超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑及其製備方法
2023-06-04 07:26:36 1
專利名稱：超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於工業循環冷卻水處理技術領域，具體涉及一種超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑及其製備方法。
背景技術：
據統計，在現代化工廠的全部用水量中，冷卻用水佔67% 80%。我國地域較廣，不同區域水質差別很大，對於硬度較大的循環水系統，可以通過水質軟化等途徑來解決。而在我國華南沿海等地區水質硬度<20 mg/L (以CaCOJf，下同)，總鹼度·<50 mg/L，pH 6，屬於超低硬度、強腐蝕性水質，該類水質對碳鋼設備腐蝕性極強，如果處理不當，會造成設備嚴重腐蝕。針對這種水質，在20世紀70年代出現大量使用鉻酸鹽的水處理藥劑，雖然取得了較好的效果，但鉻酸鹽毒性大，汙染環境。而後出現了鑰系和膦系緩蝕劑，例如專利CN1990912A公開了一種鑰磷系複合緩蝕阻垢劑的製備方法，其中鑰酸鹽含量在f20wt%，r40wt%的有機磷，ri0wt%的氧化劑和3(Γ97%的賦形劑，這種緩蝕劑一方面需要配有氧化齊U，不宜長期存放，另一方面成本太高。CN1176229A公開了一種用於處理超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑，其中捨棄了鑰酸鹽，選用2-羥基膦基乙酸及其鹽類為主劑，復配有機膦化合物、鋅鹽及膦酸化合物，特別用於處理水質硬度< 20 mg/L的超低硬度循環冷卻水，但是該專利配方中缺少了聚合物作分散劑，當水質濃縮倍數過高時需與其他藥劑同時使用，否則很難阻止循環水系統結垢；CN1331050A專利公開了一種用於處理低硬度循環水的複合緩蝕阻後劑，包括含磺酸的膦羧酸1-30份，羥基膦基乙酸化合物5-40份，有機膦羧酸化合物1-12份，鋅鹽1-20份，水30-80份，由於其中引入了含磷酸的聚羧酸，在阻止循環水系統結垢方面有了部分加強，但是這一配方屬於高磷、大用量配方，會造成環境汙染及給企業帶來額外的經濟負擔。CN102363538A公開了一種用於低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑的製備，由軟水緩蝕劑25-35份，丙烯酸-丙烯酸羥丙酯-次磷酸鈉三元共聚物20-30份，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸8-12份，膦醯基羧酸共聚物3-7份，純水20-30份組成；將上述組分依次混合，再添加氯化鋅3-7份、工業鹽酸2-4份，均勻攪拌30-40分鐘，保持溫度為20-35°C，即得成品。這一配方同樣屬於高磷、大用量配方，會造成環境汙染及給企業帶來額外的經濟負擔。
發明內容
本發明的目的是克服已有技術的缺陷，同時降低藥劑的腐蝕性及使用量，擴大藥劑使用範圍。本發明提供的複合緩蝕阻垢劑(下稱複合藥劑)是由下述份數比的原料製成
氨基三甲叉膦酸5 15份
羥基乙叉二膦酸5 15份
二乙烯三胺五甲叉膦酸f 15份
水解聚馬來酸酐5 15份三元共聚物2 15份
七水硫酸鋅2 20份
苯駢三氮唑O. Γ2份
水3.0 79.9份。上述的氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性組分為50% ;水解聚馬來酸酐有效固含量48%，分子量範圍40(Γ800 ;三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚而成，固含量30% ;七水硫酸鋅質量百分比為98%以上含量的工業級鋅鹽；苯駢三氮唑質量百分比為99. 5%以上。 本發明複合藥劑優選配比為
氨基三甲叉膦酸5 15份
羥基乙叉二膦酸5 10份
二乙烯三胺五甲叉膦酸廣10份
水解聚馬來酸酐5 15份
三元共聚物5 15份
七水硫酸鋅5 20份
苯駢三氮唑O. Γ2份
水13. (Γ73. 9 份。本發明複合藥劑最優選配比為
氨基三甲叉膦酸9 10份
羥基乙叉二膦酸7 8份
二乙烯三胺五甲叉膦酸4飛份
水解聚馬來酸酐1(Γ12份
三元共聚物9 12份
七水硫酸鋅10 20份
苯駢三氮唑O. Γ2份
水31. (Γ50. 9 份。上述複合藥劑的製備方法如下
氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、水解聚馬來酸酐、三元共聚物攪拌混合後加入苯駢三氮唑，待苯駢三氮唑全部溶解後加入水、七水硫酸鋅，攪拌溶解即可。本發明採用的水解聚馬來酸酐、三元共聚物具有優良的分散作用，對防止碳酸鹽、磷酸鹽等沉積結垢效果優良，同時水解聚馬來酸酐、三元共聚物屬於無磷單體，降低了藥劑磷含量，有利於環保。當循環水系統中無銅材質設備，本發明加入苯駢三氮唑量為O. I份，當循環水系統中含有銅材質設備，本發明加入苯駢三氮唑量大於O. I份。本發明複合藥劑用於處理超低硬度及低硬度循環水時，緩蝕與阻垢性能均為優秀。本發明藥劑用於循環冷卻水系統正常運行時，藥劑投加濃度為:TlO mg/L，與現有的殺菌劑兼容性好不會對殺菌劑產生不良影響。與現有技術相比，本發明的積極效果是(I)本發明特別用於處理水質硬度< 20 mg/L的超低硬度循環冷卻水，緩蝕與阻垢性能均為優秀。採用水解聚馬來酸酐、三元共聚物具有優良的分散作用，對防止碳酸鹽、磷酸鹽等沉積結垢效果優良。(2)本發明屬於中低磷用量配方，複合藥劑中水解聚馬來酸酐、三元共聚物屬於無磷單體，降低了藥劑磷含量，有利於環保。(3)本發明複合藥劑具有優良的防腐蝕性能，其針對超低硬度及低硬度水質的腐蝕速率遠遠低於國家標準。
具體實施例方式實施例I
本實例採用20#碳鋼試片、不鏽鋼試片進行腐蝕試驗。藥劑的配比氨基三甲叉膦酸5份，羥基乙叉二膦酸10份，二乙烯三胺五甲叉膦酸5份，水解聚馬來酸酐15份，三元共聚物10份，七水硫酸鋅15份，苯駢三氮唑O. I份，水39. 9 份。上述的氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性組分為50% ;水解聚馬來酸酐有效固含量48%，分子量範圍40(Γ800 ;三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚而成，固含量30% ;七水硫酸鋅質量百分比為98%以上含量的工業級鋅鹽；苯駢三氮唑質量百分比為99. 5%以上。配製硬度< 20 mg/L,總鹼度< 50 mg/L, pH6_7的水質。參照《GB/T 18175-2000水處理劑緩蝕性能的測定旋轉掛片法》進行腐蝕速率測定，測得碳鋼腐蝕速率為0.0165 mm/a，不鏽鋼腐蝕速率為0.0024 mm/a。實施例2
本實例採用20#碳鋼試片、不鏽鋼試片進行腐蝕試驗。藥劑的配比氨基三甲叉膦酸10份，羥基乙叉二膦酸5份，二乙烯三胺五甲叉膦酸10份，水解聚馬來酸酐8份，三元共聚物15份，七水硫酸鋅20份，苯駢三氮唑O. I份，水31. 9 份。上述的氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性組分為50% ;水解聚馬來酸酐有效固含量48%，分子量範圍40(Γ800 ;三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚而成，固含量30% ;七水硫酸鋅質量百分比為98%以上含量的工業級鋅鹽；苯駢三氮唑質量百分比為99. 5%以上。配製硬度< 20 mg/L,總鹼度< 50 mg/L, pH6_7的水質。腐蝕速率測定同實例1，測得碳鋼腐蝕速率為O. 0206mm/a,不鏽鋼腐蝕速率為O.0035 mm/aο實施例3 (最佳實施例)
本實例採用20#碳鋼試片、不鏽鋼試片進行腐蝕試驗。藥劑的配比氨基三甲叉膦酸10份，羥基乙叉二膦酸8份，二乙烯三胺五甲叉膦酸5份，水解聚馬來酸酐10份，三元共聚物12份，七水硫酸鋅20份，苯駢三氮唑O. I份，水34. 9 份。上述的氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性組分為、50% ;水解聚馬來酸酐有效固含量48%，分子量範圍40(Γ800 ;三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚而成，固含量30% ;七水硫酸鋅質量百分比為98%以上含量的工業級鋅鹽；苯駢三氮唑質量百分比為99. 5%以上。配製硬度< 20 mg/L,總鹼度< 50 mg/L, pH6_7的水質。腐蝕速率測定同實例I,測得碳鋼腐蝕速率為O. 0133mm/a，不鏽鋼腐蝕速率為
O.0025 mm/aο
實施例4
本實例採用20#碳鋼試片、不鏽鋼試片、銅試片進行腐蝕試驗。藥劑的配比氨基三甲叉膦酸12份，羥基乙叉二膦酸10份，二乙烯三胺五甲叉膦酸2份，水解聚馬來酸酐15份，三元共聚物10份，七水硫酸鋅15份，苯駢三氮唑I份，水35份。上述的氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性組分為50% ;水解聚馬來酸酐有效固含量48%，分子量範圍40(Γ800 ;三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚而成，固含量30% ;七水硫酸鋅質量百分比為98%以上含量的工業級鋅鹽；苯駢三氮唑質量百分比為99. 5%以上。配製硬度< 20 mg/L,總鹼度< 50 mg/L, pH6_7的水質。腐蝕速率測定同實例I,測得碳鋼腐蝕速率為O. 0135mm/a，不鏽鋼腐蝕速率為
