無磷阻垢緩蝕劑及其製備方法和應用的製作方法

2023-05-27 20:53:01 1

專利名稱：無磷阻垢緩蝕劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種工業循環水用無磷阻垢緩蝕劑及其製備方法和應用。
背景技術：
工業用水中冷卻水用量居首，在60%以上，化學工業約佔65%，石油工業約佔 80%。採用循環冷卻，並提高濃縮倍數是節約冷卻用水的主要方法。循環冷卻水處理的主要目的是緩蝕、阻垢、殺生和防粘泥，但是通常很難採用一種 藥劑解決所有問題，需要整體對待，因此需要製成複合配方，以求最佳效果。為巰基苯丙噻唑防止循環水系統腐蝕和結垢，通常是加入阻垢緩蝕劑解決該問 題。傳統的工業循環水阻垢緩蝕劑一般都採用有機膦酸，或有機膦酸鹽與鋅鹽及分散劑復 配而成，隨著國家對工業廢水排放要求越來越嚴格，廢水中含磷富營養化物質造成對環境 的影響越來越引起重視。國內外從事水處理藥劑研發和生產的企業都在研發高性能無磷阻垢緩蝕劑如矽 系配方，由於投加藥劑量大，且阻垢分散性能較差，已逐步被淘汰；鉬系(鎢)配方成本太高 而難以進入市場，聚環氧琥珀酸、聚天冬氨酸均屬於綠色環保型新型分散劑，目前正逐步得 到應用。現國內外大部分無磷(膦)阻垢緩蝕劑多為雙組分或三組分，投加不方便，有些藥 劑還含有少量的磷(膦)或含有其它的重金屬。

發明內容
本發明所解決的技術問題是提供一種工業循環水用無磷(膦)阻垢緩蝕劑。產品 為單一組分，具有投加方便、阻垢緩蝕性能優良的特點。本發明無磷阻垢緩蝕劑是由下述重量配比的組分組成分散阻垢劑30-50份，緩 蝕劑8-25份，助劑28-43份。其中，分散阻垢劑為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物；或將水解聚馬來酸酐、聚天冬 氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用。緩蝕劑為可溶性鋅鹽(如硫酸鋅、氯化鋅)和苯丙三氮唑(或甲基苯丙三氮唑)。緩蝕劑還可含有巰基苯丙噻唑。即緩蝕劑由可溶性鋅鹽、苯丙三氮唑、巰基苯丙噻 唑組成；或由或可溶性鋅鹽、甲基苯丙三氮唑、巰基苯丙噻唑組成。助劑用於助溶，可採用軟水、乙醇、濃硫酸、濃鹽酸、正丙醇等，即水溶性組分用軟 水、濃硫酸、濃鹽酸等溶劑，有機溶劑類組分用乙醇、正丙醇等溶劑。本發明無磷阻垢緩蝕劑所用組分採用工業級即可實現本發明的發明目的。本發明還提供了該無磷阻垢緩蝕劑的製備方法，即將各組分復配均勻，具體的該 方法是由如下步驟組成A、可溶性鋅鹽採用助劑溶解；B、加入分散阻垢劑，攪勻；C、再加入苯丙三氮唑和助劑，攪拌至溶液透明，即可。
本發明無磷阻垢緩蝕劑適合化工(大化肥、大甲醇等)、石化(煉油、乙烯等)、冶 金、電力等循環水系統的使用。應用時投加濃度為60-100mg/L即可實現其優異的阻垢性 能，對二價金屬離子如Ca2+、Mg2+具有優良的分散性能，尤其是對S12+具有良好的穩定性能； 同時對碳鋼、不鏽鋼、銅或銅合金等材質均有良好的緩蝕性能；該藥劑在高濃縮倍數、高含 鹽量條件下，阻垢緩蝕性能均能滿足《工業循環冷卻水處理設計規範》GB50050-2007的要 求。本發明無磷阻垢緩蝕劑徹底不含磷(膦)，也不含重金屬，完全可以滿足循環水排汙水 達到《汙水綜合排放標準》GB8978-1996規定的二類汙染物一級排放標準的要求，對環境友 好，因不含磷，循環水微生物更容易控制，殺菌劑量可顯著減少。總之，本發明無磷阻垢緩蝕 劑可以適應高濃縮倍數條件的運行，節約水資源，節省處理成本。
具體實施例方式本發明提供了一種無磷阻垢緩蝕劑，它是由下述重量配比的組分組成分散阻垢劑30-50份，緩蝕劑8-25份，助劑觀_43份；其中，分散阻垢劑為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物；或將水解聚馬來酸酐、聚天冬 氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用；緩蝕劑為可溶性鋅鹽(硫酸鋅、氯化鋅)和苯丙三氮唑(或甲基苯丙三氮唑)； 緩蝕劑還可含有巰基苯丙噻唑。當分散阻垢劑將水解聚馬來酸酐、聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與 丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用時，分散阻垢劑中各組分的重量配比為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物20-35份、水解聚馬來酸酐1-15份、聚天冬氨酸 0-15份、聚苯乙烯磺酸鈉0-15份。緩蝕劑中可溶性鋅鹽和苯丙三氮唑的重量配比為可溶性鋅鹽10-15份、苯丙三氮 唑(或甲基苯丙三氮唑)2-5份。若緩釋劑中添加巰基苯丙噻唑，其重量配比為0.5-2份。助劑的用量為將各組分充分溶劑即可。本發明無磷阻垢緩蝕劑的組分之一丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物(分散阻垢 劑)是按照如下方法製備按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200-210份、丙烯酸甲酯20_30份、丙烯磺酸 鈉40-60份、去離子水650-700份、正丙醇135-150份，上述物質依次加入裝有回流冷凝器 和攪拌裝置的反應器中，升溫至85-90°C，同時滴加重量配比為40-50份濃度為40-60%的 過氧化物，2-2. 