CN101591073B

CN101591073B - 无磷缓蚀阻垢剂及复配方法

Info

Publication number: CN101591073B
Application number: CN2009101580605A
Authority: CN
Inventors: 苏强
Original assignee: Zhejiang Asing Environmental Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Asing Environmental Technology Co Ltd
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2009-07-20
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2029-07-20
Also published as: CN101591073A

Abstract

本发明涉及一种缓蚀阻垢性能优异，微生物及粘泥危害得到有效控制的无磷缓蚀阻垢剂，木质素及丹宁混合物12～16％、55～65％、NaOH 0.7～0.8％、H₂SO₄ 1.7～2.2％、三乙醇胺12～16％、顺酐4～6％、硼砂3～5％。优点：一是基本上不改变腐蚀环境，就可获得良好的效果；二是基本上不增加设备投资，就可达到防腐蚀的目的；三是缓蚀剂的效果不受设备的影响；四是对于腐蚀环境的变化，可以通过改变缓蚀种类或浓度来保持防腐蚀效果；五是对黄河水系、长江水系及高硬度水均具有良好的缓蚀效果；六是阻垢率几乎达到100％；七是完全不含磷，避免了产生磷酸钙的危害；八是本发明的无磷药剂与目前常用的缓蚀剂等均有良好的复配性能，其协同效应可以大幅度降低无磷主药剂使用量。

Description

无磷缓蚀阻垢剂及复配方法

技术领域

本发明涉及一种缓蚀阻垢性能优异，微生物及粘泥危害能够得到有效控制的无磷缓蚀阻垢剂，主要用于油田、油田注水、油田炼油厂、油田电厂、石化企业、发电厂、钢铁厂、化纤厂、炼油厂、化肥厂(合成氨厂)、大型化工厂、制药厂(农药厂)、核电厂、煤化工厂、其它应用工业循环水系统的企业，属无磷缓蚀阻垢剂制造领域。

背景技术

CN101337744A、名称“一种无磷缓蚀阻垢剂及其合成方法”，具有如下式(I)结构：其中R₁、R₂、R₃或R₄分别独自地为氢、羧酸基、羧酸盐基、羧酸酯基、多羧酸基、多羧酸盐基、多羧酸酯基、磺酸基、磺酸盐基、二硫代甲酸基或二硫代甲酸盐基；n为0、1或2。本发明的产品含有羧酸基、磺酸基和氨荒酸盐等多种官能团，这些官能团是目前一般水处理剂的活性官能团，该化合物将这些官能团集于一体，利用它们之间的协同作用，使得它具有更好的阻垢、分散性能。

CN101066811A、名称“一种无磷缓蚀阻垢剂及其应用”，它由下述原料混合而成：1)聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为：聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸10-20％，聚马来酸酐20-30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15-20％，锌盐3-5％，天然有机高分子5-12％，钼酸盐5-8％，其他成分5-20％；其中，聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸时，聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸原料之间为任意配比。

发明内容

本发明的设计目：设计一种一是具有“外腔亲水，内腔疏水”的天然环状结构特性，其外侧有对高价金属离子具有螯合作用的活性基团，从而使天然环状聚合物具有一定的缓蚀阻垢性能；二是充分利用电化学原理、量子化学理论和分子结构设计等多元学科的先进技术，减少分子量，引入新的活性基团，与多种自研生产的具有缓蚀效果的无磷、无毒缓蚀阻垢剂复配，提高了其缓蚀阻垢性能。

本发明的设计思想：1、具有缓蚀作用的物质虽然很多，但真正能用于工业生产的缓蚀剂品种是有限的，一是因为商品缓蚀剂需要具有较高的缓蚀效率，价格合理，原料来源广泛；二是具备工业使用价值的缓蚀剂应具有以下性能：投入腐蚀介质后能较快产生缓蚀效果；在腐蚀环境中具有良好的化学稳定性，可以维持必要的使用寿命；在预处理浓度下形成的保护膜可能被正常工艺条件下的低浓度缓蚀剂修复；不影响材料的物理机械性能；具有良好的防止全面腐蚀和局部腐蚀的效果，毒性低或无毒。2、所采用无磷缓蚀阻垢剂能够避免磷酸钙的沉积、集中解决常见的碳酸钙水垢，使阻垢处理简单且效果明显，缓蚀性能优异，同时又可以减少杀菌灭藻剂、粘泥剥离剂的用量，使处理费用及日常维护工作量显著降低，提高经济效益。