O.0023 mm/a，銅腐蝕速率為 O. 0031mm/a。實施例5
本實例採用20#碳鋼試片、不鏽鋼試片、銅試片進行腐蝕試驗。藥劑的配比氨基三甲叉膦酸7份，羥基乙叉二膦酸14份，二乙烯三胺五甲叉膦酸5份，水解聚馬來酸酐12份，三元共聚物14份，七水硫酸鋅11份，苯駢三氮唑2份，水35份。上述的氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性組分為50% ;水解聚馬來酸酐有效固含量48%，分子量範圍40(Γ800 ;三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚而成，固含量30% ;七水硫酸鋅質量百分比為98%以上含量的工業級鋅鹽；苯駢三氮唑質量百分比為99. 5%以上。配製硬度< 20 mg/L,總鹼度< 50 mg/L, pH6_7的水質。腐蝕速率測定同實例I,測得碳鋼腐蝕速率為O. 0107mm/a，不鏽鋼腐蝕速率為
O.0016 mm/a，銅腐蝕速率為 O. 0009mm/a。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於以重量份數由下列原料配製氨基三甲叉膦酸5-15份，羥基乙叉二膦酸5-15份，二乙烯三胺五甲叉膦酸1-15份，水解聚馬來酸酐5-15份，三元共聚物2-15份，七水硫酸鋅2-20份，苯駢三氮唑O. 1-2份，水 3-79. 9 份。
2.根據權利要求I所述的超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性組分為50% ;水解聚馬來酸酐有效固含量48%，分子量範圍40(Γ800固含量；三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚而成，固含量30% ;七水硫酸鋅質量百分比為98%以上含量的工業級鋅鹽；苯駢三氮唑質量百分比為99. 5%以上。
3.根據權利要求書2所述的超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於，該複合緩蝕劑的優選配比為以重量份數配製原料，氨基三甲叉膦酸5-15份，羥基乙叉二膦酸5-10份，二乙烯三胺五甲叉膦酸1-10份，水解聚馬來酸酐5-15份，三元共聚物5-15份，七水硫酸鋅5-20份，苯駢三氮唑O. 1-2份，水13-73. 9份。
4.根據權利要求書3所述的一種用於超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於，該複合緩蝕劑的優選配比為以重量份數配製原料，氨基三甲叉膦酸9-10份，羥基乙叉二膦酸7-8份，二乙烯三胺五甲叉膦酸4-5份，水解聚馬來酸酐10-12份，三元共聚物9-12份，七水硫酸鋅10-20份，苯駢三氮唑O. 1-2份，水31-50. 9份。
5.根據權利要求書4所述的一種用於超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於，該複合緩蝕劑的優選配比為以重量份數配製原料，氨基三甲叉膦酸10份，羥基乙叉二膦酸8份，二乙烯三胺五甲叉膦酸5份，水解聚馬來酸酐10份，三元共聚物12份，七水硫酸鋅20份，苯駢三氮唑O. I份，水34. 9份。
6.一種上述超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑的製備方法，其特徵在於製備該複合緩蝕阻垢劑時，氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、水解聚馬來酸酐、三元共聚物攪拌混合後加入苯駢三氮唑，待苯駢三氮唑全部溶解後加入水、七水硫酸鋅，攪拌溶解即可。
全文摘要
一種超低硬度循環冷卻水的複合緩蝕阻垢劑，原料以重量份數計，氨基三甲叉膦酸5-15份，羥基乙叉二膦酸5-15份，二乙烯三胺五甲叉膦酸1-15份，水解聚馬來酸酐5-15份，三元共聚物2-15份，七水硫酸鋅2-20份，苯駢三氮唑0.1-2份，純水3-79.9份。氨基三甲叉膦酸、羥基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、水解聚馬來酸酐、三元共聚物攪拌混合後加入苯駢三氮唑，待苯駢三氮唑全部溶解後加入水、七水硫酸鋅，攪拌溶解即可。本發明採用的水解聚馬來酸酐、三元共聚物具有優良的分散作用，對防止碳酸鹽、磷酸鹽等沉積結垢效果優良，同時水解聚馬來酸酐、三元共聚物屬於無磷單體，降低了藥劑磷含量，有利於環保。
文檔編號C02F5/08GK102718329SQ20121021621
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者萬振濤, 劉全華, 劉強, 孔令廣, 孫群峰, 程終發 申請人:山東省泰和水處理有限公司