CN104150617A - 无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法。由如下重量百分比的原料制成：丙烯酰胺5-10％、二烯丙基二甲基氯化铵8-12％、过硫酸钾0.1-0.5％、六次甲基四胺2-3％、水解聚马来酸酐5-10％、苯骈三氮唑1-2％、去离子水余量。先将丙烯酰胺和二烯丙基二甲基氯化铵按照比例加入反应釜，启动搅拌，升温到70-80℃，按比例加入过硫酸钾，反应3-4小时，然后按比例加入六次甲基四胺，保温2-3小时，反应结束，降至室温，然后依次按比例加入水解聚马来酸酐、苯骈三氮唑和去离子水，搅拌20-30min，即得。本发明不含磷系化合物、不含锌盐，对环境无污染，且阻垢缓蚀效果优良。

Description

无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

目前，工业循环水用阻垢缓蚀剂还是以含磷配方为主，但是含磷化合物的使用导致了水质富营养化，促使微生物特别是藻类的过度繁殖，有机物产生的速度远远超过消耗速度，水体中有机物积蓄，破坏水体生态平衡。随着人们环保意识的增强，水体富营养化已经引起人们重视，现在许多国家和地区已经出台了限制含磷废水的排放。我国对含磷污水的排放也制定了严格的标准，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定，污水排放标准分为一级A和一级B两类，其中一级A排放标准要求总磷为≤0.5mg/L，一级B排放标准要求总磷为≤1.0mg/L。为了适应国家环保要求，研发、生产一种不含磷系化合物，且阻垢、缓蚀性能优良、成本较低的新产品已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种无磷阻垢缓蚀剂，高效、无磷且成本较低；本发明同时提供了无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，科学合理、简单易行。

本发明所述的无磷阻垢缓蚀剂，由如下重量百分比的原料制成：

本发明所述的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法是先将丙烯酰胺和二烯丙基二甲基氯化铵按照比例加入反应釜，启动搅拌，升温到70-80℃，按比例加入过硫酸钾，反应3-4小时，然后按比例加入六次甲基四胺，保温2-3小时，反应结束，降至室温，然后依次按比例加入水解聚马来酸酐、苯骈三氮唑和去离子水，搅拌20-30min，即得。

本发明具有不含磷系化合物、不含锌盐，阻垢、缓蚀性能优异的特点，是一种环境友好型产品。本发明既保证阻垢缓蚀剂优异的阻垢、缓蚀性能，又不增加用户的使用成本。

本发明配方不含磷系化合物，不含有锌盐，对水体无污染。

丙烯酰胺和二烯丙基二甲基氯化铵在合适的温度发生共聚反应生成聚合物，投加适量引发剂能加快其反应速度，低分子量的该类聚合物具有良好的阻垢、缓蚀效果。经过大量的实验发现，当该聚合物粘度在350-400mPa·s时，其阻垢、缓蚀效果优良。聚合物的粘度是由反应温度及引发剂的加入量来决定的，因此要选定合适的反应温度以及加入合适量的引发剂。

六次甲基四胺常用做酸洗缓蚀剂，适量的引入到上述聚合物中，该聚合物缓蚀性能有了很大提高。同时经过对比试验发现，引入六次甲基四胺后该聚合物缓蚀性能要远好于常用的有机磷缓蚀剂HEDP(羟基乙叉二膦酸)和HPAA(2-羟基磷酰基乙酸)。

水解聚马来酸酐有很好的阻垢、分散性能，且化学稳定性及热稳定性高。上述合成的聚合物与适量的水解聚马来酸酐复配后，其阻垢性能大大增强。

苯骈三氮唑属于沉淀膜型缓蚀剂，对铜、银等有色金属具有很好的缓蚀作用，特别是对铜和铜合金有独特而优异的缓蚀保护作用。上述聚合物与苯骈三氮唑复配后，协同效果好，缓蚀性能进一步增强。

通过静态阻垢实验与同类产品进行对比，发现本发明产品阻垢率可达到97％以上，要好于同类产品。

按照《HG/T2159-1991水处理剂缓蚀性能的测定-旋转挂片法》测定本发明产品的缓蚀性能，实验结果表明，本发明产品对碳钢缓蚀率达93.3％，对黄铜缓蚀率达96.2％，对不锈钢缓蚀率达97.5％，均优于同类产品。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

工业循环水用阻垢缓蚀剂还是以含磷配方为主，但是含磷化合物的使用导致了水质富营养化，造成环境污染。本发明不含磷系化合物、不含锌盐，对环境无污染，且阻垢缓蚀效果优良。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

