二氧化氯缓蚀剂的研究进展.doc

二氧化氯缓蚀剂的研究进展李俊华 李俊莉 周会强陕西省石油化工研究设计院，陕西 西安710054摘要：二氧化氯是一种优良的杀菌剂，广泛应用于循环冷却水处理及石油化工水处理领域。介绍了国内二氯化氯缓蚀剂的研究现状，并对其今后的发展提出一些建议。关键词：二氧化氯；缓蚀剂； HEDP中图分类号：TE39The Progress of Research on Scale Inhibitor of ClO2 in ChinaLi Junhua Li Junli Zhou Huiqiang Shannxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical IndustryAbstract: ClO2 is an excellent bactericide and is widely used in the treatment of circulating cooling water and Petrochemical water. In this paper, the current situation of research on scale inhibitor of ClO2 was introduced. Some advices on the development on scale inhibitor of ClO2 were put forward.Key words: Chlorine dioxide; Corrosion inhibitor; HEDP二氧化氯是一种优良的杀菌剂，具有使用浓度低、杀菌效果好、药性持续时间长、消除病菌更彻底、不受细菌耐药程度影响等特点，近年来在循环冷却水处理、医疗卫生、水产养殖、环境保护、石油化工水处理等领域得到了广泛应用1。但是二氧化氯具有强氧化性，其溶液呈弱酸性，要达到良好的杀菌浓度，必然会对金属器具造成一定的腐蚀，尤其是对碳钢类材质器具的腐蚀更为严重，然而与之相关的缓蚀剂报道比较少，直接限制了二氧化氯的推广应用。本文总结了国内二氧化氯缓蚀剂的研究现状，提出二氧化氯缓蚀剂的发展思路，为二氧化氯的广泛应用提供基础。1 二氧化氯的腐蚀研究金属在二氧化氯溶液中的腐蚀主要包括以下方面：一是二氧化氯具有强的氧化性，可将金属氧化为金属氧化物(如氧化铁)；二是二氧化氯溶液中存在的氯离子会破坏钝化膜或保护膜，可能形成点蚀；三是二氧化氯的发生需在酸性条件进行，可对金属设备造成酸性腐蚀，因此设备的腐蚀性可以理解为二氧化氯的氧化作用、氯离子的腐蚀作用和酸蚀共同作用的结果。作者简介：李俊华（1964-），男，陕西富平人，陕西省石油化工研究设计院高级工程师，国家注册监理工程师，从事油田化学品及油水井增产技术的研究。电话E-mail：。宋鸿等2、吕少红等3研究了二氧化氯的控制温度、浓度、pH值以及时间对45#钢的腐蚀性能，实验结果表明使用0.38mg/L的二氧化氯既可保证有效杀除病菌，又可减轻对器皿的腐蚀；在0-50范围内，二氧化氯的腐蚀率随温度变化不大，但是温度升高，对二氧化氯的衰减却有影响；虽然接触时间越长，器皿的受蚀程度越大，但在水处理系统中只要接触30min，就可使细菌总数HEDPATMP，时间再延长，则HEDPPBTCAATMP。在循环冷却水系统中HEDP和PBTCA两种缓蚀剂的耐氧化能力要明显好于ATMP。申静静等10采用静态失重法研究了氟硅酸钠、钼酸钠和羟基乙叉二膦酸(HEDP) 在常温下的二氧化氯溶液对A3钢的缓蚀情况，结果表明，在25的弱酸性二氧化氯溶液中，氟硅酸钠、钼酸钠和HEDP对A3钢都具有缓蚀作用，其中HEDP效果最佳；在50 mg/L二氧化氯溶液中，HEDP最佳投人量为100 mg/L，A3钢从中度腐蚀减到基本无腐蚀；在100 mg/L二氧化氯溶液中，HEDP 最佳投人量为200mg/L， A3钢从重度腐蚀减到轻度腐蚀，HEDP能够有效的控制二氧化氯溶液对A3钢的腐蚀问题。 王奎涛等11将0. 20 g表面活性剂GL与0. 15mL HEDP复配，研制了一种二氧化氯体系中的碳钢缓蚀剂。静态失重法和电化学方法研究结果表明，在质量分数为20010-6的二氧化氯溶液中，复合缓蚀剂对A3钢具有缓蚀效果，腐蚀程度从重度腐蚀减轻到轻度腐蚀。