無磷水處理劑及復配方法
2023-05-30 02:00:36 1
專利名稱：無磷水處理劑及復配方法
技術領域：
本發明涉及一種緩蝕阻垢性能優異，微生物及粘泥危害能夠得到有效控 制的無磷水處理劑，主要用於油田、油田注水、油田煉油廠、油田電廠、石 化企業、發電廠、鋼鐵廠、化纖廠、煉油廠、化肥廠(合成氨廠)、大型化 工廠、製藥廠(農藥廠)、核電廠、煤化工廠、其它應用工業循環水系統的 企業，屬無磷水處理劑製造領域。
背景技術：
CN101337744A、名稱"一種無磷水處理劑及其合成方法"，具有如下式(I) 結構其中Ri、 R2、 Rs或R4分別獨自地為氫、羧酸基、羧酸鹽基、羧酸酯基、 多羧酸基、多羧酸鹽基、多羧酸酯基、磺酸基、磺酸鹽基、二硫代甲酸基或 二硫代甲酸鹽基；n為0、 l或2。本發明的產品含有羧酸基、磺酸基和氨荒酸 鹽等多種官能團，這些官能團是目前一般水處理劑的活性官能團，該化合物 將這些官能團集於一體，利用它們之間的協同作用，使得它具有更好的阻垢、 分散性能。
CN101066811A、名稱"一.種無磷水處理劑及其應用"，它由下述原料混合 而成1)聚天冬氨酸或/和聚環氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯 醯胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其 他成分，各原料所佔質量百分比為聚天冬氨酸或/和聚環氧琥珀酸10-20%， 聚馬來酸酐20-30%，丙烯酸/2-丙烯醯胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15-20%，鋅鹽3-5%，天然有機高分子5-12%,鉬酸鹽5-8%，其他成分5-20%; 其中，聚天冬氨酸和聚環氧琥珀酸時，聚天冬氨酸與聚環氧琥珀酸原料之間 為任意配比。
發明內容
本發明的設計目設計一種一是具有"外腔親水，內腔疏水"的天然 環狀結構特性，其外側有對高價金屬離子具有螯合作用的活性基團，從而使 天然環狀聚合物具有一定的緩蝕阻垢性能；二是充分利用電化學原理、量子 化學理論和分子結構設計等多元學科的先進技術，減少分子量，引入新的活 性基團，與多種自研生產的具有緩蝕效果的無磷、無毒緩蝕阻垢劑復配，提 高了其緩蝕阻垢性能。
本發明的設計思想1、具有緩蝕作用的物質雖然很多，但真正能用於工 業生產的緩蝕劑品種是有限的， 一是因為商品緩蝕劑需要具有較高的緩蝕效 率，價格合理，原料來源廣泛；二是具備工業使用價值的緩蝕劑應具有以下 性能投入腐蝕介質後能較快產生緩蝕效果；在腐蝕環境中具有良好的化學 穩定性，可以維持必要的使用壽命；在預處理濃度下形成的保護膜可能被正 常工藝條件下的低濃度緩蝕劑修復；不影響材料的物理機械性能；具有良好 的防止全面腐蝕和局部腐蝕的效果，毒性低或無毒。2、所採用無磷水處理劑 能夠避免磷酸鈣的沉積、集中解決常見的碳酸鈣水垢，使阻垢處理簡單且效 果明顯，緩蝕性能優異，同時又可以減少殺菌滅藻劑、粘泥剝離劑的用量， 使處理費用及日常維護工作量顯著降低，提高經濟效益。
本發明的設計方案1、採用AMPS作為無磷水處理劑的阻垢分散劑，是 本發明的技術特徵之一。這樣做的目的在於 一是扁PS是由丙烯酸與2-丙 烯醯胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成，由於分子結構中含有阻垢分散性 能的羧酸基和強極性的磺酸基，能提高鈣容忍度，對水中的磷酸鈣、碳酸鈣、鋅垢等有顯著的阻垢作用，並且分散性能優良；二是AMPS與有機膦 復配，增效作用明顯；三是AMPS特別適合高pH、高鹼度、高硬度的水質， 是實現高濃縮倍數運行的最理想的阻垢分散劑之一；四是AMPS主要用作敞 開式工業循環冷卻水系統、油田汙水回注系統、冶金系統循環水處理的阻 垢分散，鋼鐵廠淋洗的冷卻水防止Fe203粘泥沉積，可與有機膦酸鹽、鋅鹽 複合使用，適於pH值7.0 9.5。 