CN105130023A - 一种适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，该缓蚀阻垢剂原料组分如下，羟基乙叉二膦酸(HEDP)4～8份，水解聚马来酸酐(HPMA)1～5份，丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.3～1.2份，硫酸锌(ZnSO4)1～5份，苯并三氮唑(BTA)1～5份。本发明的阻垢剂毒性小，对环境影响小，在较高的氯离子、溴离子循环水中表现出良好的阻垢和缓蚀性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，属于水处理的技术领域。
背景技术
随着工业的发展，企业已普遍用循环水代替直流水，通过提高循环冷却水的浓缩倍数，最大限度地节省水资源，但随着浓缩倍数的增加，水中腐蚀性离子及成垢盐类亦成倍增加，带来严重的腐蚀结垢问题。如不及时采取相应措施，会造成设备腐蚀、结垢，换热率下降等后果，严重影响生产装置正常运行。现在最常用的减缓腐蚀、防止结垢的方法是加入相应缓蚀阻垢剂。
但现有缓蚀阻垢剂存在以下几个问题：
1)作用单一：大部分药剂不能同时具备较好的阻垢和缓蚀性能，阻垢效果好缓蚀性能差，或者缓蚀性能好阻垢性能差。
2)材质限制：现在的药剂往往只对碳钢、不锈钢、黄铜等材质中的一种或者两种具有缓蚀效果，而实际循环系统系统中往往同时存在多种材质。
3)用量大：现有药剂在使用过程中为达到较好的使用效果，往往需要投加大量的药剂，这样就增加了用户的循环水处理费用。
4)对高浓缩倍水循环水效果差：浓缩倍数增加，水中的各离子成分如氯离子、硬度离子等浓度也较高。现有药剂往往对此类循环水作用效果不明显，甚至会促进腐蚀结垢。
目前采用的循环水处理剂，均应用在氯离子含量较小的循环水，对于高溴高氯的循环冷却水，在实际运行中表现为强腐蚀性，由于其半径小，容易穿透钝化膜表面的细孔而产生点蚀现象，另外表现为结垢现象，氯离子依靠其较强穿透力进入垢下与Fe2+反应生成FeCl2，FeCl2进一步水解生成Fe(OH)2和HCl，导致腐蚀区溶液呈强酸性，使金属的腐蚀速度加快，同时氯离子和溴离子还是造成铜点蚀及盈利腐蚀破裂，而现有的阻垢剂往往只对碳钢、不锈钢阻垢效果，对铜材质的缓释或阻垢效果较差。
因此，既有阻垢和缓蚀性能，阻垢效果好，又可以适用于碳钢、不锈钢、黄铜等材质具有阻垢和缓蚀效果的缓蚀阻垢剂尚未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，该缓蚀阻垢剂使用方便，毒性小，兼并阻垢和缓蚀性能，对于氯离子和溴离子含量较高的循环水具有较好的缓蚀阻垢性能，同时可以大大降低碳钢、不锈钢、黄铜材质的腐蚀率，尤其是对降低铜材质的腐蚀率尤为明显。
本发明的技术方案如下：
一种适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，该缓蚀阻垢剂原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)4～8份
水解聚马来酸酐(HPMA)1～5份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.3～1.2份
硫酸锌(ZnSO4)1～5份
苯并三氮唑(BTA)1～5份。
本发明优选的，适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)5～6份
水解聚马来酸酐(HPMA)1～2份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.5～0.8份
硫酸锌(ZnSO4)1～2份
苯并三氮唑(BTA)1～2份。
本发明优选的，适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.4份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.5份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.5份
硫酸锌(ZnSO4)1.2份
苯并三氮唑(BTA)1.2份。
本发明优选的，适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.2份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.3份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.5份
硫酸锌(ZnSO4)1份
苯并三氮唑(BTA)2份。
本发明优选的，适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)6份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.7份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.7份
硫酸锌(ZnSO4)1份
苯并三氮唑(BTA)2份。
上述适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂的制备方法，包括步骤如下：
1)按重量份分别称取羟基乙叉二膦酸、苯并三氮唑，将苯并三氮唑加入到羟基乙叉二膦酸，搅拌至苯并三氮唑完全溶解，无固体残留；
2)然后依次加入水解聚马来酸酐、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物搅拌混合均匀；