此复配缓蚀剂的研究，对A3钢在二氧化氯体系中腐蚀方面的研究有指导意义，对于二氧化氯消毒剂的应用有推广作用。滕玉洁等12研究二氧化氯和PBTCA、HEDP、ATMP复配使用时对碳钢的缓蚀性能，并利用正交试验确定了最佳配方。实验结果表明，在二氧化氯投加质量浓度为7.0mg/L，PBTCA质量浓度为5.0mg/L，HEDP质量浓度为10.0mg/L，Zn2+质量浓度为3.0mg/L，pH值为8.2，复配缓蚀剂的缓蚀效果最好。 张玉玲等13研究了PASP用于某厂循环冷却水时的阻垢性能以及与缓蚀剂HEDP和杀菌剂的配伍性。研究结果表明，聚天冬氨酸与ClO2、HEDP具有良好的配伍性。当PASP、HEDP和ClO2的质量浓度分别为10、28和2mg/L时，复合药剂的阻垢率与杀菌率均为100%，缓蚀率高于87%。2.3 复合二氧化氯缓蚀剂的研究张蕾等6以三聚磷酸钠、硫酸锌、苯并三氮唑和聚马来酸酐为原料，复配了聚磷系配方缓蚀阻垢剂。结果表明，二氧化氯与聚磷系缓蚀阻垢剂有着较好配伍性能，在缓蚀和阻垢方面可以达到国家标准。但由于聚磷系存在环境问题，还需要进一步研究低磷或无磷配方，更好的达到环境友好的目的。3 二氧化氯缓蚀剂工业化应用刘国翊等14采用稳定性二氧化氯对广州石化分公司炼油二循环水进行了生产性杀菌试验，试验结果表明，当稳定性二氧化氯的投加量为1mg/L时，2 4后循环水中异氧菌的杀菌率达98%，铁细菌和硫酸盐还原菌的杀菌率均为100%，同时在加药量小于1mg/L时能与现用的WP-4（有机磷）加锌配方匹配，对有机磷缓蚀阻垢剂的分解作用很小，可通过加入低浓度的二氧化氯来控制循环水微生物和生物粘泥量的增长来降低循环水的腐蚀速率。毕向阳15 1997年6月采用H 908二氧化氯发生器作为杀生剂投加装置，对乐凯胶片公司加有磷系配方缓蚀阻垢剂的循环冷却水进行了实际应用效果评价。结果表明，二氧化氯对有机磷系缓蚀阻垢剂无影响，在使用浓度下和水中其它药剂相容，现场观察二氧化氯还有一定的除铁和剥泥效果。随着化学法二氧化氯发生器原材料的不断下降，二氧化氯在处理成本上也将和氯气相差不大，从而使二氧化氯在工业循环水处理中有广阔的应用前景。4 结束语（1）有机低膦缓蚀剂是今后二氧化氯缓蚀剂开发一大热点，但在使用中可能会带来环境富营养化污染。 （2）加强水处理药剂的基础性研究，探索聚合物的结构与缓蚀性能的关系及缓蚀机理，为缓蚀剂的研究开发提供理论指导。（3）加强缓蚀剂与二氧化氯的协同作用的研究，研制环境友好型无磷、无氮、可生物降解绿色缓蚀剂。参考文献：1 邹华生，刘国翊.二氧化氯在炼油循环水中的杀菌除泥作用J.华南理工大学学报(自然科学版)，2002，30（12），97-100.2 宋鸿，奚旦立.二氧化氯的腐蚀性研究J.中国纺织大学学报，1998，24（6），83-86.3 吕少虹，奚旦立，姜佩华，等.二氧化氯的腐蚀性研究J.化工标准计量质量，2001，（9）34-36.4 汪春翔，秦豫青，唐晓磊. 一种二氧化氯消毒剂杀菌效果与腐蚀性的检测J.中国消毒学杂志，2002，19（1），45-47. 5 康志娟，王奎涛， 赵海栋，等.常用金属在二氧化氯消毒液中的腐蚀情况J.腐蚀与防护，2010，31（12），984-985.6 张蕾，崔崇威.二氧化氯与缓蚀阻垢剂配伍的特性分析J. 节能技术，2010，28（6），531-534.7 刘开祎.二氧化氯、氨氮对循环水冷却水系统金属铜腐蚀的研究J. 贵州电力技术，2004，（12），38-40. 8 周晓蔚，范洪波，何蓉等.氧化性杀生剂对铜缓蚀剂影响的试验研究J.材料保护，2000，33（7），1-2,46.9 崔崇威，李绍峰，杨红，等.PBTCA、HEDP、ATMP 缓蚀性能的理论研究J.材料科学与工艺，2006，14（6），608-611.10 申静静，王奎涛，刘燕，等. 二氧化氯溶液中的金属缓蚀剂J. 腐蚀与防护，2010，31(2)，146-148. 11 王奎涛，刘燕，胥俊杰，等.二氧化氯体系中碳钢缓蚀剂的研制及性能研究J.河北科技大学学报，2009，30（4），344-346,357.12 滕玉洁，邵曙海，崔崇威，等.二氧化氯和有机膦药剂的配伍性能研究J.哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2008，24