CN103523936A

CN103523936A - 一种用于低硬水系工业循环冷却水的无磷缓蚀阻垢剂

Info

Publication number: CN103523936A
Application number: CN201310534807.9A
Authority: CN
Inventors: 王超; 秦立娟; 陶蕾; 王震; 石硕年; 陈军
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd; CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co Ltd
Current assignee: Tianjin Zhengda Science & Technology Co ltd; CNOOC Energy Technology and Services Ltd; CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co Ltd
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2013-11-01
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-11-01
Also published as: CN103523936B

Abstract

本发明为一种适用于低硬度水质的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：按重量百分计，包括浓度为30%的AMPS四元共聚物水溶液15～20%；浓度为50%的聚天冬氨酸溶液10-15%，多羟基羧酸盐5～10%；长链烷基磺酸盐5～15%；N-长链烷基氨基羧酸盐5～10%；钨酸盐1～5%；锌盐1～3%；选自氢氧化钠或者盐酸的pH稳定剂1～2%；去离子水为余量。

Description

一种用于低硬水系工业循环冷却水的无磷缓蚀阻垢剂

技术领域

本发明涉及工业水处理技术领域，具体为一种用于工业循环冷却水系统的无磷缓蚀阻垢剂，适用于钙硬小于40mg/L的低硬度循环冷却水。水质来源可以是天然低硬水、经过离子交换、电渗析、反渗透等手段降低硬度后的软化水、有脱硬工序的废水回用水等。冷却系统内循环水，要求达到浓缩倍率后的钙硬小于40mg/L即可。此类水质的特征为低硬度，强腐蚀性。涉及一种含有聚天冬氨酸、多羟基羧酸盐、长链烷基磺酸盐、AMPS-AA-SAS-MA四元共聚物、N-长链烷基氨基羧酸盐、钨酸盐、锌盐的无磷缓蚀阻垢剂配方。

背景技术

中国水资源人均占有量仅为世界人均的四分之一，水资源对于中国而言非常缺乏，是需要进行重点保护的。在中国工业用水占的比例很高，而且是浪费颇为严重的一块领域，水的重复利用率仅有30%。而工业循环冷却水作为工业用水的主要组成部分，约占总水量的55%以上。为了控制工业用水浪费，节约用水，就必须提高循环冷却水处理水平，加强节水措施。

目前，中国的循环冷却水的浓缩倍率普遍不高，所以提高循环冷却倍率是工业节约用水的一个有效手段，但循环冷却水浓缩倍率的提升，会带来沉积、腐蚀、菌藻滋生等一系列问题，这需要稳定循环冷却水水质，以满足节水目标。

使用低硬度水质做系统补充水，提高循环冷却水浓缩倍率的工业循环冷却水技术，是近年来节约工业用水的新发展的重要手段之一。低硬度水质由于其硬度极低，水垢少的特性，被锅炉、冶金、电厂、空调等密闭循环冷却系统广泛的使用，近年来随着环保力度的升级也逐渐在敞开式循环冷却系统中使用。但其水质本身由于超低硬、低碱的特性，表现出强腐蚀性，对管道和换热器的腐蚀严重。

现有处理方法主要有：使用金属盐类缓蚀剂为主，辅以磷系药剂等，这种方法由于使用金属盐化合物，导致成本高居不下，排污污染严重，同时，也是对自然矿物资源的浪费，不利于可持续发展的进行，而且金属盐的控制不稳定会导致沉积发生，降低换热器传热效率；由于磷系药剂需要与钙硬离子配合的关系，此类低硬水中通过投加氯化钙提高钙离子浓度，配合使用磷系配方，此种方法由于含磷配方的使用，会导致水体的富营养化，造成环境破坏，无法达到我国限磷、禁磷的环境保护政策要求。

中国目前使用的循环水阻垢缓蚀剂，主要还是以有机膦酸、含膦酸基团的共聚物配方为主，全国每年因这些药剂的使用，会导致有10万吨的磷进入自然环境，对环境造成极大污染。新开发的绿色环保型的聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸，实际上是以阻垢为主，缓蚀效用很低，并不是理想的缓蚀剂。其它研究中的缓蚀剂的效果也均不能满足现场工业应用。

现有技术中，能够满足低硬度水质的缓蚀阻垢剂，由于成本、用量、技术等因素，实际应用在循环冷却水系统中的很少，未能形成系统有效的循环水技术方案，亟待有能够满足低硬度水质需求的无磷缓蚀阻垢剂来解决目前的问题。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种适用于低硬度水质的无磷缓蚀阻垢剂。此种无磷缓蚀阻垢剂，在低硬度循环水处理应用中，具有优秀的缓蚀阻垢性能，无毒无污染和其无磷的特性，和对水体环境的良好保护性能。可以在使用软化水做循环冷却水的系统中取代传统的磷系缓蚀阻垢配方和重金属配方，并与其它无磷水处理药剂配合，消除循环水系统中菌藻滋生的问题，减小工业排放水中重金属或磷对环境的污染。

