CN105621633B

CN105621633B - 一种复合阻垢缓蚀剂及其在循环冷却水处理中的应用

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Publication number: CN105621633B
Application number: CN201410608515.XA
Authority: CN
Inventors: 秦会敏; 郦和生; 李博伟; 张化冰; 杨玉; 谢文州; 楼琼慧
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2018-11-30
Anticipated expiration: 2034-11-03
Also published as: CN105621633A

Abstract

本发明公开了一种复合阻垢缓蚀剂，该复合阻垢缓蚀剂含有羧甲基菊粉、可溶性无机盐缓蚀剂以及含羧酸基聚合物阻垢分散剂。在所述复合阻垢缓蚀剂中，羧甲基菊粉：可溶性无机盐缓蚀剂：含羧酸基聚合物阻垢分散剂的重量比可以为：(12‑100)：(2‑25)：(10‑50)。本发明还公开了上述复合阻垢缓蚀剂在循环冷却水处理中的应用。本发明提供的复合阻垢缓蚀剂表现出良好的阻垢缓蚀综合性能，应用于循环冷却水时，不仅可以满足循环冷却水对阻垢和缓蚀的要求，还可以避免现有含磷循环冷却水中的含磷药剂引起的环境问题。

Description

一种复合阻垢缓蚀剂及其在循环冷却水处理中的应用

技术领域

本发明涉及阻垢缓蚀和循环水处理领域，具体地，涉及一种复合阻垢缓蚀剂及其在循环冷却水处理中的应用。

背景技术

在循环冷却水系统中，主要存在结垢和腐蚀问题。为了防止系统结垢和腐蚀，目前最方便且有效的方法是在循环冷却水中投加缓蚀阻垢剂。但在冷却水使用过程中，随着不断的循环和浓缩，水中矿物质含量也会不断增加，使管道和设备腐蚀与结垢加剧，因此需要加入缓蚀阻垢剂以改善冷却水质量，保证设备安全运行。而这些化学药剂最终将作为废物排放进入环境。然而，随着人们环保意识的日益提高和环保法规的越来越严格，铬系缓蚀剂因为毒性而被禁用，磷系配方的阻垢缓蚀剂易滋养菌藻、使水体富营养化，故己被限制排放，因此，迫切需要一种新型的、对环境友好的无磷水处理剂。

羧甲基菊粉(CMI)是由菊粉分子上的伯醇或仲醇基团与氯乙酸等含有羧基基团(-COOH)的化合物在碱性条件下发生取代反应而形成。CMI在保持菊粉的生物可降解、可再生、无毒等特性的基础上增加了新的功能，可以用作阻垢剂或重金属离子螯合剂。用在制糖工业中可抑制CaCO₃结晶，在印染过程中用作洗除污染物的添加剂等。

刘克颜的《羧甲基菊粉的研究》以菊粉为原料，通过对羧甲基菊粉的制备工艺的单因素实验和正交实验研究，分析了各单因素对合成产物羧甲基菊粉取代度的影响，找出了制备羧甲基菊粉的最佳工艺条件。

《羧甲基菊粉的合成及应用研究进展》(罗意,袁颂东,胡昆鹏,熊坤,卢蒙.食品工业科技2012,33(19))指出羧甲基菊粉是一种优异的阻垢剂和抗再沉淀剂，在非常低的浓度(0.1～200ppm)下就能有效防止钙离子以碳酸盐、草酸盐或硫酸盐的形式结晶，可替代PBTCA(2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷)和HEDP(羟基乙叉二膦酸)等高硬度水体系的磷系阻垢剂，用来处理工业循环冷却水或工业废水。

现有文献没有羧甲基菊粉缓蚀性能的研究和与其它水处理剂复配形成复合缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水处理的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合阻垢缓蚀剂。该复合阻垢缓蚀剂尤其适用于循环冷却水。该复合阻垢缓蚀剂不仅满足了循环冷却水对阻垢和缓蚀的要求，还可以减少含磷药剂的使用量，降低含磷药剂引起的环境问题。

本发明的发明人经研究后意外地发现，羧甲基菊粉具有缓蚀性能，将羧甲基菊粉、可溶性无机盐缓蚀剂以及含羧酸基聚合物阻垢分散剂复配使用可以获得缓蚀阻垢增效作用，降低单一药剂的使用量，也能更充分地发挥羧甲基菊粉的阻垢和缓蚀作用，提高复合药剂的缓蚀阻垢效果，有效抑制碳酸钙垢，应用于循环冷却水处理可解决循环冷却水系统的腐蚀和结垢问题，从而完成了本发明。

