CN103739097A - 磷钼聚合物缓蚀阻垢剂制备方法 - Google Patents

磷钼聚合物缓蚀阻垢剂制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磷钼聚合物缓蚀阻垢剂制备方法，1）将六偏磷酸钠、聚马来酸酐、钼酸钠按照质量比1:3:2的比例，采用机械搅拌10-30分钟，使其混合均匀；2）控制聚合温度达到970℃～1000℃，形成熔融状态的共聚物；3）将共聚物自然冷却降温，温度降为200～280℃后溶解在水中，形成液态的磷钼聚合物；4）添加疏基苯丙噻唑或聚丙烯酸配成磷钼聚合物缓蚀阻垢剂。使用本制备方法生产的水处理剂通过高温聚合方法，生产出磷钼聚合物缓蚀阻垢剂，在添加微量有机羧基化合物后，应用化学和物理的方法合成高效、无毒、无富营养作用并适合多种水质环境的系列水处理药剂。

Description

磷钼聚合物缓蚀阻垢剂制备方法
技术领域
本发明涉及一种水处理药剂的配比和生产工艺，应用该技术生产的缓蚀阻垢剂可以使工业循环水的减缓腐蚀和预防结垢处理达到《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050-2007）的要求。
背景技术
循环水冷却系统在运行过程中经常会出现换热设备被腐蚀、表面结垢等问题。这些问题不仅会影响传热，还会影响设备使用寿命以及安全运行。为此，缓蚀阻垢剂的研究和开发对于循环水系统的处理是尤为重要的环节。
从经济的角度出发，以往的缓蚀阻垢剂主要以磷系配方为主，该技术的最大优点就是处理费用较低，但它成膜多孔，与金属附着力比较差；并且造成的二次污染越发突出。
从保护环境的角度出发，为了避免二次污染一些钼系配方应运而生，但是这些配方具有成膜致密和与金属表面结合牢固等优点，但其处理费用相对较高。
关于如何解决上述问题，实现即经济、又高效、并没有二次污染，这是业内正在探讨的技术。
发明内容
应用于各种工业和公共场所的循环冷却水系统。使用本制备方法生产的水处理剂通过高温聚合方法，生产出磷钼聚合物缓蚀阻垢剂，在添加微量有机羧基化合物后，应用化学和物理的方法合成高效、无毒、无富营养作用并适合多种水质环境的系列水处理药剂。通过其处理效果优于GB50050-2007的规定和要求，即：碳钢腐蚀速度V＜0.075mm/a、铜及合金腐蚀速度V＜0.005mm/a，污垢热阻：Rt＜0.000344m2·K/W。
使用本方法制备的磷钼聚合物缓蚀阻垢剂，在水中先通过物理和化学作用在金属表面形成一个吸附层，吸附后的离子等再与水中的其它游离离子结合，在腐蚀电流和溶解氧的作用下进一步转化成沉积膜和钝化膜。由于多种膜的共同作用，使得腐蚀现象得到最大程度的限制。这样一来，不仅减少了处理成本，而且其缓蚀和阻垢的作用又比简单使用磷钼混合物提高了3至4倍，于是可以大大降低处理费用并提高处理效果。而且，使用经本方法制备的磷钼聚合物缓蚀阻垢剂不会对环境产生二次污染，没有富营养化现象。
本发明的技术方案如下：
一种磷钼聚合物缓蚀阻垢剂制备方法，步骤如下：
1）将六偏磷酸钠、聚马来酸酐、钼酸钠按照质量比1:3:2的比例，采用机械搅拌10-30分钟，使其混合均匀；
2）控制聚合温度达到970℃～1000℃，形成熔融状态的共聚物；
3）将共聚物自然冷却降温，温度降为200～280℃后溶解在水中，形成液态的磷钼聚合物；
4）添加疏基苯丙噻唑或聚丙烯酸配成磷钼聚合物缓蚀阻垢剂。
磷钼聚合物缓蚀阻垢剂性能指标：
理化指标 LM-01 LM-02 LM-03
外观 浅黄色液体 浅黄色液体 浅黄色液体
pH值 ≤4.0 ≤3.0 ≤5.0
密度（20℃） 1.10～1.20 1.15～1.20 1.15～1.20
固体含量（%） ≥20 ≥20 ≥20
磷钼聚合物缓蚀阻垢剂适合的水质范围：