本发明适用于处理钙硬小于40mg/L的低硬度工业循环冷却水。对此类强腐蚀性水质可以直接进行处理，不需要补钙补碱，药剂投加量为150-200mg/L。

本发明为一种适用于低硬度水质的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：按重量百分计，包括浓度为30%的AMPS、丙烯酸、马来酸、烯丙基磺酸钠AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物10～20%；AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物的分子量在3000～5000之间；浓度为50%的聚天冬氨酸溶液10-15%，多羟基羧酸盐5～10%；长链烷基磺酸盐5～15%；N-长链烷基氨基羧酸盐5～10%；钨酸盐1～5%；锌盐1～3%；选自氢氧化钠或者盐酸的pH稳定剂1～2%；去离子水为余量。

本发明具有以下优点：

1、各组分之间具有良好的协同性，使得复合剂具有优异的缓蚀性能。例如，对A3碳钢的腐蚀速率可以控制在0.075mm/a以下；对不锈钢和铜可以控制在0.005mm/a以下。

2、本发明的配方药剂不含磷，且锌盐含量低，一方面避免了排放水水体的富营养化和重金属污染，一方面降低了药剂的沉积速度，有利于环境的保护。

3、本发明的稳定性好，处理循环冷却水时可以直接将其加入水循环管路中，有利于确保环保处理。

4、本发明特别适用于使用低硬度的各种软水水体作为循环冷却水的行业系统，例如石油化工、电厂、中央空调、电子加工等行业的循环冷却水体统，可以有效的解决这种水质强腐蚀的特性所带来的设备和管路严重腐蚀和结垢的问题。特别是对于对结垢有苛刻要求的换热器，软化水和本发明的药剂配方能够有效的满足换热器的需求。

具体实施方式：

实施例一：

将浓度为30%的AMPS、丙烯酸、马来酸、烯丙基磺酸钠AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物水溶液10%；AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物为市售商品，其分子量在3000～5000之间；浓度为50%的聚天冬氨酸溶液15%，长链烷基磺酸盐10%，N-长链烷基氨基羧酸盐5%，多羟基羧酸盐5%，钨酸盐3%，锌盐2%，pH稳定剂1%，水49%，依次加入烧杯中，搅拌均匀即得到所需的无磷缓蚀阻垢剂。

实施例二：

将浓度为30%的丙烯酸、马来酸、烯丙基磺酸钠AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物水溶液15%；AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物的分子量在3000～5000之间；浓度为50%的聚天冬氨酸溶液10%，长链烷基磺酸盐15%，N-长链烷基氨基羧酸盐5%，多羟基羧酸盐10%，钨酸盐2%，锌盐2%，pH稳定剂1%，水40%，依次加入烧杯中，搅拌均匀即得到所需的无磷缓蚀阻垢剂。

实施例三：

将浓度为30%的丙烯酸、马来酸、烯丙基磺酸钠AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物水溶液20%，AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物的分子量在3000～5000之间；浓度为50%的聚天冬氨酸溶液10%，长链烷基磺酸盐5%，N-长链烷基氨基羧酸盐10%，多羟基羧酸盐10%，钨酸盐2%，锌盐2%，pH稳定剂1%，水40%，依次加入烧杯中，搅拌均匀即得到所需的无磷缓蚀阻垢剂。

实施例四：

将浓度为30%的丙烯酸、马来酸、烯丙基磺酸钠AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物水溶液15%；AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物的分子量在3000～5000之间；浓度为50%的聚天冬氨酸溶液15%，长链烷基磺酸盐10%，N-长链烷基氨基羧酸盐5%，多羟基羧酸盐5%，钨酸盐3%，锌盐1%，pH稳定剂1%，水45%，依次加入烧杯中，搅拌均匀即得到所需的无磷缓蚀阻垢剂。

Claims

1.一种适用于低硬度水质的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：按重量百分计，包括浓度为30%的丙烯酸、马来酸、烯丙基磺酸钠AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物水溶液10～20%；AMPS-AA-SAS-MA的低分子量四元共聚物的分子量在3000～5000之间；浓度为50%的聚天冬氨酸溶液10-15%，多羟基羧酸盐5～10%；长链烷基磺酸盐5～15%；N-长链烷基氨基羧酸盐5～10%；钨酸盐1～5%；锌盐1～3%；选自氢氧化钠或者盐酸的pH稳定剂1～2%；去离子水为余量。