本发明的设计方案：1、采用木质素，是本发明的技术特征之一。这样做的目的在于：木质素及其衍生物具有多种功能性，可作为分散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂、沥青乳化剂，木质素对人类可持续发展最为重大贡献就在于提供稳定、持续的有机物质来源，其应用前景十分广阔。研究木质素性能和结构的关系，利用木质素制造可降解、可再生的聚合物。木质素的物化性能和加工性能、工艺成为目前木质素研究的障碍。2、采用丹宁，是本发明的技术特征之二。这样做的目的在于：丹宁一般具有涩味，可使蛋白质、生物碱沉淀。与重金属特别是铁离子(Fe3+)结合而形成深绿色乃至紫色的络合物，广泛分布于植物界。在许多植物的木质部、树皮、叶、果实、根中均含有它，尤其是在栎、盐肤木，及其他植物上形成的虫瘿中，单宁的含量可达80％。从虫瘿中得到的没食子单宁(galle-tannin)是属于以没食子酸为组分的水解性单宁。此外还有带黄烷骨架的复杂结构的单宁，称为缩合型单宁。水解性单宁是由于水解而产生没食子酸和芥子酸的化合物，这些酸是和糖以缩酚酸形式结合的。另一方面，缩合型单宁可通过酸而聚合，生成所谓栎鞣红的红色无定形沉淀。并认为没食子酸是由莽草酸代谢途径的中间物生成的。另外，儿茶酸类等的缩合型单宁是由莽草酸代谢途径和醋酸-丙二酸代谢途径的复合途径生成的。虽然对于单宁在植物体内的生理功能还不清楚，但由于单宁显示出抗菌作用，所以通常认为它对病虫害具有防御作用。3、采用氢氧化钠，是本发明的技术特征之三。这样做的目的在于：纯的无水氢氧化钠为白色半透明，结晶状固体。氢氧化钠极易溶于水，溶解度随温度的升高而增大，溶解时能放出大量的热，288K时其饱和溶液浓度可达26.4mol/L(1∶1)。它的水溶液有涩味和滑腻感，溶液呈强碱性，具备碱的一切通性。市售烧碱有固态和液态两种：纯固体烧碱呈白色，有块状、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为无色透明液体。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油；但不溶于乙醚、丙酮、液氨。对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用，溶解或浓溶液稀释时会放出热量；与无机酸发生中和反应也能产生大量热，生成相应的盐类；与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应。能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能使油脂发生皂化反应，生成相应的有机酸的钠盐和醇，这是去除织物上的油污的原理。4、采用三乙醇胺，是本发明的技术特征之四。这样做的目的在于：具有碱性，能吸收CO2和H2S，其水溶液呈碱性，能与无机酸或有机酸反应生成盐，还能和高级脂肪酸形成脂，可用来制备缓蚀剂，保护金属表面，防止氧化。5、采用顺酐，是本发明的技术特征之五。这样做的目的在于：遇水易潮解生成马来酸，主要用于不饱和树脂、水处理剂。6、采用硼砂，是本发明的技术特征之六。这样做的目的在于：微溶于水、甘油中，其水溶液呈弱碱性。具有良好的杀菌作用。同时具有反应终止剂作用。

技术方案1：无磷缓蚀阻垢剂，木质素及丹宁混合物12～16％、55～65％、NaOH 0.7～0.8％、H₂SO₄ 1.7～2.2％、三乙醇胺12～16％、顺酐4～6％、硼砂3～5％。

技术方案2：无磷缓蚀阻垢剂复配的方法，(1)将木质素、丹宁干燥后计重；(2)生产前用生产用水中的六分之一，溶解顺酐；(3)将六分之五的水打入反应釜中，开动搅拌，缓慢导入H₂SO₄搅匀；(4)倒入已计量的木质素、丹宁混合物，控制温升，待温度平温后，升温至85～95℃，并保温6～10小时；(5)6～10小时后加入NaOH控制温升不超过90℃，并搅拌25～35分钟；(6)倒入硼砂，同时降温至70℃；(7)加入已溶有顺酐的溶液，搅拌0.5～1.5小时，并同时缓慢降温至50℃；(8)在50℃时倒入三乙醇胺，溶搅，并同时降温至室温；(9)最后将产品注入贮罐，熟化48小时，装桶，运输。

本发明与背景技术相比，一是基本上不改变腐蚀环境，就可获得良好的效果；二是基本上不增加设备投资，就可达到防腐蚀的目的；三是缓蚀剂的效果不受设备的影响；四是对于腐蚀环境的变化，可以通过改变缓蚀种类或浓度来保持防腐蚀效果；五是同一配方有时可以防止多种金属在不同环境中的腐蚀；六是无磷复配药剂使用浓度50mg/l时，对黄河水系、长江水系及高硬度水具有良好的缓蚀效果；七是无磷复配药剂在低使用浓度下(＜20mg/l)阻CaCO₃效果一般；在使用浓度＞20mg/l时，阻垢效果可以满足要求，在60mg/l时，阻垢率几乎达到100％，并且该药剂因为完全不含磷，避免了产生磷酸钙的危害，故无需考虑其阻磷酸钙垢的性能；八是本发明的无磷药剂与目前常用的有机磷酸盐、丙烯酸聚合物、锌盐及铜缓蚀剂等均有良好的复配性能，并且利用其协同效应可以大幅度降低无磷主药剂使用量。

