CN103319011A

CN103319011A - 一种低磷环保型复合阻垢缓蚀剂

Info

Publication number: CN103319011A
Application number: CN2013102961066A
Authority: CN
Inventors: 闫金铎
Original assignee: Beijing Lonvon Kechuang Petroleum Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Lonvon Kechuang Petroleum Technology Co Ltd
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明公开了一种低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下组分：组分A包括：氢氧化钠，苯并三氮唑，聚环氧琥珀酸，钼酸钠，去离子水；组分B包括：氯化锌，2-膦酸基-1，2，4，-三羧酸丁烷，丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙烷磺酸，水解聚马来酸酐，去离子水。本发明适用于高硬度、高碱度的循环冷却水系统，特别对碳酸盐水垢有极强的络合性，磷含量低，对环境不会造成污染，符合环保要求。本发明试用于pH值7.5～9.3，碳钢、不锈钢材质的循环冷却水系统，不需要加酸调节pH值。由于各行业的水质的变化，本发明既能适应于低浓缩倍数的缓蚀效果，又能在3～4倍高浓缩倍数有着较好的阻垢性能。

Description

一种低磷环保型复合阻垢缓蚀剂

技术领域

本发明涉及工业循环水处理技术领域，特别涉及一种低磷环保型复合阻垢缓蚀剂。

背景技术

水是工业的血液，目前，在工农业这样耗水比较大的行业中，节约用水是一个比较大的课题，现有比较好的方法就是循环利用冷却水，但是由于工业排出的水的水质不同，使得这些水不能直接被循环利用，必须经过一系列的处理过程之后，才能被再次应用于生产。

工业循环冷却水系统在处理循环冷却水时会遇到一些问题，比如工业循环冷却水系统中结垢、腐蚀以及微生物危害等。现有解决上述问题的方法主要是向循环冷却水系统中投加阻垢缓蚀剂。阻垢缓蚀剂一般采用聚磷酸、有机磷酸、含磺酸基共聚物、与锌盐复合配方。有机磷由于阻垢效果好，被广泛用于工业用水的阻垢缓蚀剂的配方中。

对于一般的阻垢缓蚀剂配方，根据系统的水质不同，其缓蚀性能与阻垢性能会存在较大的差异，在低浓缩倍数循环水系统中，由于水中硬度、碱度均较低，循环水的结垢倾向较低，腐蚀相对较强，要求阻垢缓蚀剂配方要有较好的缓蚀效果;而在高浓缩倍数循环水系统中，特别是非加酸调节的循环水系统中，因为水质钙硬度及碱度的增加，沉积倾向增大，腐蚀变得微弱，此时要求阻垢缓蚀剂配方必须具有良好的阻垢性能。

这就要求有一种既能适应低浓缩倍数循环水系统中，缓蚀率效果较好，而在高浓缩倍数循环水系统中，又具有良好的阻垢性能的复合阻垢缓蚀剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，本发明对钙硬和碱度容忍度高，耐腐蚀性能强，特别是对氯离子和硫酸根离子有很好的耐腐蚀性，pH值适应范围pH7.5~9.3，由于各行业的水质的变化，本发明既能适应于低浓缩倍数的缓蚀效果，又能在3～4倍高浓缩倍数有着较好的阻垢性能。

本发明提供一种低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下主要组分:

一种低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下组分:

组分A包括:

氢氧化钠，苯并三氮唑，聚环氧琥珀酸，钼酸钠，去离子水;

组分B包括:

氯化锌，2-膦酸基-1，2，4，-三羧酸丁烷，丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙烷磺酸，水解聚马来酸酐，去离子水。

优选的是，所述组分的重量份为:

组分A:

组分B:

优选的是，所述组分A和组分B在使用时首先分别配制，之后将组分A和组分B按重量比1:1比例投入循环冷却水系统。

优选的是，所述低磷环保型复合阻垢缓蚀剂适用于PH值7.5~9.3的循环冷却水的处理，且试用于碳钢、不锈钢材质的循环冷却水系统。

优选的是，以钙硬度为标准，1L循环冷却水中钙硬度为小于200mg/L时，所述低磷环保型复合阻垢缓蚀剂投放量为40mg/L；1L循环冷却水中钙硬度为200～500mg/L时，所述低磷环保型复合阻垢缓蚀剂投放量60～80mg/L;1L循环冷却水中钙硬度为大于500mg/L时，所述低磷环保型复合阻垢缓蚀剂投放量为80～90mg/L。

