CN110921858A - 一种高盐水反渗透阻垢剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高盐水反渗透阻垢剂，包括以下质量分数的原料：复合有机膦10~25份、磺酸盐共聚物20~35份、马来酸酐‑丙烯酸‑甲基烯丙基聚氧乙烯醚15~25份、丙烯酸共聚物5~15份、丙烯酸‑2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸‑N‑叔丁基丙烯酰胺三元共聚物5~15份、纯水0~45份。本发明制备的高盐水反渗透阻垢剂具有该高盐水反渗透阻垢剂具有少量高效、极好的阻硫酸盐垢、碳酸盐垢、硅垢性能且具有广适性。
Description
技术领域
本发明属于水处理剂领域，具体涉及一种高盐水反渗透阻垢剂及其制备方法。
背景技术
随着“近零排放”项目的不断增加，双膜法已成为不可或缺的工艺快速发展，反渗透膜的质量及技术水平也得到快速发展。但在发渗透专用阻垢剂方面，发展缓慢，市场上现有渗透阻垢剂难以满足一些苛刻条件下的使用要求，必须通频繁清洗，维持现场运行，尤其是“近零排放”高盐水反渗透系统及矿井水反渗透系统最为常见。
随着节能降耗及环保要求的不断提高，“近零排放”项目，矿井水回用、高盐水回用、中水回用等项目会越来越多，作为水处理工作者，进一步提高水处理科技水平，为社会提供更有效的产品和技术，我们应承担一份责任，也是我们的使命。
目前，在国内外水处理技术领域中的反渗透阻垢剂种类繁多，产品质量及技术水品参差不齐。大部分市场产品只能应用于普通水质，一旦遇到复杂水质及较差水质便束手无策，且应用水平较低。因此，随着行业的不断发展，为满足市场需求，我们必须不断创新，与时俱进，开发专用化、系列化高效产品势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种高盐水反渗透阻垢剂及其制备方法,以解决现有技术存在的高盐酸反渗透系统结垢及频繁清洗等问题。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种高盐水反渗透阻垢剂，包括以下质量分数的原料：复合有机膦10~25份、磺酸盐共聚物20~35份、马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚15~25份、丙烯酸共聚物5~15份、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物5~15份、纯水0~45份。
作为进一步的优化，所述复合有机磷为三聚氰胺六亚甲基膦酸、2-膦酰基-1,2,4-丁烷三羧酸、乙二胺四亚甲基膦酸中的一种或多种。
作为进一步的优化，所述磺酸盐共聚物为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、衣康酸-马来酸-丙烯磺酸钠三元共聚物、衣康酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸钠共聚物中的一种或多种。
作为进一步的优化，所述丙烯酸共聚物为丙烯酸-衣康酸共聚物、丙烯酸-丙烯酰基吗啉共聚物、丙烯酸-马来酸酐中的一种或多种。
作为进一步的优化，所述的高盐水反渗透阻垢剂包括以下质量分数的原料：复合有机膦15~20份、磺酸盐共聚物20~30份、马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚15~20份、丙烯酸共聚物10~15份、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物8~12份、纯水3~32份。
作为进一步的优化，所述的高盐水反渗透阻垢剂包括以下质量分数的原料：复合有机膦18~20份、磺酸盐共聚物20~25份、马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚18~20份、丙烯酸共聚物12~15份、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物8~10份、纯水10~24份。
作为进一步的优化，所述三聚氰胺六亚甲基膦酸的制备工艺为：向反应釜中加入90重量份的亚磷酸，搅拌条件下缓慢加入250重量份的蒸馏水，然后加入35重量份的三聚氰胺，混合均匀，缓慢滴加150重量份的福尔马林，滴加时温度控制在50℃以下，滴加完毕，升温至105~110℃回流1.5h，得淡黄色透明液体，冷却至室温，得到三聚氰胺六亚甲基膦酸。
为解决上述技术问题，本发明提供一种高盐水反渗透阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：按高盐水反渗透阻垢剂组分的质量份数称取原料；
S2：将称取的原料依次加入反应釜；
S3：将纯水按质量份数加入反应釜；
S4：加完各原料组分后，在室温下搅拌20~60min；
S5：过滤，得到高盐水反渗透阻垢剂。
本发明的有益效果：
1）该高盐水反渗透阻垢剂具有少量高效特点；
2）该高盐水反渗透阻垢剂具有极好的阻硫酸盐垢、碳酸盐垢、硅垢性能；
3）该高盐水反渗透阻垢剂具有广适性。
附图说明
图1为根据HG/T 5166-2017 动态试验进行阻垢性能评定测定的平均结垢速率与表观回收率关系曲线图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
