CN102718329A - 超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，原料以重量份数计，氨基三甲叉膦酸5-15份，羟基乙叉二膦酸5-15份，二乙烯三胺五甲叉膦酸1-15份，水解聚马来酸酐5-15份，三元共聚物2-15份，七水硫酸锌2-20份，苯骈三氮唑0.1-2份，纯水3-79.9份。氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、水解聚马来酸酐、三元共聚物搅拌混合后加入苯骈三氮唑，待苯骈三氮唑全部溶解后加入水、七水硫酸锌，搅拌溶解即可。本发明采用的水解聚马来酸酐、三元共聚物具有优良的分散作用，对防止碳酸盐、磷酸盐等沉积结垢效果优良，同时水解聚马来酸酐、三元共聚物属于无磷单体，降低了药剂磷含量，有利于环保。

Description

超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法

技术领域

本发明属于工业循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法。

背景技术

据统计，在现代化工厂的全部用水量中，冷却用水占67%～80%。我国地域较广，不同区域水质差别很大，对于硬度较大的循环水系统，可以通过水质软化等途径来解决。而在我国华南沿海等地区水质硬度＜20 mg/L (以CaCO₃计，下同)，总碱度＜50 mg/L，pH≈6，属于超低硬度、强腐蚀性水质，该类水质对碳钢设备腐蚀性极强，如果处理不当，会造成设备严重腐蚀。

针对这种水质，在20世纪70年代出现大量使用铬酸盐的水处理药剂，虽然取得了较好的效果，但铬酸盐毒性大，污染环境。而后出现了钼系和膦系缓蚀剂，例如专利CN1990912A公开了一种钼磷系复合缓蚀阻垢剂的制备方法，其中钼酸盐含量在1~20wt%，1~40wt%的有机磷，1~10wt%的氧化剂和30~97%的赋形剂，这种缓蚀剂一方面需要配有氧化剂，不宜长期存放，另一方面成本太高。CN1176229A公开了一种用于处理超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其中舍弃了钼酸盐，选用2-羟基膦基乙酸及其盐类为主剂，复配有机膦化合物、锌盐及膦酸化合物，特别用于处理水质硬度＜20 mg/L的超低硬度循环冷却水，但是该专利配方中缺少了聚合物作分散剂，当水质浓缩倍数过高时需与其他药剂同时使用，否则很难阻止循环水系统结垢；CN1331050A专利公开了一种用于处理低硬度循环水的复合缓蚀阻后剂，包括含磺酸的膦羧酸1-30份，羟基膦基乙酸化合物5-40份，有机膦羧酸化合物1-12份，锌盐1-20份，水30-80份，由于其中引入了含磷酸的聚羧酸，在阻止循环水系统结垢方面有了部分加强，但是这一配方属于高磷、大用量配方，会造成环境污染及给企业带来额外的经济负担。CN102363538A公开了一种用于低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂的制备，由软水缓蚀剂25-35份，丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-次磷酸钠三元共聚物20-30份，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸8-12份，膦酰基羧酸共聚物3-7份，纯水20-30份组成；将上述组分依次混合，再添加氯化锌3-7份、工业盐酸2-4份，均匀搅拌30-40分钟，保持温度为20-35℃，即得成品。这一配方同样属于高磷、大用量配方，会造成环境污染及给企业带来额外的经济负担。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的缺陷，同时降低药剂的腐蚀性及使用量，扩大药剂使用范围。本发明提供的复合缓蚀阻垢剂（下称复合药剂）是由下述份数比的原料制成：

氨基三甲叉膦酸                                         5~15份

羟基乙叉二膦酸                                         5~15份

二乙烯三胺五甲叉膦酸                           1~15份

水解聚马来酸酐                                      5~15份

三元共聚物                                                2~15份

七水硫酸锌                                                2~20份

苯骈三氮唑                                          0.1~2份

水                                                          3.0~79.9份。

上述的氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性组分为50%；水解聚马来酸酐有效固含量48%，分子量范围400~800；三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚而成，固含量30%；七水硫酸锌质量百分比为98%以上含量的工业级锌盐；苯骈三氮唑质量百分比为99.5%以上。