2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，含磷量低，具有良好阻垢缓蚀性能，优于常用的有机磷酸，特别在高温下阻垢性能远优于常用的有机磷酸，能提高锌的溶解度，耐氯的氧化性能好，复配协同性好，也是锌盐的优良稳定剂。

丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙烷磺酸二元共聚物，具有在碱性水溶液中分散铁、锌氢氧化物和碳酸钙、磷酸钙的优良性能，因其具有磺酸基团，故在高温、高碱、高钙性条件下仍有很好的阻垢分散作用。比目前市场上一些磺酸共聚物如丙烯磺酸阻磷酸钙垢率高，且其可与氯化锌复配至10%左右，在高碱水溶液中氯化锌不产生沉淀，与其他阻垢缓蚀剂复配有良好的协同效应。

苯并三氮唑是一种很有效的铜和铜合金缓蚀剂，同时对铁、碳钢等多种金属也有缓蚀作用。

氯化锌，是一种阴极缓蚀剂，极易溶于水，可溶解金属表面氧化物。聚环氧琥珀酸，聚环氧琥珀酸(PESA)是一种无氮、非磷有机化合物，兼具阻垢缓蚀双重功效，生物降解性能好并适用于高碱、高金属含量水系，是一种绿色水处理化学品。

钼酸钠是一种新型水处理剂，为了获得较好的缓蚀效果，钼酸盐常与聚磷酸盐、葡萄糖酸盐、锌盐、苯并三氮唑复配使用，这样不仅可以减少钼酸盐的使用量，而且可以提高缓蚀效果，复配后钼酸盐的用量由200~500mg/L下降至4～6mg/L，对环境不会造成污染。

聚环氧琥珀酸，聚环氧琥珀酸(PESA)是一种无氮、非磷有机化合物，兼具阻垢缓蚀双重功效，生物降解性能好，具有一定抑菌功能，适用于高碱、高金属含量水系，是一种绿色水处理化学品。

水解聚马来酸酐，是一种低分子量聚电解质，无毒，易溶于水，化学稳定性及热稳定性高，分解温度在330°C以上。水解聚马来酸酐适用于碱性水质或同其它药物复配使用。HPMA在300°C以下对碳酸盐仍有良好的阻垢分散效果，阻垢时间可达100h。由于水解聚马来酸酐阻垢性能和耐高温性能优异，因此在海水淡化的闪蒸装置中和低压锅炉、蒸汽机车、原油脱水、输水输油管线及工业循环冷却水中得到广泛使用。另外水解聚马来酸酐有一定的缓蚀作用，与锌盐复配效果更好。水解聚马来酸酐通常以1~15ppm与有机膦酸盐复合，用于循环冷却水、油田注水、原油脱水处理及低压锅炉的炉内处理，具有良好的抑制水垢生成和剥离老垢的作用，阻垢率可达98%。水解聚马来酸酐与锌盐复配时，能有效地防止碳钢的腐蚀。

本发明的有益效果是本发明中2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，苯并三氮唑，聚环氧琥珀酸，钼酸钠，水解聚马来酸酐，丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙烷磺酸二元共聚物，都有很好的阻垢缓蚀性能，按本发明配方的重量份复配后的阻垢缓蚀效果明显增强。水解聚马来酸酐与2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷复配后具有良好的抑制水垢生成和剥离老垢的作用，水解聚马来酸酐与锌盐复配后能有效地防止碳钢的腐蚀。钼酸钠与2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、氯化锌、苯并三氮唑复配使用获得较好的缓蚀效果，减少钼酸钠的使用量。本发明适用于高硬度、高碱度、高温度以及含钙离子、氯离子和硫酸根离子较多的循环冷却水系统，特别对碳酸盐水垢有极强的络合性，磷含量低，对环境不会造成污染，符合环保要求。本发明试用于PH值7.5~9.3，碳钢、不锈钢材质的循环冷却水系统，不需要加酸调节PH值。由于各行业的水质的变化，本发明既能适应于低浓缩倍数的缓蚀效果，又能在3～4倍高浓缩倍数有着较好的阻垢性能。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的低磷环保型复合阻垢缓蚀剂进行详细描述，但不能将他们理解为对本发明保护范围的限定。现有阻垢缓蚀剂的实施例:

实施例1

称取40.0g固含量为30%的AA/AMPS/HPA的三元共聚物、活性组分均为50%的PBTCA9.0g和6.3g无水氯化锌，加入35.7g水中，摇匀，即得到所需配制的100.0g药剂溶液。

实施例2

称取2.0g固含量为50%的羟基乙叉二膦酸、钼酸钠10.0g、固含量均为30%的T22516.7g和AA/AMPS/HPA同时含羧酸基和磺酸基三元共聚物20.0g，溶于45.0g水中，最后加入6.3g无水氯化锌，使其充分溶解，摇匀，即得到所需配制的100.0g药剂溶液。

