CN102010077A

CN102010077A - 无磷阻垢缓蚀剂及制备工艺

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Publication number: CN102010077A
Application number: CN 201010610661
Authority: CN
Inventors: 李秀宁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2010-12-29
Publication date: 2011-04-13

Abstract

一种无磷阻垢缓蚀剂及制备工艺，该无磷阻垢缓蚀剂由阻垢成分聚环氧琥珀酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物；缓蚀成分甲基苯并三唑、葡萄糖酸钠、钨酸钠、缓蚀剂咪唑啉季铵盐；荧光指示剂、氢氧化钠和去离子水配制而成。上述原料经溶剂碱化、搅拌混合、升温溶解、降温混合、荧光剂复配、过滤包装工艺步骤，即可获得成品无磷阻垢缓蚀剂。本发明各种原料组分不含磷元素等对人体和环境有害的物质，属于无毒无公害产品；阻垢缓蚀效果好；有利于循环水排放水的回收利用，不对回收系统产生药剂污堵；易生物降解，无二次污染；具有抑制细菌生长的作用，循环水处理成本低；实现了药剂的在线监测控制和自动投加。

Description

无磷阻垢缓蚀剂及制备工艺

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种循环水处理水质稳定剂及制备工艺。

技术背景

目前，工业循环水处理药剂都还是以含磷药剂为主。这类药剂经过几十年的发展，在技术上已经基本成熟，处理效果能达到国家或相关行业的标准。但是它们也有诸多重大弊端：1、对环境造成了巨大的破坏。众所周知，磷是各种藻类和浮游生物的重要营养源，循环水废水的大量排放，导致了水体中磷营养源的骤增，进而导致水体的富营养化，水体中溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。2、增加了废水治理的成本。3、循环排放水难以回收利用。4、阻垢缓蚀剂和杀菌剂用量大，水处理成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理敞开式循环冷却水的无磷阻垢缓蚀剂，以解决现有技术磷对环境的污染，恶化水质，阻垢缓蚀剂和杀菌剂用量大，水处理成本高。循环排放水难以回收利用，排放水的回用过程中由于药剂不兼容而对回用系统的污堵等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该无磷阻垢缓蚀剂由阻垢成分3种、缓蚀成分4种、荧光指示剂、氢氧化钠和去离子水配制而成。3种阻垢成分为聚环氧琥珀酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物；4种缓蚀成分为甲基苯并三唑、葡萄糖酸钠、钨酸钠、缓蚀剂咪唑啉季铵盐。

上述原料的质量百分比为聚环氧琥珀酸钠40% ~ 50%、水解聚马来酸酐为5% ~ 10%、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物5% ~ 10%；甲基苯并三唑1% ~3%、葡萄糖酸钠8% ~ 10%、钨酸钠1% ~ 3%、咪唑啉季铵盐10% ~ 15%；荧光指示剂8% ~ 10%；氢氧化钠8% ~ 10%。阻垢缓蚀剂中阻垢成分和缓蚀成分最大值为85%。

其制备工艺如下：

1、溶剂碱化：将反应釜冲洗干净后，注入一定比例去离子水，加入相应比例的氢氧化钠，打开搅拌机，搅拌溶解；

2、搅拌混合：按配比依次加入阻垢成分聚环氧琥珀酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，开启加热或冷凝装置，温度保持在25℃~30℃，搅拌混合；

3、升温溶解：按配比依次加入固体缓蚀成分加入甲基苯并三唑、钨酸钠、葡萄糖酸钠，升温40℃~45℃，反应保持40~60分钟；

4、降温混合：打开冷凝循环水，把温度降至25℃~30℃，按配比加入咪唑啉，搅拌10~20分钟；

5、荧光剂复配：按配比加入荧光指示剂，搅拌10~20分钟；

6、过滤包装：打开排放阀，将上述药液过滤装入包装桶中即可得到成品无磷阻垢缓蚀剂。

本发明无磷阻垢缓蚀剂适用于敞开式循环冷却水系统，适用水质为未经处理的地表水或地下水，使用时通过配有在线监测仪器的自动加药装置加入到循环冷却水系统。

本发明无磷阻垢缓蚀剂与现有阻垢缓蚀剂对比具有以下优点：

1、本发明涉及的各种原料组分不含磷元素等对人体和环境有害的物质，属于无毒无公害产品；

2、本发明阻垢缓蚀效果好，对碳钢、不锈钢和铜等材质均起到很好的保护左右，保证了循环冷却水系统的安全稳定运行；

3、本发明有利于循环水排放水的回收利用，在循环水排放水中残留的药剂不与絮凝剂发生反应，不对回收系统产生药剂污堵。实验表明，在回用水中投加相同浓度的絮凝剂，不投加本发明和投加本发明的两组试样对比，在形成矾花大小、沉降速度快慢上没有区别，本发明不对絮凝剂效果产生负面影响；

