CN101700937B - 一种复合阻垢剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于高硬高碱工业循环水的复合阻垢剂，该阻垢剂是由HEDP、聚天冬氨酸、聚马来酸酐、聚丙烯酸分散剂等组成。其中聚丙烯酸分散剂可以是聚丙烯酸三元分散剂的一种或几种，也可以是四元分散剂中的一种或几种。本发明的复配阻垢剂具有优异的阻垢性能，使用过程中碳酸钙垢的生成率极低，用本配方所排废水不会对环境造成富营氧化污染，属于环境友好产品，尤其适合高钙硬和高碱硬的循环水处理。本配方用来处理工业循环水的成本极低，处理每吨水所加入的药剂其成本不足为0.7元，具有极高的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合阻垢剂，特别是涉及一种适用于高硬高碱工业循环水的复合阻垢剂。
背景技术
在人类用水中，工业用水占了非常大的比例，其中冷却水约占工业用水的60-70％，节约冷却水对保护水资源起着举足轻重的作用。节约冷却水主要方法是循环利用冷却水，提高浓缩倍率，但提高浓缩倍数之后，循环水中的钙离子浓度和氯离子浓度等都将会随之增加，带来结垢和腐蚀的问题。
70年代处理方法高碱度水的方法主要是采用加入酸降低水中碱度，同时加入六偏磷酸钠等药剂进行处理。这种方法在实际运行中处理效果并不理想，操作复杂，管理不便，如果加酸过多，则设备腐蚀加速，反之加酸过少，则设备的结垢又难以控制。
US4,744,949和EP0238,728公开了含有阻磷酸钙垢阻垢剂聚膦酸盐的配方，处理效果较好。但由于聚膦酸盐易水解，会造成水体的富营养化污染。
80年代采用全有机配方，如包含有机膦酸、聚合物和锌的配方，处理中高硬度水质效果较好。有机膦酸既起到缓蚀作用，又有阻碳酸钙垢的作用，而且一定程度上克服了聚膦酸盐对环境的污染。
目前所有阻垢剂所述的中高硬度，一般都不会超过700mg/L(以碳酸钙计)，碱度一般都低于300mg/L(以碳酸钙计)，当硬度和碱度进一步提高之后，目前常用阻垢剂的阻垢效果会明显降低。如何进一步提高阻垢剂对更高硬度和高碱度水的阻垢能力，成为了当前一大难点，本发明就是针对这一问题而开发出来的一种复合阻垢剂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种适用于高硬高碱工业循环水的复合阻垢剂。
为实现上述目的，本发明提供了一种复合阻垢剂，其组分及各组分的重量份数为：
羟基亚乙基二膦酸(HEDP)：0.5～10份；
聚马来酸酐：0.5～10份；
聚天冬氨酸：5～30份；
聚丙烯酸三元聚合物：0～40份；
聚丙烯酸四元共聚物：0～30份；
水：100份。
上述复合阻垢剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)优选2～7份，聚马来酸酐优选2～7份，聚天冬氨酸优选10-20份，聚丙烯酸三元聚合物优选10-25份，聚丙烯酸四元共聚物优选7-19份。
上述技术方案中所述聚丙烯酸三元聚合物可以是丙烯酸-丙烯酸羟丙酯三元共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物之一或任意比率的混合物。
上述技术方案中所述聚丙烯酸四元共聚物是丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物。
上述技术方案中所述羟基亚乙基二膦酸(HEDP)的结构式为：
上述技术方案中聚天冬氨酸的结构为：
式中，聚合度m及n为整数，m+n为15～100。
上述技术方案中聚马来酸酐的结构为
该复合阻垢剂通过加药系统直接加入冷却水系统中，在冷却水中加入量是10-300mg/L。
本发明的高硬高碱工业循环冷却水复合阻垢剂的主要优点：本发明的复合阻垢剂的原料均是市售原料，容易得到，产品成本很低，每吨水所加入药剂的成本不足0.7元，而且制备方法简单；本发明的复合阻垢剂用于高浓缩倍数、结垢型水质，具有很好的阻垢效果；能够与目前的唑类缓蚀剂及各类杀菌剂具有很好的兼容作用。本发明尤其适用于中央空调系统的循环冷却水，尤其对于高浓缩倍数、高碱度、高硬度、高pH值的冷却水系统具有很良好的阻垢效果。经测试本发明的阻碳酸钙垢率最优可以达到93.11％，并且本发明的复合阻垢剂不会加速碳钢和铜的腐蚀。因此该复合阻垢剂用于工业循环冷却水系统，可以延长冷却水系统的使用周期，保证企业生产的顺利进行，降低企业用水成本。
具体实施方式
实施例1：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.381kg，聚马来酸干2.381kg，聚天冬氨酸11.905kg，聚丙烯酸三元聚合物11.905kg，聚丙烯酸四元共聚物11.905kg，其余为水，固含量39.62％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.78。
以固含量70mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到90.90％。
实施例2：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 0.293kg，聚马来酸干5.865kg，聚天冬氨酸17.595kg，聚丙烯酸四元共聚物17.595kg，其余为水，固含量41.35％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.78。
以固含量70mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到90.12％。
实施例3：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.614kg，聚马来酸干2.614kg，聚天冬氨酸6.536kg，聚丙烯酸三元聚合物16.340kg，聚丙烯酸四元共聚物6.536kg，其余为水，固含量34.64％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.82。
以固含量60mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到88.58％。
实施例4：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.532kg，聚马来酸干2.532kg，聚天冬氨酸6.329kg，聚丙烯酸三元聚合物18.987kg，聚丙烯酸四元共聚物6.329kg，其余为水，固含量36.71％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.83。
以固含量60mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到86.27％。
