CN106115948A - 循环水复合型阻垢缓蚀剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种循环水复合型阻垢缓蚀剂，由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸25‑30%、丙烯酸/2～丙烯酰胺‑2‑甲基丙烯磺酸共聚物3‑5%、聚丙烯酸钠10‑15%、丙烯酸‑丙烯酸羟丙酯共聚物15‑20%、水解聚马来酸酐5%、2‑羟基膦酰基乙酸5%、硫酸锌和去离子水；各组分重量之和为100%。本发明循环水复合型阻垢缓蚀剂，减少管道中水垢的存在，提高换热效率，降低煤、电能耗，节约成本，提高利润；减少因管道换热器腐蚀击穿而导致的安全事故；减少特种金属的腐蚀消耗，避免不必要的停产检修，为定时定量生产保驾护航；减少设备的耗损，避免设备清洗而造成的设备损伤，延长设备的使用寿命，具有很好的实用性。

Description

循环水复合型阻垢缓蚀剂
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种循环水复合型阻垢缓蚀剂。
技术背景
阻垢剂是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。从作用机理上来讲，阻垢剂的作用可分为鳌合、分散和晶格畸变三部分。螯合作用：由中心离子和某些合乎一定条件的同一多齿配位体的两个或两个以上配位原子键合而成的具有环状结构的配合物的过程称为螯合作用。鳌合作用的结果是使得成垢阳离子(如Ca2+，Mg2+等)与螯合剂作用生成稳定的螯合物，从而阻止其与成垢阴离子(如CO3 2-，SO4 2-，PO4 3-，和SiO3 2-等)的接触，使得成垢的几率大大下降。分散作用是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子，也可以是由千百个CaCO3和MgCO3分子组成的成垢颗粒，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低；聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。晶格畸变作用：当系统的硬度、碱度较高，所投入的鳌合剂、分散剂不足以完全阻止它们析出的时候，它们就不可避免地析出。如果没有分散剂的存在，垢的生长将服从晶体生长的一般规律，所形成的垢坚固地附着在热交换器表面上。如果有足量的分散剂的存在，由于成垢粒子(由成百上千个CaCO3分子组成)被分散剂吸附、包围，阻止了成垢粒子在其规则的晶格点阵上排列，从而使所生成的污垢松软、易被水流的冲刷而带走。
现有的阻垢剂主要分类包括：有机膦系列阻垢剂、有机膦酸盐阻垢剂、复合阻垢剂、锅炉专用缓蚀阻垢剂、热网专用阻垢剂、缓蚀阻垢剂、RO阻垢剂专用阻垢剂、巯基苯骈噻唑钠(MBT)、甲基苯骈三氮唑(TTA)、浓缩阻垢剂等。其中，缓蚀阻垢剂由有机膦酸、聚羧酸、碳钢缓蚀剂及铜缓蚀剂复配而成，对水中的碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等均有很好的螯合分散作用并且对碳钢、铜具有良好的缓蚀效果。而这些阻垢缓蚀剂基本依靠单一单体官能团阻垢分散，其选择性阻垢分散能力较弱，还不能完全满足使用需求。
发明内容
发名目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种循环水复合型阻垢缓蚀剂，有效解决依靠单一单体官能团阻垢分散的不足问题，使阻垢剂的选择性阻垢分散能力增强，具有很好分散阻垢效果。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种循环水复合型阻垢缓蚀剂，由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸25-31％、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物3-6％、聚丙烯酸钠10-18％、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物15-22％、水解聚马来酸酐5％、2-羟基膦酰基乙酸5％、硫酸锌0.5-1.1％，余量为去离子水；各组分重量之和为100％。
所述的循环水复合型阻垢缓蚀剂，优选由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸28-30％、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物4-5％、聚丙烯酸钠12-15％、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物17-20％、水解聚马来酸酐5％、2-羟基膦酰基乙酸5％、硫酸锌0.6-1％，余量为去离子水；各组分重量之和为100％。