4、本发明易生物降解，不对环境造成二次污染，无须进一步治理；

5、本发明具有抑制细菌生长的作用，减少杀菌剂的使用量，降低循环水处理成本；

6、本发明由于咪唑啉季铵盐的复配使用，从阴阳两极对金属材质进行保护，与同类产品相比大大降低了药剂的使用量，同类产品一般投加50~500ppm，本发明投加量根据不同水质在8~12ppm之间，极大的降低了循环水运行成本，使无磷阻垢缓蚀剂的应用从理论变为实际；

7、本发明中荧光指示剂的复配使用，实现了药剂的在线监测和自动投加，使药剂在循环水中的检测和控制精确准时。

具体实施方式

本发明所需阻垢成分、缓蚀成分、氢氧化钠均为市售工业化产品，荧光指示剂为英国原装进口产品，下列结合实施例对本发明做进一步说明：

下列实施例均按照《工业循环冷却水处理设计规范 GB 50050-2007》、《冷却水动态模拟试验方法 HG/T 2160-91》、《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法 GB/T 18175-2000》、《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法 GB/T 16632-1996》，进行了动态模拟、旋转挂片和静态阻垢试验，针对不同水质条件，主要是水质碱度、硬度、Cl-和SO42-的不同，分别针对低碱低硬、中碱中硬、高碱低硬、高碱高硬四种水质提供四种实施方式，调整阻垢成分和缓蚀成分中各组分的比例，检验本发明的阻垢和缓蚀效果。

实施例1

以处理低碱低硬水质为例，将反应釜冲洗干净后，注入8%去离子水，加入氢氧化钠10%，打开搅拌机，搅拌溶解，依次加入阻垢成分聚环氧琥珀酸钠40%、水解聚马来酸酐5%、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物5%，开启加热或冷凝装置，温度保持在28℃，再依次加入固体缓蚀成分加入甲基苯并三唑1%、钨酸钠1%、葡萄糖酸钠10%，升温40℃反应保持40分钟，打开冷凝循环水，把温度降至25℃，加入咪唑啉10%，搅拌10分钟，配入荧光指示剂10%，搅拌10分钟，打开排放阀，将上述药液过滤装入包装桶中即得本发明无磷阻垢缓蚀剂。

在下列低碱低硬水水质情况下进行实验：PH6.9、电导率160μs/cm、 Ca2+ 13.8 mg/L、Mg2+2.8 mg/L、全碱度0.62mmol/L、Cl- 6.9 mg/L、SO42-3.3 mg/L。

将上述无磷阻垢缓蚀剂8ppm投入到上述水质中，进行静态阻垢试验和旋转挂片试验，浓缩到5.2倍，得到阻垢率为100%，A3碳钢缓蚀率0.011mm/a 、OCr18Ni9不锈钢缓蚀率0.00006mm/a 、H68铜缓蚀率0.00078mm/a。

实施例2

以处理中碱中硬水质为例，将反应釜冲洗干净后，注入2%去离子水，加入氢氧化钠10%，打开搅拌机，搅拌溶解，依次加入阻垢成分聚环氧琥珀酸钠45%、水解聚马来酸酐7%、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物7%，开启加热或冷凝装置，温度保持在28℃，再依次加入固体缓蚀成分加入甲基苯并三唑2%、钨酸钠1%、葡萄糖酸钠8%，升温40℃反应保持40分钟，打开冷凝循环水，把温度降至25℃，加入咪唑啉10%，搅拌10分钟，配入荧光指示剂8%，搅拌10分钟，打开排放阀，将上述药液过滤装入包装桶中即得本发明无磷阻垢缓蚀剂。

在下列中碱中硬水水质情况下进行实验：PH8.2、电导率820μs/cm、 Ca2+ 42.8 mg/L、Mg2+32.3 mg/L、全碱度2.61mmol/L、Cl- 117.6 mg/L、SO42-106.5mg/L。

将上述无磷阻垢缓蚀剂10ppm投入到上述水质中，进行静态阻垢试验和旋转挂片试验，浓缩到3.2倍，得到阻垢率为100%，A3碳钢缓蚀率0.0131mm/a 、OCr18Ni9不锈钢缓蚀率0.00008mm/a 、H68铜缓蚀率0.00088mm/a。