2、採用水解聚馬來酸酐(HPMA)作為阻垢 劑，是本發明的技術特徵之二。這樣做的目的在於"是由於聚馬系有機脂 肪酸聚合物， 一般相對分子量為400 800，易溶於水，化學穩定性及熱穩定 性高，屬低分子量的聚電解質，無毒，適用於鹼性水質或同其它藥物復配使 用，在高溫35(TC和PH8.3條件下也有明顯的溶限效應，在30(TC以下有優良的 阻垢效果，對碳酸鹽和磷酸鹽有良好的阻垢效果，阻垢時間可達100小時，可 與原油脫水破乳劑混合使用；二是聚馬可用於工業循環冷卻水，原油脫水、 鍋爐及輸油、輸水管防垢和除垢。3、採用氯化鋅作為無磷水處理劑的活化劑， 是本發明的技術特徵之三。這樣做的目的在於它起到了陰極保護快速成膜 的作用，與無磷水處理劑配方中的其它組份相互協調，在緩蝕上起到增強作 用。
技術方案l:無磷水處理劑，無磷緩蝕阻垢劑為15。/。 25。/。、三元為(AMPS) 8% 12%、氯化鋅為6%~10%、聚馬6%~10%、室溫水40~65%。
技術方案2:無磷水處理劑復配的方法，(i)將定量的室溫水打入反應釜 中；(2)加入定量的三元(AMPS)，攪拌開啟反應釜且不關閉；(3)加入定 量的氯化鋅溶攪5 15分鐘，控制反液溫度不要超過32度；(4)加入定量的 聚馬，攪拌；(5)最後倒入定量的原液溶攪10 20分鐘，靜置5 15分鐘，從 反應釜下閥口放少許物料檢查固體溶解狀況，如有少許沒溶解固體，可繼續 攪拌直到完全溶完，裝桶；其磷緩蝕阻垢劑的製備工藝將木質素、丹寧乾燥後計重；生產前用生產用水中的六分之一，溶解順酐；將六分之五的水打 入反應釜中，開動攪拌，緩慢導入H2S04攪勻；倒入已計量的木質素、丹寧混 合物，控制溫升，待溫度平溫後，升溫至85 95。C，並保溫6 10小時；6 10 小時後加入NaOH控制溫升不超過9(TC，並攪拌25 35分鐘；倒入硼砂，同 時降溫至7(TC;加入已溶有順酐的溶液，攪拌0.5 1.5小時，並同時緩慢降 溫至5(TC;在5(TC時倒入三乙醇J3安，溶攪，並同時降溫至室溫；最後將產品 注入貯罐，熟化48小時，裝桶，運輸。磷緩蝕阻垢劑的製備工藝將木質素、 丹寧乾燥後計重；生產前用生產用水中的六分之一，溶解順酐；將六分之五 的水打入反應釜中，開動攪拌，緩慢導入H2S04攪勻；倒入已計量的木質素、 丹寧混合物，控制溫升，待溫度平溫後，升溫至85~95匸，並保溫6 10小時； 6 10小時後加入NaOH控制溫升不超過90。C，並攪拌25 35分鐘；倒入硼砂， 同時降溫至7(TC;加入已溶有順酐的溶液，攪拌0.5 1.5小時，並同時緩慢 降溫至5(TC;在5(TC時倒入三乙醇胺，溶攪，並同時降溫至室溫；最後將產 品注入貯罐，熟化48小時，裝桶，運輸。
本發明與背景技術相比， 一是基本上不改變腐蝕環境，就可獲得良好的 效果；二是基本上不增加設備投資，就可達到防腐蝕的目的；三是緩蝕劑的 效果不受設備的影響；四是對於腐蝕環境的變化，可以通過改變緩蝕種類或 濃度來保持防腐蝕效果；五是同一配方有時可以防止多種金屬在不同環境中 的腐蝕；六是無磷復配藥劑使用濃度50mg/l時，對黃河水系、長江水系及高 硬度水具有良好的緩蝕效果；七是無磷復配藥劑在低使用濃度下(<20mg/l) 阻CaC03效果一般；在使用濃度〉20mg/l時，阻垢效果可以滿足要求，在60 mg/1時，阻垢率幾乎達到100%，並且該藥劑因為完全不含磷，避免了產生磷 酸鈣的危害，故無需考慮其阻磷酸l^垢的性能；八是本發明的無磷藥劑與目 前常用的有機磷酸鹽、丙烯酸聚合物、鋅鹽及銅緩蝕劑等均有良好的復配性能，並且利用其協同效應可以大幅度降低無磷主藥劑使用量。