所述的循环水复合型阻垢缓蚀剂，优选由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸25-30％、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物3-5％、聚丙烯酸钠10-15％、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物15-20％、水解聚马来酸酐5％、2-羟基膦酰基乙酸5％、硫酸锌0.5-1％，余量为去离子水；各组分重量之和为100％。
所述的循环水复合型阻垢缓蚀剂，优选由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸30％、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物5％、聚丙烯酸钠15％、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物20％、水解聚马来酸酐5％、2-羟基膦酰基乙酸5％、硫酸锌1％，余量为去离子水；各组分重量之和为100％。
所述的循环水复合型阻垢缓蚀剂在阻垢中的应用。
所述的应用，循环水复合型阻垢缓蚀剂的使用浓度为50～100mg/L。
该循环水复合型阻垢缓蚀剂，为棕色或者红棕色液体，充分的利用了单体原料各个官能团的配位螯合作用，使的在水中的钙镁离子以及盐分均匀的螯合分散，不至于形成水垢，而堵塞管道。
有益效果：与现有技术相比，本发明循环水复合型阻垢缓蚀剂，减少管道中水垢的存在，提高换热效率，降低煤、电能耗，节约成本，提高利润；减少因管道换热器腐蚀击穿而导致的安全事故；减少特种金属(如铜等)的腐蚀消耗；避免不必要的停产检修，为定时定量生产保驾护航；减少设备的耗损，避免设备清洗而造成的设备损伤，延长设备的使用寿命，具有很好的实用性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
循环水复合型阻垢缓蚀剂，其重量百分比配方组成为：羟基乙叉二膦酸(HEDP)25-31％、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)3-6％、聚丙烯酸钠(PAA(S))10-18％、的丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(T-225)15-22％、水解聚马来酸酐(HPMA)5％、2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)5％、硫酸锌0.5-1.1％，余量为去离子水；各组分重量之和为100％。典型产品的重量百分比配方如表1所示。
表1典型产品配方
序号 产品1 产品2 产品3 产品4 产品5 产品6 产品7
HEDP 25％ 26％ 27％ 28％ 29％ 30％ 31％
AA/AMPS 3％ 3.5％ 4％ 4.5％ 5％ 5.5％ 6％
PAA(S) 15％ 14％ 13％ 12％ 14％ 10％ 18％
T-225 20％ 19％ 18％ 17％ 18％ 15％ 22％
HPMA 5％ 5％ 5％ 5％ 5％ 5％ 5％
HPAA 5％ 5％ 5％ 5％ 5％ 5％ 5％
硫酸锌 0.5％ 0.5％ 1％ 1％ 0.5％ 1％ 1.2％
去离子水 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量
合计 100％ 100％ 100％ 100％ 100％ 100％ 100％
该循环水复合型阻垢缓蚀剂的制备方法为：先现将硫酸锌溶于适量水，在依次按照HEDP、T-225、PAA(S)、AA/AMPS、HPAA投加搅拌，最后添加HPMA和余量的水，搅拌均匀混合即可。
该循环水复合型阻垢缓蚀剂，为棕色或者红棕色液体，充分的利用了单体原料各个官能团的配位螯合作用，使的在水中的钙镁离子以及盐分均匀的螯合分散，不至于形成水垢，而堵塞管道。
实施例2
采用实施例1中的典型产品4进行静态试验分静态阻碳酸钙垢试验和旋转挂片腐蚀试验。具体如下：
1)静态阻垢试验：静态阻垢试验参照中石化《循环冷却水分析和试验方法》之301进行。试验用水为江苏镇江自来水，结果见表2。
表2阻碳酸钙垢试验结果
编号 浓缩倍数 药剂浓度 阻垢率
1 2.5 50mg/L 95.2％
2 2.5 100mg/L 97.8％
3 3.0 50mg/L 93.5％
4 3.0 100mg/L 94.5％