水质条件项目 LM-01 LM-02 LM-03
pH值 <9.0 <8.0 <9.0
总硬度（mg/L，CaCO3） <500 <950 <350
钙硬度（mg/L，CaCO3） <350 <750 <200
总碱度（mg/L，CaCO3） <350 <650 <700
氯离子（mg/L） <150 <220 <180
具体实施方式
实施例1：磷钼聚合物缓蚀阻垢剂工业制备
将六偏磷酸钠100kg、聚马来酸酐300kg、钼酸钠200kg倒入反应釜内混合，采用机械搅拌30分钟，使其混合均匀。将反应釜密闭后加热，温控器温度设置为970℃。当反应釜达到预设温度后，再反应1小时，此时混合物形成熔融状态的共聚物。之后打开反应釜，在空气中自然降温至250℃。向反应釜中加入共聚物3倍体积的自来水，使用机械搅拌，使其形成液态的磷钼聚合物缓蚀阻垢剂药液。
实施例2：磷钼聚合物缓蚀阻垢剂实验室制备
将将六偏磷酸钠100g、聚马来酸酐300g、钼酸钠200g放入坩埚中，使用玻璃棒进行搅拌10分钟。待其混合均匀后，放入马弗炉，设定控温温度为970℃，加热时间为1h。加热完成后，自然降温至250℃。取1L蒸馏水放入适当容器内，在搅拌的条件下将熔融状态的共聚物缓慢倒入水中，使其形成液态的磷钼聚合物缓蚀阻垢剂药液。
实施例3：磷钼聚合物缓蚀阻垢剂工业制备
将六偏磷酸钠120kg、聚马来酸酐360kg、钼酸钠240kg倒入反应釜内混合，采用机械搅拌30分钟，使其混合均匀。将反应釜密闭后加热，温控器温度设置为980℃，反应时间1h，加热结束后打开反应釜，在空气中自然降温至280℃。而后将反应釜中熔融状态的共聚物缓慢倒入装有1.2m3自来水，含机械搅拌设备的铸铁药剂池。通过机械搅拌，使其形成液态的磷钼聚合物缓蚀阻垢剂药液。
经本制备方法制成的磷钼聚合物缓蚀阻垢剂药液，已应用在以下循环冷却水项目中。
太原某水泥厂循环冷却水系统
循环水量2000m3/d
循环水质：pH7.74；总硬度820mg/L；总碱度650mg/L；氯离子141.6mg/L；硫酸根离子580mg/L。
采用LM-02型缓蚀阻垢剂，每天投入药剂5公斤，日处理药剂费用100元，折每吨循环水药剂处理费用0.05元。
处理效果：碳钢腐蚀速度V=0.0715mm/a，污垢热阻：Rt＜0.00034m2·K/W。
天津市某棉纺厂循环水系统
循环水量1000m3/d
循环水质：pH8.1；总硬度420mg/L；总碱度350mg/L；氯离子120mg/L。
采用LM-01型缓蚀阻垢剂，每天投入药剂3公斤，日处理药剂费用45元，折每吨循环水药剂处理费用0.045元。
处理效果：碳钢腐蚀速度V=0.070mm/a、铜腐蚀速度V=0.0045mm/a污垢热阻：Rt＜0.00034m2·K/W。
实施例3：秦皇岛市某晴纶厂循环水系统
循环水量5000m3/d
循环水质：pH7.8；总硬度350mg/L；总碱度650mg/L；氯离子160mg/L。
采用LM-03型缓蚀阻垢剂，每天投入药剂14公斤，日处理药剂费用252元，折每吨循环水药剂处理费用0.0504元。
处理效果：碳钢腐蚀速度V=0.072mm/a、铜腐蚀速度V=0.0048mm/a污垢热阻：Rt＜0.00030m2·K/W。

Claims (1)

1.一种磷钼聚合物缓蚀阻垢剂制备方法，其特征是步骤如下：
1）将六偏磷酸钠、聚马来酸酐、钼酸钠按照质量比1:3:2的比例，采用机械搅拌10-30分钟，使其混合均匀；
2）控制聚合温度达到970℃～1000℃，形成熔融状态的共聚物；
3）将共聚物自然冷却降温，温度降为200～280℃后溶解在水中，形成液态的磷钼聚合物；
4）添加疏基苯丙噻唑或聚丙烯酸配成磷钼聚合物缓蚀阻垢剂。
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