具體實施例方式
實施例1:無磷水處理劑，無磷緩蝕阻垢劑為15。/。 25。/。、三元為(AMPS) 8°/。 12%、氯化鋅為6%~10%、聚馬6%~10%、室溫水40~65%。所述室溫水 是指水溫控制在20 30度左右且在其範圍內即可。所述無磷緩蝕阻垢劑中木 質素及丹寧混合物12~16%、水55~65%、 NaOH 0.7 0.8%、 H2S04 1.7 2.2%、三乙醇胺12~16%、順酐4~6%、硼砂3~5%。 112804濃度為 90%。木質素及丹寧混合物各佔50%，或木質素佔30、丹寧混合物各佔 70%，或木質素佔70、丹寧混合物各佔30%。
實施例l-l:在實施例l的基礎上，所述無磷緩蝕阻垢劑中木質素及 丹寧混合物12%、水65%、 NaOH0.7%、 H2S04 1.3%、三乙醇胺12%、 順酐4%、硼砂5%。
實施例1-2:在實施例1的基礎上，所述無磷緩蝕阻垢劑中木質素及 丹寧混合物16%、水55%、 NaOH0.8%、 H2S042.2%、三乙醇胺16%、 順酐6%、硼砂4%。
實施例1-3:在實施例1的基礎上，所述無磷緩蝕阻垢劑中木質素及 丹寧混合物14.78%、水59.11%、 NaOH0.74%、 H2S041.97%、三乙醇胺 14.78%、順酐4.93%、硼砂3.69%。
實施例1-4:在實施例1的基礎上，所述無磷緩蝕阻垢劑中木質素及 丹寧混合物14%、水60%、 NaOH0.75%、 H2S042%、三乙醇胺14.25%、 順酐4%、硼砂5%。
實施例2:在實施例1的基礎上，無磷水處理劑的實施方案之一，無磷 緩蝕阻垢劑20%、三元(AMPS) 10%、氯化鋅8%、聚馬8%、室溫水54%。
實施例3:在實施例l的基礎上，無磷水處理劑的實施方案之二，無磷緩蝕阻標劑15%、三元(AMPS) 8%、氯化鋅6%、聚馬6%、水室溫65%。
實施例4:在實施例1的基礎上，無磷水處理劑的實施方案之三，無磷 緩蝕阻標劑25%、三元(AMPS) 12%、氯化鋅10%、聚馬10%、室溫水43%。
實施例5:在實施例1的基礎上，無磷水處理劑的實施方案之四，無磷 緩蝕阻坭劑22%、三元(AMPS) 11%、氯化鋅9%、聚馬9%、室溫水49%。
實施例6:在實施例1的基礎上，無磷水處理劑的實施方案之五，產品 原液18%、三元(AMPS) 9°/。、氯化鋅7%、聚馬7%、室溫水590/0。
實施例7:在實施例1的基礎上，無磷水處理劑的實施方案之六，無磷 緩蝕阻坭劑23%、三元(AMPS) 9%、氯化鋅7.5%、聚馬7.5%、室溫水53%。
實施例8:在實施例1 7的基礎上，木質素及丹寧混合物各佔50%; 或木質素佔30、丹寧混合物各佔70%;或木質素佔70、丹寧混合物各 佔30%;或木質素及丹寧混合物可以在100%範圍任意組合。
實施例9:在實施例1 8的基礎上，無磷水處理劑復配的方法，(l)將定量 的室溫水打入反應釜中；(2)加入定量的三元(AMPS)，攪拌開啟反應釜且 不關閉；(3)加入定量的氯化鋅溶攪5 15分鐘，控制反液溫度不要超過32度;
(4)加入定量的聚馬，攪拌；(5)最後倒入定量的原液溶攪10 20分鐘，靜 置5 15分鐘，從反應釜下閥口放少許物料檢查固體溶解狀況，如有少許沒溶 解固體，可繼續攪拌直到完全溶完，裝桶。
需要理解到的是上述實施例雖然對本發明的設計思路作了比較詳細的 描述，但是這些描述，只是對本發明設計思路的簡單文字描述，而不是對本 發明設計思路的限制，任何不超出本發明設計思路的組合、增加或修改，均 落入本發明的保護範圍內。
權利要求