本发明提供了一种复合阻垢缓蚀剂，该复合阻垢缓蚀剂含有羧甲基菊粉、可溶性无机盐缓蚀剂以及含羧酸基聚合物阻垢分散剂。

本发明还提供了上述复合阻垢缓蚀剂在循环冷却水处理中的应用。

本发明提供的复合阻垢缓蚀剂具有良好的阻垢和缓蚀性能，应用于循环冷却水，不仅可以满足循环冷却水对阻垢和缓蚀的要求，还可以避免现有含磷循环冷却水中的含磷药剂引起的环境问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明，在所述复合阻垢缓蚀剂中，羧甲基菊粉、可溶性无机盐缓蚀剂以及含羧酸基聚合物阻垢分散剂的含量均可以在较大范围内变动。优选地，羧甲基菊粉：可溶性无机盐缓蚀剂：含羧酸基聚合物阻垢分散剂的重量比可以为：(12-100)：(2-25)：(10-50)，进一步优选为(15-80)：(10-20)：(20-40)。

根据本发明，所述羧甲基菊粉的取代度可以为0.3～1.2，优选为0.6～1.0。所述取代度指菊粉羧甲基化反应的程度，以平均每个呋喃果糖单元中的羟基被取代的数量来表示，每个呋喃果糖单元有3个羟基，因此取代度最高为3。

根据本发明，所述可溶性无机盐缓蚀剂可以为本领域常用的用于缓蚀的可溶性无机盐缓蚀剂。优选地，所述可溶性无机盐缓蚀剂选自可溶性钼酸盐、可溶性硅酸盐和可溶性钨酸盐中的至少一种。进一步优选地，所述可溶性无机盐缓蚀剂选自钼酸、硅酸和钨酸的钾盐或钠盐中的至少一种。更优选地，所述可溶性无机盐缓蚀剂选自钼酸钠、硅酸钠和钨酸钠中的至少一种。

根据本发明，所述含羧酸基聚合物阻垢分散剂可以选自丙烯酸/丙烯酸酯共聚物，马来酸或马来酸酐与苯乙烯磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和丙烯酸甲酯中的至少一种形成的共聚物，以及含羧酸基和磺酸基共聚物中的至少一种。所述丙烯酸/丙烯酸酯共聚物可以选自丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物和丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。所述马来酸或马来酸酐与苯乙烯磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和丙烯酸甲酯中的至少一种形成的共聚物可以选自马来酸/苯乙烯磺酸共聚物、马来酸酐/甲基丙烯酸羟乙酯共聚物和马来酸酐/丙烯酰胺/丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。所述含羧酸基和磺酸基的共聚物可以选自有机磺酸/丙烯酸共聚物、丙烯酸/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物中的至少一种。

根据本发明，所述复合阻垢缓蚀剂中还可以含有杂环化合物作为铜材缓蚀剂。所述杂环化合物可以为巯基苯并噻唑和/或苯并三氮唑。相对于100重量份的所述复合阻垢缓蚀剂，所述杂环化合物的含量可以为0.5-2.0重量份，优选为0.8-1.5重量份。

根据本发明，所述复合阻垢缓蚀剂还可以含有锌盐。所述锌盐例如可以为硫酸锌和/或氯化锌。相对于100重量份的所述复合阻垢缓蚀剂，所述锌盐的用量以Zn²⁺的重量计可以为0.5-2.0重量份，优选为1.0-1.5重量份。

根据本发明，对所述复合阻垢缓蚀剂的制备方法没有特别地限定，可以为本领域任何常规的制备方法。在制备所述复合阻垢缓蚀剂时，所述各组分的加料顺序也无需特别地限定。所述复合阻垢缓蚀剂的制备方法例如可以为将各成分按照一定的重量比直接混合在一起。如果所述复合阻垢缓蚀剂为浓缩母液，所述复合阻垢缓蚀剂的制备方法可以为：将羧甲基菊粉、可溶性无机盐缓蚀剂、含羧酸基聚合物阻垢分散剂、锌盐(如果有的话)和杂环化合物(如果有的话)以及适量水混合均匀，即可制得所需的复合阻垢缓蚀剂。