具体实施方式

实施例1：无磷缓蚀阻垢剂，木质素及丹宁混合物12～16％、水55～65％、NaOH 0.7～0.8％、H₂SO₄ 1.7～2.2％、三乙醇胺12～16％、顺酐4～6％、硼砂3～5％；H₂SO₄浓度为90％。

实施例2：在实施例1的基础上，无磷缓蚀阻垢剂中木质素及丹宁混合物12％、水65％、NaOH 0.7％、H₂SO₄～1.3％、三乙醇胺12％、顺酐4％、硼砂5％。

实施例3：在实施例1的基础上，无磷缓蚀阻垢剂中木质素及丹宁混合物16％、水55％、NaOH 0.8％、H₂SO₄ 2.2％、三乙醇胺16％、顺酐6％、硼砂4％。

实施例4：在实施例1的基础上，无磷缓蚀阻垢剂中木质素及丹宁混合物14.78％、水59.11％、NaOH 0.74％、H₂SO₄ 1.97％、三乙醇胺14.78％、顺酐4.93％、硼砂3.69％。

实施例5：在实施例1的基础上，无磷缓蚀阻垢剂中木质素及丹宁混合物14％、水60％、NaOH 0.75％、H₂SO₄ 2％、三乙醇胺14.25％、顺酐4％、硼砂5％。

实施例6：在实施例1-5的基础上，木质素及丹宁混合物各占50％；或木质素占30、丹宁混合物各占70％；或木质素占70、丹宁混合物各占30％；或木质素及丹宁混合物可以在100％范围任意组合。

实施例7：在实施例1-6的基础上，无磷缓蚀阻垢剂复配的方法，(1)将木质素、丹宁干燥后计重；(2)生产前用生产用水中的六分之一，溶解顺酐；(3)将六分之五的水打入反应釜中，开动搅拌，缓慢导入H₂SO₄搅匀；(4)倒入已计量的木质素、丹宁混合物，控制温升，待温度平温后，升温至85～95℃，并保温6～10小时；(5)6～10小时后加入NaOH控制温升不超过90℃，并搅拌25～35分钟；(6)倒入硼砂，同时降温至70℃；(7)加入已溶有顺酐的溶液，搅拌0.5～1.5小时，并同时缓慢降温至50℃；(8)在50℃时倒入三乙醇胺，溶搅，并同时降温至室温；(9)最后将产品注入贮罐，熟化48小时，装桶，运输。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的描述，但是这些描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征是：木质素及丹宁混合物12～16％、水55～65％、NaOH 0.7～0.8％、H₂S0₄1.7～2.2％、三乙醇胺12～16％、顺酐4～6％、硼砂3～5％。

2.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂，其特征是：H₂S0₄浓度为≥90％。

3.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂，其特征是：木质素及丹宁混合物各占50％，或木质素占30％、丹宁混合物占70％，或木质素占70％、丹宁混合物占30％。

4.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂，其特征是：木质素及丹宁混合物16％、水55％、NaOH 0.8％、H₂S0₄2.2％、三乙醇胺16％、顺酐6％、硼砂4％。

5.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂，其特征是：木质素及丹宁混合物14.78％、水59.11％、NaOH 0.74％、H₂S0₄1.97％、三乙醇胺14.78％、顺酐4.93％、硼砂3.69％。

6.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂，其特征是：木质素及丹宁混合物14％、水60％、NaOH 0.75％、H₂S0₄2％、三乙醇胺14.25％、顺酐4％、硼砂5％。

7.一种如权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂的复配方法，其特征是：

(1)将木质素、丹宁干燥后计重；

(2)生产前用生产用水中的六分之一，溶解顺酐；

(3)将六分之五的水打入反应釜中，开动搅拌，缓慢导入H₂SO₄搅匀；

(4)倒入已计量的木质素、丹宁混合物，控制温升，待温度平温后，升温至85～95℃，并保温6～10小时；

(5)6～10小时后加入NaOH控制温升不超过90℃，并搅拌25～35分钟；

(6)倒入硼砂，同时降温至70℃；

(7)加入已溶有顺酐的溶液，搅拌0.5～1.5小时，并同时缓慢降温至50℃；

(8)在50℃时倒入三乙醇胺，溶搅，并同时降温至室温；

(9)最后将产品注入贮罐，熟化48小时，装桶，运输。