1、一種無磷水處理劑，其特徵是無磷緩蝕阻垢劑為15％～25％、三元(AMPS)8％～15％、氯化鋅為6％～10％、聚馬6％～10％、室溫水40～65％。
2、 根據權利要求1所述的無磷水處理劑，其特徵是所述無磷緩蝕阻垢劑中木質素及丹寧混合物12~16%、水55 65%、 NaOH 0.7 0.8%、 H2S04 1.7~2.2%、三乙醇胺12 16%、順酐4~6%、硼砂3 5%。
3、 根據權利要求1所述的無磷水處理劑，其特徵是H2S04濃度為90%。
4、 根據權利要求1所述的無磷水處理劑，其特徵是木質素及丹寧混 合物各佔50%，或木質素佔30、丹寧混合物各佔70%，或木質素佔70、 丹寧混合物各佔30%。
5、 根據權利要求1所述的無磷水處理劑，其特徵是無磷緩蝕阻垢劑20%、三元(AMPS) 10%、氯化鋅8%、聚馬8%、室溫水54%。
6、 根據權利要求1所述的無磷水處理劑，其特徵是無磷緩蝕阻垢劑 15%、三元(AMPS) 8°/。、氯化鋅6%、聚馬6%、水室溫65%。
7、 根據權利要求1所述的無磷水處理劑，其特徵是無磷緩蝕阻垢劑 25%、三元(AMPS) 12%、氯化鋅10。/。、聚馬10%、室溫水43%。
8、 根據權利要求1所述的無磷水處理劑，其特徵是無磷緩蝕阻垢劑 22%、三元(AMPS) 11°/。、氯化鋅9%、聚馬9°/。、室溫水49%。
9、 根據權利要求1所述的無磷水處理劑，其特徵是無磷緩蝕阻垢劑 18%、三元(AMPS) 9°/。、氯化鋅7°/。、聚馬7%、室溫水59%。
10、 一種如權利要求1 9所述的無磷水處理劑的復配方法，其特徵是(1) 將定量的室溫水打入反應釜中；(2) 加入定量的三元(AMPS)，攪拌開啟反應釜且不關閉；(3) 加入定量的氯化鋅溶攪5 15分鐘，控制反液溫度不要超過32度；(4) 加入定量的聚馬，攪拌；(5) 最後倒入定量的磷緩蝕阻垢劑溶攪10 20分鐘，靜置5 15分鐘，從 反應釜下閥口放少許物料檢査固體溶解狀況，如有少許沒溶解固體，可繼續 攪拌直到完全溶完，裝桶；無磷緩蝕阻垢劑的製備工藝將木質素、丹寧乾燥後計重；生產前用生產用水中的六分之一，溶解順 酐；將六分之五的水打入反應釜中，開動攪拌，緩慢導入H2S04攪勻；倒入已 計量的木質素、丹寧混合物，控制溫升，待溫度平溫後，升溫至85 95°C， 並保溫6 10小時；6 10小時後加入NaOH控制溫升不超過9(TC，並攪拌 25 35分鐘；倒入硼砂，同時降溫至70'C;加入已溶有順酐的溶液，攪拌 0.5^1. 5小時，並同時緩慢降溫至50°C;在5(TC時倒入三乙醇胺，溶攪， 並同時降溫至室溫；最後將產品注入貯罐，熟化48小時，裝桶，運輸。
全文摘要
本發明涉及一種緩蝕阻垢性能優異，微生物及粘泥危害得到有效控制的無磷水處理劑，無磷緩蝕阻垢劑為15％～25％、三元為(AMPS)8％～12％、氯化鋅為6％～10％、聚馬6％～10％、室溫水40～65％。優點一是基本上不改變腐蝕環境，就可獲得良好的效果；二是基本上不增加設備投資，就可達到防腐蝕的目的；三是緩蝕劑的效果不受設備的影響；四是對於腐蝕環境的變化，可以通過改變緩蝕種類或濃度來保持防腐蝕效果；五是對黃河水系、長江水系及高硬度水均具有良好的緩蝕效果；六是阻垢率幾乎達到100％；七是完全不含磷，避免了產生磷酸鈣的危害；八是本發明的無磷藥劑與目前常用的緩蝕劑等均有良好的復配性能，其協同效應可以大幅度降低無磷主藥劑使用量。
文檔編號C02F5/10GK101591074SQ20091015806
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月20日 優先權日2009年7月20日
發明者強 蘇 申請人:浙江亞星源環保科技有限公司