实施例5：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 6.431kg，聚马来酸干0.322kg，聚天冬氨酸3.216kg，聚丙烯酸三元聚合物25.723kg，其余为水，固含量35.69％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.78。
以固含量70mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到89.02％。
实施例6：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.532kg，聚马来酸干2.532kg，聚天冬氨酸9.494kg，聚丙烯酸三元聚合物15.823kg，聚丙烯酸四元共聚物6.329kg，其余为水，固含量36.71％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.83。
以固含量60mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到88.58％。
实施例7：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.454kg，聚马来酸干2.454kg，聚天冬氨酸9.202kg，聚丙烯酸三元聚合物18.405kg，聚丙烯酸四元共聚物6.135kg，其余为水，固含量38.65％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.81。
以固含量65mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到87.86％。
实施例8：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.454kg，聚马来酸干2.454kg，聚天冬氨酸12.270kg，聚丙烯酸三元聚合物15.337kg，聚丙烯酸四元共聚物6.135kg，其余为水，固含量38.65％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.84。
以固含量65mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到85.55％。
实施例9：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.381kg，聚马来酸干2.381kg，聚天冬氨酸11.905kg，聚丙烯酸三元聚合物17.857kg，聚丙烯酸四元共聚物5.952kg，其余为水，固含量40.48％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.84。
以固含量70mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到85.55％。
实施例10：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.381kg，聚马来酸干2.381kg，聚天冬氨酸8.929kg，聚丙烯酸三元聚合物17.857kg，聚丙烯酸四元共聚物8.929kg，其余为水，固含量40.48％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.82。
以固含量70mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下阻碳酸钙垢率达到90.90％。
实施例11：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.381kg，聚马来酸干2.381kg，聚天冬氨酸11.905kg，聚丙烯酸三元聚合物11.905kg，聚丙烯酸四元共聚物11.905kg，其余为水，固含量39.62％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为941mg/L，总硬为927mg/L以碳酸钙计，pH＝7.90。
以固含量70mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到93.11％。
实施例12：
制备100kg的冷却水复合阻垢剂，制备过程：加入HEDP 2.516kg，聚马来酸干3.145kg，聚天冬氨酸9.434kg，聚丙烯酸三元聚合物12.579kg，聚丙烯酸四元共聚物9.434kg，其余为水，固含量37.11％。
针对工业循环冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：
浓缩倍数≥6，总碱为987mg/L，总硬为978mg/L以碳酸钙计，pH＝7.78。
以固含量70mg/L冷却水的量加入，阻垢性能的测试参照中国石油化工总公司生产部和发展部编写的《冷却水分析和实验方法》(1993年，安庆石油化工总厂信息中心出版)中“碳酸钙沉积法”进行静态阻垢实验，实验结果如下：阻碳酸钙垢率达到87.90％。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种复合阻垢剂，其组分及各组分的重量份数为：
羟基亚乙基二膦酸(HEDP)：0.5～10份；
聚马来酸酐：0.5～10份；
聚天冬氨酸：5～30份；
丙烯酸-丙烯酸羟丙酯三元共聚物或丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物：0～40份；
丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物：0～30份；
水：100份。
2.根据权利要求1所述的复合阻垢剂，其特征是：羟基亚乙基二膦酸(HEDP)2～7份，聚马来酸酐2～7份，聚天冬氨酸10～20份，丙烯酸-丙烯酸羟丙酯三元共聚物或丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物10～25份，丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物7～19份。
3.根据权利要求1-2任一权利要求所述的复合阻垢剂，其特征是：所述羟基亚乙基二膦酸(HEDP)的结构式为：
4.根据权利要求1-2任一权利要求所述的复合阻垢剂，其特征是：聚天冬氨酸的结构为：
式中，聚合度m及n为整数，m+n为15～100。
5.根据权利要求1-2任一权利要求所述的复合阻垢剂，其特征是：聚马来酸酐的结构为
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