CN108083457A - 一种低磷阻垢分散剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低磷阻垢分散剂，包括按照重量百分比计的如下组份：聚羧酸类分散剂40‑60%、阻垢剂10‑15％、锌盐8‑12％和余量的去离子水。本发明提出的一种低磷阻垢分散剂，将三种聚羧酸类分散剂与阻垢剂进行复配，可在较宽水质条件下，有效地控制设备、管道的腐蚀以及CaCO3、CaSO4沉积垢物的沉积，由于是一种低磷高效的产品，与常规的阻垢分散剂相比，具有加药量小，适用范围广的特点。经实验证明，本发明制得的低磷阻垢分散剂的阻垢率在96%以上，且腐蚀速率与对比例相比显著下降；此外采用该低磷阻垢分散剂进行水处理后，水中的总磷量为0.29‑0.43mg/L。

Description

一种低磷阻垢分散剂
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种低磷阻垢分散剂。
背景技术
随着我国石油、化工和钢铁行业迅速发展，工业用水量越来越大，工业循环水随着浓缩倍数的提高，水中的各种离子浓度随着浓缩大量增加，这样就容易造成设备的腐蚀和结垢，影响设备的穿孔和导热，甚至造成生产事故。
为了解决设备腐蚀和结垢的问题，循环冷却水通常采用投加阻垢分散剂的方法，现在的国内市场上的阻垢分散剂多为无机磷或有机磷缓蚀剂，含磷量较高，对自然水体的污染比较严重，会造成水体的富营养化，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，破坏水体生态平衡；而无磷阻垢分散剂又因加药量大，阻垢分散效率低而受到限制，因此，低磷高效的阻垢分散剂已成为水处理药剂的发展方向。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供一种低磷阻垢分散剂，可在较宽水质条件下，有效地控制设备、管道的腐蚀以及CaCO3、CaSO4沉积垢物的沉积。
本发明提出的一种低磷阻垢分散剂，包括按照重量百分比计的如下组份：聚羧酸类分散剂40-60％、阻垢剂10-15％、锌盐8-12％和余量的去离子水。
优选地，所述40-60％、的聚羧酸类分散剂由15-25％的羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物、15-20％的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和10-15％的羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物组成。
优选地，所述阻垢剂为2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸。
优选地，所述锌盐为七水硫酸锌。
一种低磷阻垢分散剂的制备方法，方法步骤如下：称取各组份依次加入搅拌器中，常温、常压下，搅拌1-2h即得。
进一步的，搅拌速度为60-100rpm。
一种低磷阻垢分散剂的应用，所述阻垢分散剂可应用在水质条件如下的工业循环水中：pH值7-9.5、碱度50-1000mg/L、硬度50-1000mg/L、电导控制在500-4500μs/cm。
进一步的，阻垢分散剂的投加量为10-50mg/L。
本发明中的作用原理：
羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物在所有冷却水处理中，是最优异的阻垢分散剂。此产品对干式氧化铁及水合氧化铁均有良好的抑制作用。羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物也是全有机冷却水系统中使用的优异分散剂。作为优异的防垢剂，羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物也可作为磷酸盐或膦酸盐腐蚀抑制剂的安定剂。此产品应用于冷却水和锅炉水阻垢剂；特别适用于加压条件且含有铁、锌和磷酸盐。
丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成。由于分子结构中含有阻垢分散性能好的羧酸基和强极性的磺酸基，能提高钙容忍度，对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用，防止氧化铁的沉积，尤其对磷酸钙阻垢率高。并且分散性能优良。与有机膦复配，增效作用明显。特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质，是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢分散剂之一。
羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物是一种新型的含有多种官能团的聚电解质阻垢分散剂。由于在共聚物的分子链上同时含有强酸、弱酸与非离子基团，本产品在高温、高pH、高硬与高碱条件下具有较高的钙容忍度，对水中的碳酸钙、磷酸钙、锌垢、氧化铁以及泥沙等污垢的沉积，具有优良的抑制作用和分散性能，可替代T-225和一些常规的磺酸共聚物使用。AA-AMPS-HPA三元共聚物与聚磷酸盐、锌盐、有机膦酸盐等常用水处理剂配伍性能良好，尤其是可与锌盐大剂量复配，稳锌率高，从而提高了药剂对碳钢的缓蚀率，已被广泛用于钢铁、石化、电力、油田、煤炭等行业的复杂水质的处理中。
2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸含磷量低，由于它具有膦酸和羧酸的结构特性，使其具有良好的阻垢和缓蚀性能，优于常用的有机膦酸，特别在高温下阻垢性能远优于常用的有机膦酸，能提高锌的溶解度，耐氯的氧化性能好，复配协同性好。此产品在高效阻垢缓蚀剂复配中应用最广，是性能最好的产品之一，也是锌盐的优良稳定剂。广泛应用于循环冷却水系统和油田注水系统的缓蚀阻垢，特别适合与锌盐、共聚物复配使用，可用于高温、高硬、高碱及需要高浓缩倍数下运行的场合，此产品在洗涤行业中可作螯合剂及金属清洗剂。
以上的四种阻垢分散剂各有特色，虽然都有阻垢分散的特性，但是他们的侧重点都不一样，弥补了各自在处理结垢和沉积的缺陷，另外他们都与锌盐的配伍性很强。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果在于：
本发明提出的一种低磷阻垢分散剂，将三种聚羧酸类分散剂与阻垢剂进行复配，可在较宽水质条件下，有效地控制设备、管道的腐蚀以及CaCO3、CaSO4沉积垢物的沉积，由于是一种低磷高效的产品，与常规的阻垢分散剂相比，具有加药量小，适用范围广的特点。经实验证明，本发明制得的低磷阻垢分散剂的阻垢率在96％以上，且腐蚀速率与对比例相比显著下降；此外采用该低磷阻垢分散剂进行水处理后，水中的总磷量为0.29-0.43mg/L。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
一种低磷阻垢分散剂，包括按照重量百分比计的如下组份：羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物15％、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸15％、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物15％、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物15％、七水硫酸锌12％和余量的去离子水。