3)最后加入硫酸锌，搅拌3～5h，使其充分混匀，即得适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂。
本发明的制备方法充分考虑各单体的互溶特性，为了使制得的缓蚀阻垢剂性质稳定，能够充分发挥缓蚀及阻垢效果，制备本发明的缓蚀阻垢剂的制备严格按照一定的顺序对单体进行添加，BTA难溶于水，但与HEDP、HPMA等单体互溶性较好，硫酸锌能与HEDP反应形成溶解性较好的螯合物。
上述缓蚀阻垢剂的应用，用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢，高氯高溴循环冷却水中氯离子含量500～2000mg/L，溴离子含量为300～1000mg/L，缓蚀阻垢的投加量为10～30ppm。
本发明人意外发现，本发明由羟基乙叉二膦酸、水解聚马来酸酐、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物、硫酸锌、苯并三氮唑组成的缓蚀阻垢剂兼并阻垢和缓蚀性能，对于氯离子和溴离子含量较高的循环水具有较好的缓蚀阻垢性能，同时可以大大降低碳钢、不锈钢、黄铜材质的腐蚀率，尤其是对降低铜材质的腐蚀率尤为明显。本发明的羟基乙叉二膦酸、水解聚马来酸酐、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物、硫酸锌、苯并三氮唑各物质的组成比例是本领域的技术人员经过长期的实验摸索得到的，尤其是硫酸锌、苯并三氮唑的比例，锌、BTA主要起到缓蚀效果，但是锌盐加多了对铜会加速腐蚀，本发明硫酸锌、苯并三氮唑的比例使其在高氯高溴循环冷却水中既满足铁材质缓蚀，又可以满足铜材质缓蚀。
本发明的有益效果为：
本发明所述用于循环冷却水的缓蚀阻垢剂中的组分毒性小，对环境影响小，具有很好的缓蚀作用，防止循环冷却水对碳钢管道的腐蚀，缓蚀效果达到93.8％～95.7％，使得其腐蚀率降低至0.0072～0.0104mm/年，同时还具有很好的阻垢效果。
综上所述，该缓蚀阻垢剂使用方便，毒性小，具有较好的缓蚀阻垢性能。
本发明能够很好地解决现有药剂存在的问题，适用于高浓缩倍水循环水，对不同材质均有很好的缓蚀阻垢效果，用量少，药效持久。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。所述的实施例仅是发明的一部分实例，而不是全部的实施案例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例中使用的原料均为现有技术，市场购得。
实施例1
适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.4份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.5份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.5份
硫酸锌(ZnSO4)1.2份
苯并三氮唑(BTA)1.2份
将该实施例的缓蚀阻垢剂加入表1所示循环水中，投加量为10ppm，
表1循环水化验指标
加入本实施例的缓蚀阻垢剂后，测试阻垢效果以及对碳钢、不锈钢、黄铜缓释效果，使得碳钢腐蚀率降至0.0104mm/年，不锈钢腐蚀率降至0.0023mm/年，黄铜腐蚀率降至0.0015mm/年，阻垢率94％。
实施例2
适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.2份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.3份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.5份
硫酸锌(ZnSO4)1份
苯并三氮唑(BTA)2份。
将该实施例的缓蚀阻垢剂加入表2所示循环水中，投加量为15ppm，
表2循环水化验指标
加入本实施例的缓蚀阻垢剂后，测试阻垢效果以及对碳钢、不锈钢、黄铜缓释效果，使得碳钢腐蚀率降低至0.0087mm/年，不锈钢腐蚀率降至0.0035mm/年黄铜腐蚀率降至0.0012mm/年，阻垢率97％。
实施例3
适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)6份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.7份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.7份
硫酸锌(ZnSO4)1份
苯并三氮唑(BTA)2份。
将该实施例的缓蚀阻垢剂加入表3所示循环水中，投加量为15ppm，
表3循环水化验指标
加入本实施例的缓蚀阻垢剂后，测试阻垢效果以及对碳钢、不锈钢、黄铜缓释效果，使得碳钢腐蚀率降低至0.0072mm/年，不锈钢腐蚀率降至0.0040mm/年，黄铜腐蚀率降至0.0021mm/年，阻垢率94％。
对比例1
一种循环冷却水缓蚀阻垢剂，组分如下：钼酸钠、羟基乙叉二膦酸、亚硝酸钾等，购自山东济南佳贝特科贸有限公司。
对比例2
一种循环冷却水的缓蚀阻垢剂，组分如下：唑类、膦酸盐、亚磷酸盐等，购自山东三色环保科技有限公司。
应用实验例
取实施例1-3及对比例1、2的缓蚀阻垢剂进行缓蚀阻垢试验，
试验方法：将实施例1-3及对比例1的缓蚀阻垢剂应用于高氯高溴循环冷却水中，高氯高溴循环冷却水指标如表4所示，投加量均为15ppm。
阻垢实验按照《HGT2024-2009水处理剂阻垢性能的测定方法鼓泡法》进行