实施例3

制备组分A:取氯化锌114g，加入软化水181.5g，充分搅拌使氯化锌完全溶解，然后加入丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物3g，搅拌均匀后再加入十二烷基二甲基苄基氯化铵0.9g，再搅拌至溶液均匀，最后加入苯并三氮唑0.6g，经混合搅拌均匀即可。

制备组分B:取氨基三甲叉膦酸2.2g、羟基乙叉二膦酸2.4g、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸3.67g、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物1g、软化水14.5g，经混合搅拌均匀制成。

本发明实施例:

实施例1

1)将6g氢氧化钠溶于24g去离子水中，然后将10g苯并三氮唑加入氢氧化钠水溶液中，进行充分的常规搅拌，使其完全溶解备用;

2)将260g水温为50～60度的去离子水加到100g聚环氧琥珀酸搅拌均匀后，再加入100g钼酸钠，进行常规搅拌，使钼酸钠完全溶解备用;

3)将50g氯化锌加到144g去离子水中，进行搅拌使其溶解，然后加入50g2-膦酸基-1，2，4，-三羧酸丁烷，在进行常规搅拌使其混合均匀备用;

4)将100g丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸加到50g去离子水中，进行常规搅拌，然后再加100g水解聚马来酸酐。

5)将1)加到2)中进行常规搅拌，充分混合，配成组分A，将3)加到4)中进行常规搅拌，充分混合，配成组分B。

实施例2

1)将4g氢氧化钠溶于24g去离子水中，然后将12g苯并三氮唑加入氢氧化钠水溶液中，进行充分的常规搅拌，使其完全溶解备用;

2)将260g水温为50～60度的去离子水加到10g聚环氧琥珀酸搅拌均匀后，再加入60g钼酸钠，进行常规搅拌，使钼酸钠完全溶解备用;

3)将20g氯化锌加到144g去离子水中，进行搅拌使其溶解，然后加入50g2-膦酸基-1，2，4，-三羧酸丁烷，在进行常规搅拌使其混合均匀备用;

4)将40g丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸加到50g去离子水中，进行常规搅拌，然后再加30g水解聚马来酸酐。

将上述配制成的低磷环保型复合阻垢缓蚀剂组分A和组分B分别向下表循环冷却水中投加相同质量。本发明缓蚀性能测定方法为:参照国家标准GB/T18175-2000，利用RCC-I型旋转腐蚀挂片实验仪器，在温度50±1°C，转速75r/min，试验时间为72h，进行旋转挂片法腐蚀实试验，表中钙硬均以CaCO₃计。

本发明阻垢性能测定方法为:参照国家标准GB/T16632-2008，在恒温水浴锅中，温度50+1°C，采集现场水进行阻垢性能试验，试验时间为72h。

实施例循环冷却水水质:

实验结果比较:

从上述实验结果中比较得出，本发明实施例1比现有阻垢缓蚀剂的使用量低，阻垢缓蚀效果更好，本发明实施例2阻垢缓蚀剂投放量明显低于与现有阻垢缓蚀剂的实施例3，但缓蚀效果较好，阻钙率基本持平，说明本发明阻垢缓蚀性能更优越，对环境无污染，表中钙硬均以CaCO₃计。

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来说，在不脱离本发明原理的前提下，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。

Claims

1.一种低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下组分:

组分A包括:

氢氧化钠，苯并三氮唑，聚环氧琥珀酸，钼酸钠，去离子水;

组分B包括:

2.如权利要求1所述的低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述组分的重量份为:

组分A:

组分B:

。

3.如权利要求1所述的低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述组分A和组分B在使用时首先分别配制，之后将组分A和组分B按重量比1:1比例投入循环冷却水系统。

4.如权利要求1所述的低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述低磷环保型复合阻垢缓蚀剂适用于PH值7.5～9.3的循环冷却水的处理，且试用于碳钢、不锈钢材质的循环冷却水系统。

5.如权利要求1所述的低磷环保型复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，以钙硬度为标准，1L循环冷却水中钙硬度为小于200mg/L时，所述低磷环保型复合阻垢缓蚀剂投放量为40mg/L；1L循环冷却水中钙硬度为200～500mg/L时，所述低磷环保型复合阻垢缓蚀剂投放量60～80mg/L；1L循环冷却水中钙硬度为大于500mg/L时，所述低磷环保型复合阻垢缓蚀剂投放量为80～90mg/L。