5小時滴加完畢，保溫2-3小時，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫 出料。優選按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200份、丙烯酸甲酯20份、丙烯磺酸鈉 40份、去離子水700份、正丙醇150份，上述物質依次加入裝有回流冷凝器和攪拌裝置的反 應器中，升溫至85-90°C，同時滴加重量配比為40份濃度為50%的過氧化物，2小時滴加完 畢，保溫2小時，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫出料。上述方法中過氧化物可採用過氧化氫、過氧化鈉等過氧化物，作用是引發聚合反 應，滴加過氧化物是因為該反應為放熱反應，若過快加入，會引起反應物爆聚，無法得到目 標產物。保溫的作用是熟化。按照上述方法得到的丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物固含量27士0.5%，極限粘數(300C )，dL/g :0. 056士0. 02。以下通過對本發明具體實施方式
的描述說明但不限制本發明。以下實施例的測定、試驗方法分別為 碳酸鈣阻垢性能測定方法採用國家標準GB/T 16632-2008《水處理劑阻垢性能的測定碳酸鈣沉積法》 緩蝕性能測定方法採用國家標準GB/T 18175-2000《水處理劑緩蝕性能的測定旋轉掛片法》 動態模擬試驗方法採用化工行業標準HG/T 2160-2008《冷卻水動態模擬試驗方法》和GB 50050-2007 《工業循環冷卻水處理設計規範》。一、配製阻垢緩蝕劑以下實施例所用丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物是由如下方法製備按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200份、丙烯酸甲酯20份、丙烯磺酸鈉40份、 去離子水700份、正丙醇150份，上述物質依次加入裝有回流冷凝器和攪拌裝置的反應器 中，升溫至85-90°C，同時滴加重量配比為40份濃度為50%的過氧化物，2小時滴加完畢，保 溫2小時，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫出料。實施例1在反應釜中加入10份硫酸鋅、27. 5份軟化水和5份工業硫酸Ol2SO4)，充分攪拌至 硫酸鋅完全溶解後，依次加入水解聚馬15份、聚天冬氨酸15份、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物 20份、攪拌均勻後加入3份苯丙三唑和4份工業乙醇，攪拌至溶液透明，即得到阻垢緩蝕劑。產品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液) 1.0%。實施例2在反應釜中加入20份硫酸鋅、M份軟化水和4份工業硫酸^2SO4)，充分攪拌至硫 酸鋅完全溶解後，依次加入水解聚馬10份、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物35份，攪拌均勻後加 入3份苯丙三唑(BTA)和4份工業乙醇，攪拌至溶液透明，即得到阻垢緩蝕劑。產品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液) 1.0%。實施例3在反應釜中加入10份氯化鋅(ZnCl2)、30份軟化水和3份工業鹽酸(HCl)，充分攪 拌至氯化鋅完全溶解後，丙烯酸-丙烯酸酯共聚物30份，攪拌均勻後加入3份甲基苯丙三 唑(TTA)和4份工業乙醇，攪拌至溶液透明，即得到阻垢緩蝕劑。產品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液) 1.0%。實施例4在反應釜中加入15份硫酸鋅、25份軟化水和3份工業硫酸^2SO4)，充分攪拌至硫 酸鋅完全溶解後，依次加入丙烯酸-丙烯酸酯共聚物35份、聚苯乙烯磺酸鈉5份、水解聚馬 10份、攪拌均勻後加入2份苯丙三唑(BTA)、1份巰基苯丙噻唑和4份正丙醇攪拌至溶液透 明，即得到阻垢緩蝕劑。
產品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液) 1.0%。實施例5在反應釜中加入15份硫酸鋅、25份軟化水和3份工業硫酸^2SO4)，充分攪拌至硫 酸鋅完全溶解後，依次加入聚天冬氨酸15份、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物25份、水解聚馬10 份、攪拌均勻後加入2份苯丙三唑(BTA)、1份巰基苯丙噻唑和4份工業乙醇，攪拌至溶液透 明，即得到阻垢緩蝕劑。產品為黃色到紅棕色液體，比重彡1.20，pH(l%的水溶液) 1.0%。二、阻垢、緩蝕性能測定1、阻垢性能測定(靜態試驗)在鈣硬度750mg/L (以碳酸鈣計)和總鹼度350mg/L (以碳酸鈣計)的水質條件下， 加入阻垢緩蝕劑，測定不同濃度藥劑的阻垢率。2、緩蝕性能測定(靜態試驗)水質條件和靜態試驗條件見表1，測試結果見表3。表 權利要求