本发明还涉及上述复合阻垢缓蚀剂在循环冷却水处理中的应用。

根据本发明所述的应用，羧甲基菊粉的有效浓度可以为2-20mg/L，优选3-16mg/L。可溶性无机盐缓蚀剂的有效浓度可以为5-25mg/L，优选10-20mg/L。含羧酸基聚合物阻垢分散剂的有效浓度可以为3-15mg/L，优选6-12mg/L。其中，所述有效浓度是指复合阻垢缓蚀剂中各成分的有效含量(例如：活性物质的含量)与待处理的循环冷却水的体积的比值。

根据本发明所述的应用，如果循环冷却水系统中使用有铜材设备时，还可以向循环冷却水中加入杂环化合物作为铜材缓蚀剂。所述杂环化合物和上述相同。所述杂环化合物的有效浓度可以为0.5-1.5mg/L，优选0.8-1.2mg/L。

根据本发明所述的应用，还可以向循环冷却水中加入锌盐。所述锌盐与上述相同。所述锌盐以Zn²⁺计的有效浓度可以为0.5-1.8mg/L，优选1.0-1.5mg/L。

根据本发明所述的应用，所述复合阻垢缓蚀剂中的各成分可以分别单独地加入循环冷却水中至需要的有效浓度，也可以先将各成分配制成复合阻垢缓蚀剂然后加入循环冷却水中至各成分需要的有效浓度。

根据本发明所述的应用，所述复合阻垢缓蚀剂特别适合用于处理钙硬度与总碱度之和为100-300mg/L的中等硬度、中等碱度水质的不需调节pH值的循环冷却水。

根据本发明所述的应用，当所述复合阻垢缓蚀剂用于处理钙硬度与总碱度之和为300mg/L以上的高硬度、高碱度循环冷却水时，为尽量防止结垢，一般采用加酸调pH值工艺，即先加入本发明提供的复合阻垢缓蚀剂，再加入酸控制pH值为6.5-8.5(优选为7.8-8.3)。所述酸可以为本领域常用的各种酸，例如硫酸和/或硝酸。此时，缓蚀问题应是要解决的重要问题，为了达到良好的缓蚀作用，所述复合阻垢缓蚀剂中可以含有具有良好缓蚀性能的锌盐。

根据本发明所述的应用，当所述复合阻垢缓蚀剂用于处理钙硬度与总碱度之和为100mg/L以下的低硬度、低碱度循环冷却水时，缓蚀问题应是要解决的重要问题，为了达到良好的缓蚀作用，所述复合阻垢缓蚀剂中可以含有具有良好缓蚀性能的锌盐。

本发明提供的复合阻垢缓蚀剂表现出良好的阻垢缓蚀综合性能，应用于循环冷却水时，满足了循环冷却水对阻垢和缓蚀的要求，避免了因为使用含磷循环冷却水中的含磷药剂引起的环境问题。

以下将通过具体的实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例和对比例中：

羧甲基菊粉购自美国Carbomer公司，活性物质含量为20重量％。

苯并三氮唑购自天津市光复精细化工研究所。

以下实施例和对比例中，试验原水的水质如表1所示，取试验原水补加钙离子，使试验原水1和3的钙硬度和总碱度浓缩5倍作为试验用水1和试验用水3，使试验原水2的钙硬度和总碱度浓缩2倍作为试验用水2。

表1中，钙硬度、总碱度、总硬度均以CaCO₃计。钙硬度按照国家标准GB/T 6910-2006《锅炉用水和冷却水分析方法钙的测定络合滴定法》测定；总碱度按照国家标准GB/T15451-2006《工业循环冷却水总碱及酚酞碱度的测定》测定；总硬度指水中Ca²⁺和Mg²⁺的总量，按照GB/T 15452-2006《工业循环冷却水中总硬度的测定EDTA滴定法》测定；Cl-按照标准GB/T15453-2008测定；SO₄ ^2-按照标准GB/T 14642-2009测定；pH值按照标准GB/T 6920-1986测定；电导率按照标准GB/T 6908-2008测定；总溶固按照标准GB/T 14415-2007测定。