         本发明复合药剂优选配比为：

氨基三甲叉膦酸                                         5~15份

羟基乙叉二膦酸                                         5~10份

二乙烯三胺五甲叉膦酸                             1~10份

水解聚马来酸酐                                         5~15份

三元共聚物                                                5~15份

七水硫酸锌                                                5~20份

苯骈三氮唑                                                0.1~2份

水                                                             13.0~73.9份。

本发明复合药剂最优选配比为：

氨基三甲叉膦酸                                         9~10份

羟基乙叉二膦酸                                         7~8份

二乙烯三胺五甲叉膦酸                             4~5份

水解聚马来酸酐                                         10~12份

三元共聚物                                                9~12份

七水硫酸锌                                                10~20份

苯骈三氮唑                                                0.1~2份

水                                                             31.0~50.9份。

上述复合药剂的制备方法如下：

       氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、水解聚马来酸酐、三元共聚物搅拌混合后加入苯骈三氮唑，待苯骈三氮唑全部溶解后加入水、七水硫酸锌，搅拌溶解即可。

       本发明采用的水解聚马来酸酐、三元共聚物具有优良的分散作用，对防止碳酸盐、磷酸盐等沉积结垢效果优良，同时水解聚马来酸酐、三元共聚物属于无磷单体，降低了药剂磷含量，有利于环保。

       当循环水系统中无铜材质设备，本发明加入苯骈三氮唑量为0.1份，当循环水系统中含有铜材质设备，本发明加入苯骈三氮唑量大于0.1份。

本发明复合药剂用于处理超低硬度及低硬度循环水时，缓蚀与阻垢性能均为优秀。本发明药剂用于循环冷却水系统正常运行时，药剂投加浓度为3~10 mg/L，与现有的杀菌剂兼容性好不会对杀菌剂产生不良影响。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

（1）本发明特别用于处理水质硬度＜20 mg/L的超低硬度循环冷却水，缓蚀与阻垢性能均为优秀。采用水解聚马来酸酐、三元共聚物具有优良的分散作用，对防止碳酸盐、磷酸盐等沉积结垢效果优良。

（2）本发明属于中低磷用量配方，复合药剂中水解聚马来酸酐、三元共聚物属于无磷单体，降低了药剂磷含量，有利于环保。

（3）本发明复合药剂具有优良的防腐蚀性能，其针对超低硬度及低硬度水质的腐蚀速率远远低于国家标准。

具体实施方式

实施例1

本实例采用20#碳钢试片、不锈钢试片进行腐蚀试验。

药剂的配比：氨基三甲叉膦酸5份，羟基乙叉二膦酸10份，二乙烯三胺五甲叉膦酸5份，水解聚马来酸酐15份，三元共聚物10份，七水硫酸锌15份，苯骈三氮唑0.1份，水39.9份。

上述的氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性组分为50%；水解聚马来酸酐有效固含量48%，分子量范围400~800；三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚而成，固含量30%；七水硫酸锌质量百分比为98%以上含量的工业级锌盐；苯骈三氮唑质量百分比为99.5%以上。

      配制硬度＜20 mg/L，总碱度＜50 mg/L，pH6-7的水质。

      参照《GB/T 18175-2000 水处理剂缓蚀性能的测定 旋转挂片法》进行腐蚀速率测定，测得碳钢腐蚀速率为0.0165 mm/a，不锈钢腐蚀速率为0.0024 mm/a。

实施例2

本实例采用20#碳钢试片、不锈钢试片进行腐蚀试验。

药剂的配比：氨基三甲叉膦酸10份，羟基乙叉二膦酸5份，二乙烯三胺五甲叉膦酸10份，水解聚马来酸酐8份，三元共聚物15份，七水硫酸锌20份，苯骈三氮唑0.1份，水31.9份。

上述的氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性组分为50%；水解聚马来酸酐有效固含量48%，分子量范围400~800；三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚而成，固含量30%；七水硫酸锌质量百分比为98%以上含量的工业级锌盐；苯骈三氮唑质量百分比为99.5%以上。

       配制硬度＜20 mg/L，总碱度＜50 mg/L，pH6-7的水质。

腐蚀速率测定同实例1，测得碳钢腐蚀速率为0.0206mm/a，不锈钢腐蚀速率为0.0035 mm/a。

实施例3（最佳实施例）

本实例采用20#碳钢试片、不锈钢试片进行腐蚀试验。

药剂的配比：氨基三甲叉膦酸10份，羟基乙叉二膦酸8份，二乙烯三胺五甲叉膦酸5份，水解聚马来酸酐10份，三元共聚物12份，七水硫酸锌20份，苯骈三氮唑0.1份，水34.9份。