将50kg丙烯酰胺和80kg二烯丙基二甲基氯化铵按顺序加入反应釜，启动搅拌，升温到70℃，按比例加入1kg过硫酸钾，反应3小时，然后加入20kg六次甲基四胺，保温2小时，反应结束，降至室温，然后依次加入水解聚马来酸酐50Kg、苯骈三氮唑10kg和789kg去离子水，搅拌20min，即得产品。

实施例2

将75kg丙烯酰胺和100kg二烯丙基二甲基氯化铵按顺序加入反应釜，启动搅拌，升温到75℃，按比例加入2.5kg过硫酸钾，反应3.5小时，然后加入25kg六次甲基四胺，保温2.5小时，反应结束，降至室温，然后依次加入水解聚马来酸酐75Kg、苯骈三氮唑15kg和707.5kg去离子水，搅拌25min，即得产品。

实施例3

将100kg丙烯酰胺和120kg二烯丙基二甲基氯化铵按顺序加入反应釜，启动搅拌，升温到80℃，按比例加入5kg过硫酸钾，反应4小时，然后加入30kg六次甲基四胺，保温3小时，反应结束，降至室温，然后依次加入水解聚马来酸酐100Kg、苯骈三氮唑20kg和625kg去离子水，搅拌30min，即得产品。

使用效果：

案例一：

辽宁沈阳某电厂采用中水做为循环水补水，其水质分析见表1。

表1沈阳某电厂水质分析表

从表1中数据可以看出，该系统补充水为中硬度低碱度水质，如果在较高的浓缩倍数下运行，结垢、腐蚀倾向都较大，尤其该补水为城市污水处理厂处理后的中水，微生物较多，加剧了腐蚀现象的发生，同时如果阻垢缓蚀剂为含磷配方，这就无意中给微生物提供了营养源，有利于其繁殖生长，进一步加剧腐蚀，造成恶性循环。因此选用一种不含磷且缓蚀性能优良，同时也要兼顾阻垢效果的药剂非常必要。

该电厂从2012年开始使用本发明无磷阻垢缓蚀剂实施例1，使用效果优良。根据日常挂片检测，碳钢挂片腐蚀速率在0.03—0.04mm/a，黄铜挂片腐蚀速率在0.0005左右，远好于国家标准(国标GB50050-2007规定碳钢腐蚀率≤0.075mm/a、铜的腐蚀率≤0.005mm/a)。该厂大检修时打开换热器，换热管表面光亮，既无结垢现象，也无腐蚀现象，充分说明本发明药剂优良的阻垢、缓蚀性能。

案例二：

山东淄博某化工企业循环水系统采用地下水做为循环水补水，其水质分析见表2。

表2淄博某化工企业水质分析表

从表中数据可以看出，该系统补充水为超高硬度、高碱度水质，结垢倾向很大，同时氯根、硫酸根较高，腐蚀倾向也较大。这种水质作为补充水进入循环水系统很容易出现结垢现象，一旦结垢既影响换热器的换热效果，又会带来严重的垢下腐蚀，影响换热器的使用寿命。在这种情况下，要求阻垢缓蚀剂的阻垢性能要相当优异，同时兼顾缓蚀性能。

该厂使用实施例3无磷阻垢缓蚀剂之前，经常出现换热效果不好，换热器清洗频率较高，使用实施例3无磷阻垢缓蚀剂之后，系统运行正常，不再出现换热效果差等现象。根据日常挂片检测，碳钢挂片腐蚀速率在0.04mm/a左右，黄铜挂片腐蚀速率在0.0005mm/a左右，远好于国家标准(国标GB50050-2007规定碳钢腐蚀率≤0.075mm/a、铜的腐蚀率≤0.005mm/a)。本发明无磷阻垢缓蚀剂价格与该厂之前使用药剂价格相当，阻垢缓蚀性能要好于之前药剂。同时该厂循环水系统保持了正常运行，减少了清洗换热器的造成人力、财力的损耗，为企业节省了运行费用。

Claims (2)

1.一种无磷阻垢缓蚀剂，其特征在于由如下重量百分比的原料制成：

2.一种权利要求1所述的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于先将丙烯酰胺和二烯丙基二甲基氯化铵按照比例加入反应釜，启动搅拌，升温到70-80℃，按比例加入过硫酸钾，反应3-4小时，然后按比例加入六次甲基四胺，保温2-3小时，反应结束，降至室温，然后依次按比例加入水解聚马来酸酐、苯骈三氮唑和去离子水，搅拌20-30min，即得。