表1中，pH无单位；电导率的单位为μs/cm；其余单位为mg/L。

表1

试验原水	钙硬度	总碱度	总硬度	Cl^-	SO₄ ^2-	pH	电导率	总溶固
									试验原水1	102	135	136	14	35	7.8	190	290
试验原水2	235	370	323	66	110	7.5	995	706
									试验原水3	20	33	35	9	9	7.0	100	66

实施例1

分别称取30.0g羧甲基菊粉(取代度为1.0)、12.0g钨酸钠和30.0g丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(购自洛阳强龙实业有限公司牌号为ZF322的商品，活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.078dl/g)，加入28.0g水中，摇匀，得到复合阻垢缓蚀剂药剂原液S1。

取1g配制好的复合阻垢缓蚀剂药剂原液S1加入10L试验用水2或10L试验用水3中，使得水中羧甲基菊粉、钨酸钠和丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物的有效浓度分别为6mg/L、12mg/L和9mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

用硫酸将试验用水2的pH值调整到7.8-8.3，然后加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液S1，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。对于试验用水3，直接加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。

实施例2

称取3.14g氯化锌，溶于23.3g丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物(购自洛阳强龙实业有限公司牌号为T-225的商品，活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.074dl/g)中，然后加入15.0g羧甲基菊粉原料(取代度为0.6)和18.0g钼酸钠，再加入20.56g水，摇匀，得到复合阻垢缓蚀剂药剂原液S2。

取0.8g配制好的复合阻垢缓蚀剂药剂原液S2加入10L试验用水2或10L试验用水3中，使得水中羧甲基菊粉、钼酸钠、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物和锌离子的有效浓度分别为3mg/L、18mg/L、7mg/L和1.5mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定。

用硫酸将试验用水2的pH值调整到7.8-8.3，然后加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液S2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。对于试验用水3，直接加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。

实施例3

称取1g苯并三氮唑，将其溶于20g丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物(购自洛阳强龙实业有限公司牌号为T-225的商品，活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.079dl/g)中，然后加入80.0g羧甲基菊粉(取代度为0.8)和16.0g硅酸钠，再加入3g水，摇匀，得到复合阻垢缓蚀剂药剂原液S3。

取1.2g配制好的复合阻垢缓蚀剂药剂原液S3加入10L试验用水2或10L试验用水3中，使得水中羧甲基菊粉、硅酸钠、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物和苯并三氮唑的有效浓度分别为16mg/L、16mg/L、6mg/L和1mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

用硫酸将试验用水2的pH值调整到7.8-8.3，然后加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液S3，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。对于试验用水3，直接加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。

实施例4

分别称取40.0g羧甲基菊粉原料(取代度为1.2)、10.0g钼酸钠和37.0g丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(购自洛阳强龙实业有限公司牌号为ZF321的商品，活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.082dl/g)，加入13g水中，摇匀，得到复合阻垢缓蚀剂药剂原液S4。

取1.0g配制好的复合阻垢缓蚀剂药剂原液S4加入10L试验用水2或10L试验用水3中，使得水中羧甲基菊粉、钼酸钠和丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物的有效浓度分别为8mg/L、10mg/L和11.1mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

用硫酸将试验用水2的pH值调整到7.8-8.3，然后加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液S4，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。对于试验用水3，直接加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。

实施例5

分别称取15.0g羧甲基菊粉原料(取代度为1.5)、24.0g硅酸钠和30.0g丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物(购自洛阳强龙实业有限公司牌号为T-225的商品，活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.075dl/g)，加入31g水中，摇匀，得到复合阻垢缓蚀剂药剂原液S5。

取1.0g配制好的复合阻垢缓蚀剂药剂原液S5加入10L试验用水2或10L试验用水3中，使得水中羧甲基菊粉、硅酸钠和丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物的有效浓度分别为3mg/L、24mg/L和9mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

用硫酸将试验用水2的pH值调整到7.8-8.3，然后加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液S5，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。对于试验用水3，直接加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。

实施例6

分别称取18.0g羧甲基菊粉原料(取代度为1.0)、4.0g钼酸钠和20.0g丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物(购自洛阳强龙实业有限公司牌号为T-225的商品，活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.069dl/g)和20.0g丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(购自洛阳强龙实业有限公司牌号为AA/AMPS的商品，活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.065dl/g)，加入38g水中，摇匀，得到复合阻垢缓蚀剂药剂原液S6。