表2结果表明，所选之阻垢缓蚀剂阻垢效果优异，在投加浓度范围内，完全能够满足阻垢要求。试后容量瓶中试液澄清，无垢析出。
2)旋转挂片腐蚀试验
试验按中石化《循环冷却水分析和试验方法》之304进行。试验用材：20#碳钢、H62铜Ⅲ型、不锈钢标准试片；试验时间：72小时。试验用水：静态浓缩后的水。试验结果见表3。
表3旋转挂片腐蚀试验结果
表3结果表明，所选之阻垢缓蚀剂缓蚀效果良好，在药剂投加浓度范围内，完全能够满足碳钢腐蚀速率≤0.100mm/a，铜腐蚀速率≤0.005mm/a的要求。
室内静态阻垢和旋转挂片腐蚀试验结果表明，本申请针对水质所筛选的阻垢缓蚀剂，完全能够满足阻垢及缓蚀的要求。
3)动态综合评定
试验方法：按中石化《循环冷却水分析和试验方法》之305进行。试验用水：自来水。试验装置：室内小型动态模拟装置，用饱和蒸汽为加热介质。试验过程：试验共为15天，期间控制浓缩倍率为2.5～3.0，运行期间水质见表4。
表4动模试验期间水质
项目 最小值 最大值 平均值
浊度，mg/L 0.26 7.30 5.78
Ca2+，mg/L 152.58 475.63 386.25
碱度，mg/L 185.37 561.32.04 445.25
Cl-，mg/L 100.28 321.90 258.72
SO4 2-，mg/L 136.7 419.35 342.69
药剂浓度，mg/L 78.64 106.45 96.23
浓缩倍数 1 3.21 2.58
试验结果及评价：动模试验结果见表5。
表5动模试验结果
表5结果表明，所用的阻垢缓蚀剂缓蚀阻垢效果优异，对碳钢的缓蚀率达到好的标准(0.027～0.030mm/a)，阻垢控制达到很好的标准(0.23×10-4米2·时·℃/千焦)。
静态阻垢及旋转挂片试验，动态模拟综合评定试验结果表明，此阻垢缓蚀剂使用量少，隶属浓缩液，客户可以根据水质情况进行自行稀释使用，节约运输成本，节省劳力，更好的适用于循环水阻垢缓蚀。

Claims (6)

1.一种循环水复合型阻垢缓蚀剂，其特征在于，由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸25-31%、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物3-6%、聚丙烯酸钠10-18%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物15-22%、水解聚马来酸酐5%、2-羟基膦酰基乙酸5%、硫酸锌0.5-1.1%，余量为去离子水；各组分重量之和为100%。
2.根据权利要求1所述的循环水复合型阻垢缓蚀剂，其特征在于：由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸28-30%、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物4-5%、聚丙烯酸钠12-15%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物17-20%、水解聚马来酸酐5%、2-羟基膦酰基乙酸5%、硫酸锌0.6-1%，余量为去离子水；各组分重量之和为100%。
3.根据权利要求1所述的循环水复合型阻垢缓蚀剂，其特征在于：由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸25-30%、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物3-5%、聚丙烯酸钠10-15%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物15-20%、水解聚马来酸酐5%、2-羟基膦酰基乙酸5%、硫酸锌0.5-1%，余量为去离子水；各组分重量之和为100%。
4.根据权利要求1所述的循环水复合型阻垢缓蚀剂，其特征在于：由以下重量百分比的各组分组成：羟基乙叉二膦酸30%、丙烯酸/2～丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物5%、聚丙烯酸钠15%、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物20%、水解聚马来酸酐5%、2-羟基膦酰基乙酸5%、硫酸锌1%，余量为去离子水；各组分重量之和为100%。
5.权利要求1~4任一项所述的循环水复合型阻垢缓蚀剂在阻垢中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：循环水复合型阻垢缓蚀剂的使用浓度为50~100mg/L。
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