1.無磷阻垢緩蝕劑，其特徵在於它是由下述重量配比的組分組成分散阻垢劑30-50份，緩蝕劑8-25份，助劑觀-43份；其中，分散阻垢劑為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物；或分散阻垢劑為水解聚馬來酸酐、 聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用；緩蝕劑為可溶性鋅鹽和苯丙三氮唑；或為可溶性鋅鹽和甲基苯丙三氮唑。
2.根據權利要求1所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特徵在於當分散阻垢劑將水解聚馬來 酸酐、聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使 用時，分散阻垢劑中各組分的重量配比為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物20-35份、水解聚馬來酸酐1-15份、聚天冬氨酸0-15份、 聚苯乙烯磺酸鈉0-15份。
3.根據權利要求1或2所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特徵在於緩蝕劑中可溶性鋅鹽和 苯丙三氮唑的重量配比為可溶性鋅鹽10-15份、苯丙三氮唑2-5份；或為可溶性鋅鹽10-15 份、甲基苯丙三氮唑2-5份。
4.根據權利要求1-3任一項所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特徵在於緩蝕劑還含有巰基 苯丙噻唑，即緩蝕劑由可溶性鋅鹽、苯丙三氮唑、巰基苯丙噻唑組成；或由或可溶性鋅鹽、甲 基苯丙三氮唑、巰基苯丙噻唑組成；其重量配比為可溶性鋅鹽10-15份、苯丙三氮唑2-5份、巰基苯丙噻唑0. 5-2份；或為 可溶性鋅鹽10-15份、甲基苯丙三氮唑2-5份、巰基苯丙噻唑0. 5-2份。
5.根據權利要求1-3任一項所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特徵在於助劑採用軟水、乙 醇、濃硫酸、濃鹽酸或正丙醇。
6.根據權利要求1-3任一項所述的無磷阻垢緩蝕劑，其特徵在於丙烯酸-丙烯酸酯 三元聚合物按照如下方法製備按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200-210份、丙烯酸甲酯20-30份、丙烯磺酸鈉 40-60份、去離子水650-700份、正丙醇135-150份，上述物質依次加入裝有回流冷凝器和 攪拌裝置的反應器中，升溫至85-90°C，同時滴加重量配比為40-50份濃度為40-60%的過 氧化物，2-2. 5小時滴加完畢，保溫2-3小時，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫出 料。
7.無磷阻垢緩蝕劑的製備方法，其特徵在於它是由如下步驟組成A、可溶性鋅鹽採用助劑溶解；B、加入分散阻垢劑，攪勻；C、再加入苯丙三氮唑和助劑，攪拌至溶液透明，即可。
8.權利要求1-6任一項所述的無磷阻垢緩蝕劑的應用，其特徵在於無磷阻垢緩蝕劑 的投加濃度為60-100mg/L。
9.丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，其特徵在於它是按照如下方法製備按照下述重量配比稱取原料丙烯酸200-210份、丙烯酸甲酯20-30份、丙烯磺酸鈉 40-60份、去離子水650-700份、正丙醇135-150份，上述物質依次加入裝有回流冷凝器和 攪拌裝置的反應器中，升溫至85-90°C，同時滴加重量配比為40-50份濃度為40-60%的過 氧化物，2-2. 5小時滴加完畢，保溫2-3小時，即得出丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物，降溫出 料。
全文摘要
本發明涉及一種工業循環水用無磷阻垢緩蝕劑及其製備方法和應用，所解決的技術問題是提供一種工業循環水用無磷(膦)阻垢緩蝕劑。產品為單一組分，具有投加方便、阻垢緩蝕性能優良的特點。該無磷阻垢緩蝕劑是由下述重量配比的組分組成分散阻垢劑30-50份，緩蝕劑8-25份，助劑28-43份；其中，分散阻垢劑為丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物；或為水解聚馬來酸酐、聚天冬氨酸、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種與丙烯酸-丙烯酸酯三元聚合物混合使用；緩蝕劑為可溶性鋅鹽(如硫酸鋅、氯化鋅)和苯丙三氮唑(或甲基苯丙三氮唑)。該無磷阻垢緩蝕劑具有優良的阻垢及緩蝕性能，滿足並優於GB50050-2007的要求。
文檔編號C02F5/10GK102079584SQ20101058594
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者不公告發明人 申請人:成都齊達水處理工程股份有限公司