取1.0g配制好的复合阻垢缓蚀剂药剂原液S6加入10L试验用水1中，使得水中羧甲基菊粉、钼酸钠、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物和丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物的有效浓度分别为3.6mg/L、4mg/L、6mg/L和6mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

对比例1

分别称取40.0g羧甲基菊粉原料(取代度为1.0)和40.0g丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物(活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.072dl/g)，加入20g水中，摇匀，得到复合阻垢缓蚀剂药剂原液D1。

取1.0g配制好的复合阻垢缓蚀剂药剂原液D1加入10L试验用水2或10L试验用水3中，使得水中羧甲基菊粉和丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物的有效浓度分别为8mg/L和12mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

用硫酸将试验用水2的pH值调整到7.8-8.3，然后加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液D1，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。对于试验用水3，直接加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。

对比例2

分别称取20.0g羧甲基菊粉原料(取代度为0.6)和10.0g钨酸钠，加入70g水中，摇匀，得到药剂原液D2。

取配制好的1.0g药剂原液D2加入10L试验用水2或10L试验用水3中，使得水中羧甲基菊粉和钨酸钠的有效浓度分别为4mg/L和10mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

用硫酸将试验用水2的pH值调整到7.8-8.3，然后加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液D2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。对于试验用水3，直接加入复合阻垢缓蚀剂药剂原液2，再按照测试例中的方法进行缓蚀性能测定。

对比例3

称取40.0g羧甲基菊粉原料(取代度为0.6)，加入60g水中，摇匀，得到药剂原液D3。

取配制好的1.0g药剂原液D3加入10L试验用水1中，使得水中羧甲基菊粉的有效浓度为8mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

对比例4

分别称取10.0g钼酸钠和30.0g丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(活性物质含量为30重量％，30℃时极限粘数为0.078dl/g)，加入60g水中，摇匀，得到药剂原液D4。

取配制好的1.0g药剂原液D4加入10L试验用水1中，使得水中钼酸钠和丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物的有效浓度分别为10mg/L和9mg/L，然后按照测试例中的方法进行阻碳酸钙垢性能测定和缓蚀性能测定。

测试例

本测试例用以评价实施例1-6和对比例1-4的复合阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀性能。

“空白样”表示未添加复合阻垢缓蚀剂，但其他处理步骤与试验(或测试)步骤相同的试验用水样。

(1)阻碳酸钙垢性能测定方法：

将各实施例和对比例中投加了药剂的试验用水于80±1℃恒温水浴内采用容量瓶法静置10h，待冷却后取样分析水中剩余Ca²⁺的浓度，同时做空白样，并计算阻垢率。结果见表2。

阻垢率的定义为缓蚀阻垢剂的阻垢效率，阻垢率的计算公式为：

阻垢率＝(C-C₀)/(nC₁-C₀)×100％，其中，

C：冷却后水中剩余Ca²⁺的浓度(mg/L)

C₀：空白样的Ca²⁺的浓度(mg/L)

C₁：原水中的Ca²⁺的浓度(mg/L)

n：试验原水钙硬度和总碱度的浓缩倍数

(2)缓蚀性能测定方法：

将20#优质碳钢试片固定在挂片仪上，然后将试片完全浸入各实施例和对比例投加了药剂的试验用水中，恒定温度为40±1℃，保持转速为75rpm旋转72h，记录试验前后试片的重量，计算平均腐蚀速率。结果见表2。

平均腐蚀速率的定义为缓蚀阻垢剂的缓蚀效率，平均腐蚀速率(F)的计算公式为：

F＝(C×ΔW)/(A×T×ρ)，其中，

C：计算常数，以mm/a(毫米/年)为单位时，C＝8.76×10⁷mm/a

ΔW：试件的腐蚀失重(g)

A：试件的面积(cm²)

T：腐蚀试验时间(h)

ρ：试件材料的密度(kg/m³)，ρ＝7.85×10³kg/m³

表2

从表2中的数据可以看出，本发明提供的复合阻垢缓蚀剂具有良好的综合阻垢和缓蚀性能。具体地说，其不仅具有优良的阻CaCO₃垢功能，还有良好的缓蚀性能，能够满足循环冷却水对阻垢和缓蚀的要求。

Claims

1.一种复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，该复合阻垢缓蚀剂含有羧甲基菊粉、可溶性无机盐缓蚀剂以及含羧酸基聚合物阻垢分散剂，