一种高盐水反渗透阻垢剂，其原料组分重量份数为：2-膦酰基-1,2,4-丁烷三羧酸（PBTC）10份，三聚氰胺六亚甲基膦酸（实施6的方法制备）6份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物（AA-AMPS）35份，马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG）20份，丙烯酸-衣康酸共聚物10份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物10份、纯水10份。
高盐水反渗透阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：按高盐水反渗透阻垢剂的原料组分的质量份数称取原料；
S2：将称取的原料依次加入反应釜；
S3：将纯水按质量份数加入反应釜；
S4：加完各原料组分后，在室温下搅拌30min；
S5：过滤，得到高盐水反渗透阻垢剂。
实施例2
一种高盐水反渗透阻垢剂，其原料组分重量份数为：三聚氰胺六亚甲基膦酸（实施6的方法制备）10份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物（AA-AMPS）15份，衣康酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸钠10份，马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG）20份，丙烯酸-衣康酸共聚物5份，丙烯酸-丙烯酰基吗啉共聚物10份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物8份、纯水15份。
高盐水反渗透阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：按高盐水反渗透阻垢剂的原料组分的质量份数称取原料；
S2：将称取的原料依次加入反应釜；
S3：将纯水按质量份数加入反应釜；
S4：加完各原料组分后，在室温下搅拌20min；
S5：过滤，得到高盐水反渗透阻垢剂。
实施例3
一种高盐水反渗透阻垢剂，其原料组分重量份数为：2-膦酰基-1,2,4-丁烷三羧酸（PBTC）10份，乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMP）15份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物（AA-AMPS）15份，衣康酸-马来酸-丙烯磺酸钠三元共聚物15份，马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG）15份，丙烯酸-衣康酸共聚物15份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物10份、纯水45份。
高盐水反渗透阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：按高盐水反渗透阻垢剂的原料组分的质量份数称取原料；
S2：将称取的原料依次加入反应釜；
S3：将纯水按质量份数加入反应釜；
S4：加完各原料组分后，在室温下搅拌60min；
S5：过滤，得到高盐水反渗透阻垢剂。
实施例4
一种高盐水反渗透阻垢剂，其原料组分重量份数为：2-膦酰基-1,2,4-丁烷三羧酸（PBTC）25份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物（AA-AMPS）20份，衣康酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸钠5份，马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG）25份，丙烯酸-衣康酸共聚物10份，丙烯酸-马来酸酐5份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物10份、纯水20份。
高盐水反渗透阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：按高盐水反渗透阻垢剂的原料组分的质量份数称取原料；
S2：将称取的原料依次加入反应釜；
S3：将纯水按质量份数加入反应釜；
S4：加完各原料组分后，在室温下搅拌40min；
S5：过滤，得到高盐水反渗透阻垢剂。
实施例5
一种高盐水反渗透阻垢剂，其原料组分重量份数为：2-膦酰基-1,2,4-丁烷三羧酸（PBTC）10份，乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMP）10份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物（AA-AMPS）10份，衣康酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸钠10份，马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG）20份，丙烯酸-衣康酸共聚物15份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物15份、纯水30份。
高盐水反渗透阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：按高盐水反渗透阻垢剂的原料组分的质量份数称取原料；
S2：将称取的原料依次加入反应釜；
S3：将纯水按质量份数加入反应釜；
S4：加完各原料组分后，在室温下搅拌30min；
S5：过滤，得到高盐水反渗透阻垢剂。
实施例6
三聚氰胺六亚甲基膦酸的制备：