实施例3

以处理高碱低硬水质为例，将反应釜冲洗干净后，注入4%去离子水，加入氢氧化钠10%，打开搅拌机，搅拌溶解，依次加入阻垢成分聚环氧琥珀酸钠40%、水解聚马来酸酐5%、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物5%，开启加热或冷凝装置，温度保持在28℃，再依次加入固体缓蚀成分加入甲基苯并三唑3%、钨酸钠3%、葡萄糖酸钠10%，升温40℃反应保持40分钟，打开冷凝循环水，把温度降至25℃，加入咪唑啉12%，搅拌10分钟，配入荧光指示剂8%，搅拌10分钟，打开排放阀，将上述药液过滤装入包装桶中即得本发明无磷阻垢缓蚀剂。

在下列高碱低硬水水质情况下进行实验：PH7.7、电导率1900μs/cm、 Ca2+ 10.8 mg/L、Mg2+12.3 mg/L、全碱度18.74mmol/L、Cl- 104.4 mg/L、SO42-112.7mg/L。

将上述无磷阻垢缓蚀剂10ppm投入到上述水质中，进行静态阻垢试验和旋转挂片试验，浓缩到2.6倍，得到阻垢率为100%，A3碳钢缓蚀率0.0156mm/a 、OCr18Ni9不锈钢缓蚀率0.00010mm/a 、H68铜缓蚀率0.00062mm/a。

实施例4

以处理高碱高硬水质为例，将反应釜冲洗干净后，注入1%去离子水，加入氢氧化钠10%，打开搅拌机，搅拌溶解，依次加入阻垢成分聚环氧琥珀酸钠45%、水解聚马来酸酐6%、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物6%，开启加热或冷凝装置，温度保持在28℃，再依次加入固体缓蚀成分加入甲基苯并三唑2%、钨酸钠2%、葡萄糖酸钠9%，升温40℃反应保持40分钟，打开冷凝循环水，把温度降至25℃，加入咪唑啉11%，搅拌10分钟，配入荧光指示剂8%，搅拌10分钟，打开排放阀，将上述药液过滤装入包装桶中即得本发明无磷阻垢缓蚀剂。

在下列高碱高硬水水质情况下进行实验：PH8.24、电导率8410μs/cm、 Ca2+ 157.6 mg/L、Mg2+250.2 mg/L、全碱度43.96mmol/L、Cl-2352.5mg/L、SO42-2434.8 mg/L。

将上述无磷阻垢缓蚀剂12ppm投入到上述水质中，进行静态阻垢试验和旋转挂片试验，浓缩到1.9倍，得到阻垢率为100%，A3碳钢缓蚀率0.0098mm/a 、OCr18Ni9不锈钢缓蚀率0.00014mm/a 、H68铜缓蚀率0.00099mm/a。

Claims

1.一种无磷阻垢缓蚀剂，其特征是该无磷阻垢缓蚀剂由阻垢成分3种、缓蚀成分4种、荧光指示剂、氢氧化钠和去离子水配制而成，3种阻垢成分为聚环氧琥珀酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物；4种缓蚀成分为甲基苯并三唑、葡萄糖酸钠、钨酸钠、缓蚀剂咪唑啉季铵盐；其原料的质量百分比为聚环氧琥珀酸钠40% ~50%、水解聚马来酸酐5% ~ 10%、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物5% ~ 10%；甲基苯并三唑1% ~3%、葡萄糖酸钠8% ~ 10%、钨酸钠1% ~ 3%、咪唑啉季铵盐10% ~ 15%；荧光指示剂8% ~ 10%；氢氧化钠8% ~ 10%；阻垢缓蚀剂中阻垢成分和缓蚀成分最大值为85%。

2.一种无磷阻垢缓蚀剂制备工艺，其特征是有以下工艺步骤组成：

（1）溶剂碱化：将反应釜冲洗干净后，注入一定比例去离子水，加入相应比例的氢氧化钠，打开搅拌机，搅拌溶解；

（2）搅拌混合：按配比依次加入阻垢成分聚环氧琥珀酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸/丙烯酸乙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，开启加热或冷凝装置，温度保持在25℃~30℃，搅拌混合；

（3）升温溶解：按配比依次加入固体缓蚀成分加入甲基苯并三唑、钨酸钠、葡萄糖酸钠，升温40℃~45℃，反应保持40~60分钟；

（4）降温混合：打开冷凝循环水，把温度降至25℃~30℃，按配比加入咪唑啉，搅拌10~20分钟；

（5）荧光剂复配：按配比加入荧光指示剂，搅拌10~20分钟；

（6）过滤包装：打开排放阀，将上述药液过滤装入包装桶中即可得到成品无磷阻垢缓蚀剂。