其中，羧甲基菊粉：可溶性无机盐缓蚀剂：含羧酸基聚合物阻垢分散剂的重量比为(12-100)：(2-25)：(10-50)，所述羧甲基菊粉的取代度为0.3～1.2。

2.根据权利要求1所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，羧甲基菊粉：可溶性无机盐缓蚀剂：含羧酸基聚合物阻垢分散剂的重量比为(15-80)：(10-20)：(20-40)。

3.根据权利要求1或2所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述羧甲基菊粉的取代度为0.6～1.0。

4.根据权利要求1或2所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述可溶性无机盐缓蚀剂选自可溶性钼酸盐、可溶性硅酸盐和可溶性钨酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求1或2所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述可溶性无机盐缓蚀剂选自钼酸、硅酸和钨酸的钾盐或钠盐中的至少一种。

6.根据权利要求1或2所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述可溶性无机盐缓蚀剂选自钼酸钠、硅酸钠和钨酸钠中的至少一种。

7.根据权利要求1或2所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述含羧酸基聚合物阻垢分散剂选自丙烯酸/丙烯酸酯共聚物，马来酸或马来酸酐与苯乙烯磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和丙烯酸甲酯中的至少一种形成的共聚物，以及含羧酸基和磺酸基的共聚物中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述丙烯酸/丙烯酸酯共聚物选自丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物和丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述马来酸或马来酸酐与苯乙烯磺酸、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和丙烯酸甲酯中的至少一种形成的共聚物选自马来酸/苯乙烯磺酸共聚物、马来酸酐/甲基丙烯酸羟乙酯共聚物和马来酸酐/丙烯酰胺/丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种。

10.根据权利要求7所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述含羧酸基和磺酸基的共聚物选自有机磺酸/丙烯酸共聚物、丙烯酸/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物中的至少一种。

11.根据权利要求1或2所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述复合阻垢缓蚀剂还含有杂环化合物。

12.根据权利要求11所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述杂环化合物为巯基苯并噻唑和/或苯并三氮唑。

13.根据权利要求11所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，相对于100重量份的所述复合阻垢缓蚀剂，所述杂环化合物的含量为0.5-2.0重量份。

14.根据权利要求11所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，相对于100重量份的所述复合阻垢缓蚀剂，所述杂环化合物的含量为0.8-1.5重量份。

15.根据权利要求1或2所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述复合阻垢缓蚀剂还含有锌盐。

16.根据权利要求15所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，所述锌盐为硫酸锌和/或氯化锌。

17.根据权利要求15所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，相对于100重量份的所述复合阻垢缓蚀剂，所述锌盐的用量以Zn²⁺的重量计为0.5-2.0重量份。

18.根据权利要求15所述的复合阻垢缓蚀剂，其中，相对于100重量份的所述复合阻垢缓蚀剂，所述锌盐的用量以Zn²⁺的重量计为1.0-1.5重量份。

19.权利要求1-18中任意一项所述的复合阻垢缓蚀剂在循环冷却水处理中的应用。

20.根据权利要求19所述的应用，其中，羧甲基菊粉的有效浓度为2-20mg/L；可溶性无机盐缓蚀剂的有效浓度为5-25mg/L；含羧酸基聚合物阻垢分散剂的有效浓度为3-15mg/L。

21.根据权利要求19或20所述的应用，其中，羧甲基菊粉的有效浓度为3-16mg/L。

22.根据权利要求19或20所述的应用，其中，可溶性无机盐缓蚀剂的有效浓度为10-20mg/L。

23.根据权利要求19或20所述的应用，其中，含羧酸基聚合物阻垢分散剂的有效浓度为6-12mg/L。

24.根据权利要求19所述的应用，其中，当所述复合阻垢缓蚀剂含有杂环化合物时，所述杂环化合物的有效浓度为0.5-1.5mg/L。

25.根据权利要求24所述的应用，其中，所述杂环化合物的有效浓度为0.8-1.2mg/L。

26.根据权利要求19所述的应用，其中，当所述复合阻垢缓蚀剂含有锌盐时，所述锌盐以Zn²⁺计的有效浓度为0.5-1.8mg/L。

27.根据权利要求26所述的应用，其中，所述锌盐以Zn²⁺计的有效浓度为1.0-1.5mg/L。