向反应釜中加入90重量份的亚磷酸，搅拌条件下缓慢加入250重量份的蒸馏水，然后加入35重量份的三聚氰胺，混合均匀，缓慢滴加150重量份的福尔马林，滴加时温度控制在50℃以下，滴加完毕，升温至105~110℃回流1.5h，得淡黄色透明液体，冷却至室温，得到三聚氰胺六亚甲基膦酸。
对比例1
一种高盐水反渗透阻垢剂，其原料组分为：2-膦酰基-1,2,4-丁烷三羧酸（PBTC）10份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物（AA-AMPS）35份，马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚（TPEG）20份，丙烯酸-衣康酸共聚物10份，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物10份、纯水10份。
高盐水反渗透阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：按高盐水反渗透阻垢剂的原料组分的质量份数称取原料；
S2：将称取的原料依次加入反应釜；
S3：将纯水按质量份数加入反应釜；
S4：加完各原料组分后，在室温下搅拌30min；
S5：过滤，得到高盐水反渗透阻垢剂。
将本发明制备的高盐水反渗透阻垢剂，与对比例及国外同类产品进行静态阻垢性能对比试验（阻碳酸钙垢、硫酸钙垢、硅垢），阻硅酸盐试验水按镁离子100mg/L，钙离子150mg/L，硅酸根200mg/L配制，进行4倍浓缩试验，加药量10mg/L。其次，根据HG/T 5166-2017 动态试验进行阻垢性能评定，试验水为现场矿井水反渗透系统进水（电导74200μs/cm，钙硬度1903.63mg/L，镁离子1144.64mg/L，硫酸根8099.30mg/L，氯离子16405.82mg/L），加药量10mg/L。表1为静态阻垢性能试验数据。
表1 静态阻垢性能试验数据
注：进口产品1为AcumerTM1000，进口产品2为Sokalan® RO 100。
实验结果表明，实施例制备的高盐水反渗透阻垢剂与目前市场反渗透阻垢剂相比，阻碳酸钙、硫酸钙、硅酸盐性能都具有明显优势。
图1表明实施例高盐水反渗透阻垢剂产品与某进口品牌同类产品及对比例产品相比具有优异的阻垢性能，说明本发明制备的高盐水反渗透阻垢剂可作为高盐水反渗透等含盐量较高的特殊反渗透专系统使用。
Claims (8)
1.一种高盐水反渗透阻垢剂，其特征在于，包括以下质量分数的原料：复合有机膦10~25份、磺酸盐共聚物20~35份、马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚15~25份、丙烯酸共聚物5~15份、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物5~15份、纯水0~45份。
2.根据权利要求1所述的一种高盐水反渗透阻垢剂，其特征在于，所述复合有机磷为三聚氰胺六亚甲基膦酸、2-膦酰基-1,2,4-丁烷三羧酸、乙二胺四亚甲基膦酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高盐水反渗透阻垢剂，其特征在于，所述磺酸盐共聚物为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、衣康酸-马来酸-丙烯磺酸钠三元共聚物、衣康酸-2-丙烯酰基-2-甲基丙磺酸钠共聚物中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高盐水反渗透阻垢剂，其特征在于，所述丙烯酸共聚物为丙烯酸-衣康酸共聚物、丙烯酸-丙烯酰基吗啉共聚物、丙烯酸-马来酸酐中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种高盐水反渗透阻垢剂，其特征在于，所述的高盐水反渗透阻垢剂包括以下质量分数的原料：复合有机膦15~20份、磺酸盐共聚物20~30份、马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚15~20份、丙烯酸共聚物10~15份、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物8~12份、纯水3~32份。
6.根据权利要求1所述的一种高盐水反渗透阻垢剂，其特征在于，所述的高盐水反渗透阻垢剂包括以下质量分数的原料：复合有机膦18~20份、磺酸盐共聚物20~25份、马来酸酐-丙烯酸-甲基烯丙基聚氧乙烯醚18~20份、丙烯酸共聚物12~15份、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元共聚物8~10份、纯水10~24份。
7.根据权利要求2所述的一种高盐水反渗透阻垢剂，其特征在于，所述三聚氰胺六亚甲基膦酸的制备工艺为：
向反应釜中加入90重量份的亚磷酸，搅拌条件下缓慢加入250重量份的蒸馏水，然后加入35重量份的三聚氰胺，混合均匀，缓慢滴加150重量份的福尔马林，滴加时温度控制在50℃以下，滴加完毕，升温至105~110℃回流1.5h，得淡黄色透明液体，冷却至室温，得到三聚氰胺六亚甲基膦酸。
8.根据权利要求1-7任一项所述的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按高盐水反渗透阻垢剂组分的质量份数称取原料；
S2：将称取的原料依次加入反应釜；
S3：将纯水按质量份数加入反应釜；
S4：加完各原料组分后，在室温下搅拌20~60min;
S5：过滤，得到高盐水反渗透阻垢剂。
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