缓蚀实验按照《GB/T18175-2014水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》进行。
表4循环水化验指标
分别对比添加本发明实施例1-3及对比例1、2的缓蚀阻垢剂缓蚀效果及阻垢效果，结果见下表5所示：
表5缓蚀阻垢效果对比
| 项目 | 阻垢率 | 不锈钢腐蚀率 | 碳钢腐蚀率 | 黄铜腐蚀率 |
| 实施例1 | 92％ | 0.0048mm/年 | 0.0102mm/年 | 0.0041mm/年 |
| 实施例2 | 89.5％ | 0.0035mm/年 | 0.0090mm/年 | 0.0033mm/年 |
| 实施例3 | 94％ | 0.0030mm/年 | 0.0072mm/年 | 0.0021mm/年 |
| 对比例1 | 70％ | 0.017mm/年 | 0.830mm/年 | 0.013mm/年 |
| 对比例2 | 64％ | 0.023mm/年 | 0.462mm/年 | 0.0107mm/年 |
由表5可以看出，通过比较实施例1～3和对比例1、2阻垢剂的理化指标，发现与实施例1～3相比，对比例1、2中的阻垢率明显低于本发明实施例1～3的阻垢率，对不锈钢、碳钢、黄铜的年腐蚀率明显大于本发明实施例1～3，本发明通过各组分之间的合理配比制得的阻垢剂既表现出良好的阻垢效果，又有对不锈钢、碳钢、黄铜的年腐蚀率明显降低的作用，表现出良好的缓蚀性能，本发明实施例1—3中所用缓蚀阻垢剂在较高的氯离子、溴离子循环水中表现出良好的阻垢缓蚀性能。
Claims (7)
1.一种适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，该缓蚀阻垢剂原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)4～8份
水解聚马来酸酐(HPMA)1～5份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.3～1.2份
硫酸锌(ZnSO4)1～5份
苯并三氮唑(BTA)1～5份。
2.根据权利要求1所述的适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，该缓蚀阻垢剂原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)5～6份
水解聚马来酸酐(HPMA)1～2份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.5～0.8份
硫酸锌(ZnSO4)1～2份
苯并三氮唑(BTA)1～2份。
3.根据权利要求1所述的适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，该缓蚀阻垢剂原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.4份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.5份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.5份
硫酸锌(ZnSO4)1.2份
苯并三氮唑(BTA)1.2份。
4.根据权利要求1所述的适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，该缓蚀阻垢剂原料组分如下，均为重量份：羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.2份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.3份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.5份
硫酸锌(ZnSO4)1份
苯并三氮唑(BTA)2份。
5.根据权利要求1所述的适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，该缓蚀阻垢剂原料组分如下，均为重量份：
羟基乙叉二膦酸(HEDP)6份
水解聚马来酸酐(HPMA)1.7份
丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(AA-AMPS)0.7份
硫酸锌(ZnSO4)1份
苯并三氮唑(BTA)2份。
6.权利要求1所述的适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂的制备方法，包括步骤如下：
1)按重量份分别称取羟基乙叉二膦酸、苯并三氮唑，将苯并三氮唑加入到羟基乙叉二膦酸，搅拌至苯并三氮唑完全溶解，无固体残留；
2)然后依次加入水解聚马来酸酐、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物搅拌混合均匀；
3)最后加入硫酸锌，搅拌3～5h，使其充分混匀，即得适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂。
7.权利要求1所述的适用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢剂的的应用，用于高氯高溴循环冷却水的缓蚀阻垢，高氯高溴循环冷却水中氯离子含量500～2000mg/L，溴离子含量为300～1000mg/L，缓蚀阻垢的投加量为10～30ppm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151209 |