上述的氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性组分为50%；水解聚马来酸酐有效固含量48%，分子量范围400~800；三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚而成，固含量30%；七水硫酸锌质量百分比为98%以上含量的工业级锌盐；苯骈三氮唑质量百分比为99.5%以上。

       配制硬度＜20 mg/L，总碱度＜50 mg/L，pH6-7的水质。

       腐蚀速率测定同实例1，测得碳钢腐蚀速率为0.0133mm/a，不锈钢腐蚀速率为0.0025 mm/a。

实施例4

本实例采用20#碳钢试片、不锈钢试片、铜试片进行腐蚀试验。

药剂的配比：氨基三甲叉膦酸12份，羟基乙叉二膦酸10份，二乙烯三胺五甲叉膦酸2份，水解聚马来酸酐15份，三元共聚物10份，七水硫酸锌15份，苯骈三氮唑1份，水35份。

上述的氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性组分为50%；水解聚马来酸酐有效固含量48%，分子量范围400~800；三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚而成，固含量30%；七水硫酸锌质量百分比为98%以上含量的工业级锌盐；苯骈三氮唑质量百分比为99.5%以上。

       配制硬度＜20 mg/L，总碱度＜50 mg/L，pH6-7的水质。

       腐蚀速率测定同实例1，测得碳钢腐蚀速率为0.0135mm/a，不锈钢腐蚀速率为0.0023 mm/a，铜腐蚀速率为0.0031mm/a。

实施例5

本实例采用20#碳钢试片、不锈钢试片、铜试片进行腐蚀试验。

药剂的配比：氨基三甲叉膦酸7份，羟基乙叉二膦酸14份，二乙烯三胺五甲叉膦酸5份，水解聚马来酸酐12份，三元共聚物14份，七水硫酸锌11份，苯骈三氮唑2份，水35份。

上述的氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性组分为50%；水解聚马来酸酐有效固含量48%，分子量范围400~800；三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚而成，固含量30%；七水硫酸锌质量百分比为98%以上含量的工业级锌盐；苯骈三氮唑质量百分比为99.5%以上。

       配制硬度＜20 mg/L，总碱度＜50 mg/L，pH6-7的水质。

       腐蚀速率测定同实例1，测得碳钢腐蚀速率为0.0107mm/a，不锈钢腐蚀速率为0.0016 mm/a，铜腐蚀速率为0.0009mm/a。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：以重量份数由下列原料配制：氨基三甲叉膦酸5-15份，羟基乙叉二膦酸5-15份，二乙烯三胺五甲叉膦酸1-15份，水解聚马来酸酐5-15份，三元共聚物2-15份，七水硫酸锌2-20份，苯骈三氮唑0.1-2份，水3-79.9份。

2.根据权利要求1所述的超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸的活性组分为50%；水解聚马来酸酐有效固含量48%，分子量范围400~800固含量；三元共聚物是由丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚而成，固含量30%；七水硫酸锌质量百分比为98%以上含量的工业级锌盐；苯骈三氮唑质量百分比为99.5%以上。

3.根据权利要求书2所述的超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，该复合缓蚀剂的优选配比为：以重量份数配制原料，氨基三甲叉膦酸5-15份，羟基乙叉二膦酸5-10份，二乙烯三胺五甲叉膦酸1-10份，水解聚马来酸酐5-15份，三元共聚物5-15份，七水硫酸锌5-20份，苯骈三氮唑0.1-2份，水13-73.9份。

4.根据权利要求书3所述的一种用于超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，该复合缓蚀剂的优选配比为：以重量份数配制原料，氨基三甲叉膦酸9-10份，羟基乙叉二膦酸7-8份，二乙烯三胺五甲叉膦酸4-5份，水解聚马来酸酐10-12份，三元共聚物9-12份，七水硫酸锌10-20份，苯骈三氮唑0.1-2份，水31-50.9份。

5.根据权利要求书4所述的一种用于超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，该复合缓蚀剂的优选配比为：以重量份数配制原料，氨基三甲叉膦酸10份，羟基乙叉二膦酸8份，二乙烯三胺五甲叉膦酸5份，水解聚马来酸酐10份，三元共聚物12份，七水硫酸锌20份，苯骈三氮唑0.1份，水34.9份。

6.一种上述超低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于：制备该复合缓蚀阻垢剂时，氨基三甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、水解聚马来酸酐、三元共聚物搅拌混合后加入苯骈三氮唑，待苯骈三氮唑全部溶解后加入水、七水硫酸锌，搅拌溶解即可。