一种低磷阻垢分散剂的制备方法，方法步骤如下：称取各组份依次加入搅拌器中，常温、常压下，搅拌1h，搅拌速度为100rpm即得。
实施例2
一种低磷阻垢分散剂，包括按照重量百分比计的如下组份：羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物25％、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸10％、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物15％、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物10％、七水硫酸锌12％和余量的去离子水。
一种低磷阻垢分散剂的制备方法，方法步骤如下：称取各组份依次加入搅拌器中，常温、常压下，搅拌2h，搅拌速度为60rpm即得。
实施例3
一种低磷阻垢分散剂，包括按照重量百分比计的如下组份：羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物20％、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸10％、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物20％、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物13％、七水硫酸锌10％和余量的去离子水。
一种低磷阻垢分散剂的制备方法，方法步骤如下：称取各组份依次加入搅拌器中，常温、常压下，搅拌1.5h，搅拌速度为80rpm即得。
实施例4
一种低磷阻垢分散剂，包括按照重量百分比计的如下组份：羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物21％、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸12％、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物18％、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物12％、七水硫酸锌10％和余量的去离子水。
一种低磷阻垢分散剂的制备方法，方法步骤如下：称取各组份依次加入搅拌器中，常温、常压下，搅拌1h，搅拌速度为60rpm即得。
实施例5
一种低磷阻垢分散剂，包括按照重量百分比计的如下组份：羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物18％、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸15％、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物17％、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物11％、七水硫酸锌12％和余量的去离子水。
一种低磷阻垢分散剂的制备方法，方法步骤如下：称取各组份依次加入搅拌器中，常温、常压下，搅拌2h，搅拌速度为90rpm即得。
实施例6
一种低磷阻垢分散剂，包括按照重量百分比计的如下组份：羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物22％、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸13％、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物16％、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物13％、七水硫酸锌8％和余量的去离子水。
一种低磷阻垢分散剂的制备方法，方法步骤如下：称取各组份依次加入搅拌器中，常温、常压下，搅拌2h，搅拌速度为90rpm即得。
产品性能测试
本阻垢分散剂的应用，在pH值7-9.5、碱度50-1000mg/L、硬度50-1000mg/L、电导控制在500-4500μs/cm工业循环水中，直接进行处理，其投加量为10-50mg/L。本实验用水为某企业循环冷却水补充水，水质见表1。
表1实验水质指标
项目 分析值
PH 8.42
浊度/(NTU) 3.6
总碱度/(以CaCO3计mg.L-1) 204
钙硬度/(以CaCO3计mg.L-1) 222
总硬度/(以CaCO3计mg.L-1) 265
氯离子/(mg.L-1) 66
铁离子/(mg.L-1) 0.21
总溶固/(mg.L-1) 645
电导率/(μs.cm-1) 956
采用国家标准GB/T 16632-1996CaCO3沉积法测试阻垢性能，实验水温80℃。采用国家标准GB/T18175-2000旋转挂片法进行缓蚀性能测试，实验水温80℃，转速75转/分，运行72小时。实验结果见表2。
表2实验检测结果
对比例为市售缓蚀阻垢剂
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低磷阻垢分散剂，其特征在于，包括按照重量百分比计的如下组份：聚羧酸类分散剂40-60%、阻垢剂10-15％、锌盐8-12％和余量的去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种低磷阻垢分散剂，其特征在于，所述40-60%、的聚羧酸类分散剂由15-25％的羧酸盐-磺酸盐-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物、15-20％的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物和10-15％的羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物组成。
3.根据权利要求1所述的一种低磷阻垢分散剂，其特征在于，所述阻垢剂为2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸。
4.根据权利要求1所述的一种低磷阻垢分散剂，其特征在于，所述锌盐为七水硫酸锌。
5.根据权利要求1所述的一种低磷阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：称取各组份依次加入搅拌器中，常温、常压下，搅拌1-2h即得。
6.根据权利要求5所述的一种低磷阻垢分散剂的制备方法，其特征在于，搅拌速度为60-100rpm。
7.权利要求1-4任一项所述的阻垢分散剂的应用，其特征在于，所述阻垢分散剂可应用在水质条件如下的工业循环水中：pH值7-9.5、碱度50-1000mg/L、硬度50-1000mg/L、电导控制在500-4500μs/cm。
8.权利要求7所述的阻垢分散剂的应用，其特征在于，阻垢分散剂的投加量为10-50mg/L。
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