(yīng)用驗證，研制出一種高效預(yù)膜劑PMZ5-1，具有成膜速度快，膜質(zhì)細(xì)密均勻，化學(xué)穩(wěn)定性好，腐蝕率低等特點；同時對水質(zhì)的適應(yīng)力強(qiáng)，可以適用于不同pH的水質(zhì)范圍，在研制低磷配方的緩蝕阻垢劑的基礎(chǔ)上，配套研發(fā)相適應(yīng)的低磷或無磷預(yù)膜劑，也是課題組研發(fā)應(yīng)用低磷或無磷配方系列藥劑的重要組成部分。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實驗儀：江蘇省高郵市儀器廠研制；

試片：20#A3碳素鋼（I型）。

1.2 實驗方法

1.2.1 預(yù)膜方法

將實驗復(fù)配的預(yù)膜劑按一定濃度配置成預(yù)膜液置于2000mL的大燒杯中，利用旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實驗儀對20#碳鋼片（I型）進(jìn)行預(yù)膜，碳鋼片試前按 HG/T 3523要求處理，實驗溫度：50±1℃或常溫，掛片轉(zhuǎn)速：75±5轉(zhuǎn)/分。

1.2.2 驗?zāi)ばЧ麢z驗

按照 HG/T 3778- 2005《冷卻水系統(tǒng)化學(xué)清洗 、預(yù)膜處理技術(shù)規(guī)則》中10.4.2效果檢驗的方法進(jìn)行：

（1）試膜液配制：用15.0g氯化鈉和5.0g硫酸銅（CuSO4，·5H2O）溶于100mL蒸餾水中，搖勻備用；

（2）將試膜液滴在掛片藍(lán)紫色色暈明顯的部位，膜對硫酸銅試膜液反應(yīng)變色時間差應(yīng)≥10S。

2 結(jié)果與討論

2.1 實驗用預(yù)膜劑PMZ5-1，其性能指標(biāo)檢測情況如表1所示

表1 預(yù)膜劑PMZ5-1性能指標(biāo)檢測

2.2 pH條件影響性能實驗

將預(yù)膜劑PMZ5-1配置成總磷濃度為25mg/L，鋅含量為10mg/L的預(yù)膜液在常溫條件下，通過H2SO4（1+1）溶液和NaOH溶液（2mol/L）調(diào)節(jié)預(yù)膜液的pH在5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9九種條件下進(jìn)行預(yù)膜實驗，預(yù)膜48小時，驗?zāi)で闆r如表2所示。

表2 不同pH條件下的預(yù)膜情況

從表2可知，預(yù)膜液在pH6.5～8.0時預(yù)膜滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。將此預(yù)膜劑直接投加到新水中，檢測其pH在7.6左右，在預(yù)膜操作中可以不用調(diào)節(jié)pH，就能滿足預(yù)膜要求。

2.3 與某院預(yù)膜劑的比對性能實驗

某院的預(yù)膜劑52731和52732，投加濃度分別為300mg/L和100mg/L，預(yù)膜條件溫度35℃，pH調(diào)節(jié)在6.5左右。PMZ5-1投加濃度308mg/L，溫度無需調(diào)節(jié)，在室溫下進(jìn)行，并對預(yù)膜片在不加緩蝕劑的新水中旋轉(zhuǎn)30h，進(jìn)行腐蝕率和緩蝕率的測定比對。其實驗情況如表3所示。

表3 PMZ預(yù)膜劑與某院預(yù)膜劑預(yù)膜實驗比對情況

從表3可知，研發(fā)的PMZ5-1預(yù)膜劑與某院預(yù)膜劑相比，預(yù)膜效果相當(dāng)，但PMZ預(yù)膜劑的預(yù)膜條件更加寬泛，總磷和鋅含量均低于比較藥劑。

2.4 預(yù)膜片在生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用實驗。

用配置的預(yù)膜劑對9片A3碳鋼掛片進(jìn)行預(yù)膜，預(yù)膜溫度為室溫26℃，預(yù)膜時長48h，預(yù)膜完成后，對其中一個掛片進(jìn)行硫酸銅驗?zāi)さ味ūO(jiān)測，其變色時間為17.8S（滿足指標(biāo)≥10S要求）。其余8片均在當(dāng)日與現(xiàn)場未預(yù)膜監(jiān)測掛片同時掛在現(xiàn)場循環(huán)水系統(tǒng)中，進(jìn)行腐蝕速率對比實驗。30天后將全部掛片同時取回處理、稱重后，計算其腐蝕速率，如表4所示，從表中可看出預(yù)膜片的腐蝕率均低于未預(yù)膜過的片。

表4 現(xiàn)場掛片腐蝕率比對情況統(tǒng)計

3 結(jié)語

（1）PMZ5-1低磷預(yù)膜劑具有良好的緩蝕性能，在pH6.5～8.0的水質(zhì)中，常溫下預(yù)膜30h，其預(yù)膜效果即可滿足標(biāo)準(zhǔn)使用要求，現(xiàn)場應(yīng)用效果良好；

（2）PMZ5-1投用在循環(huán)水中總磷含量僅為25mg/L左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于常用預(yù)膜產(chǎn)品的總磷含量，可有效地解決長期出現(xiàn)的預(yù)膜后總磷遲遲不降，無法及時投加正常水穩(wěn)劑的問題；

（3）PMZ5-1不加任何化學(xué)助劑即可調(diào)制成一種穩(wěn)定的溶液，現(xiàn)場應(yīng)用時可簡化操作條件 ，給操作人員帶來便利。