CN114772755A - 一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂及其制备方法，耐高硫酸盐反渗透阻垢剂包括以下重量份数的原料：三元共聚物25‑40份、2‑磷酸基‑1,2,4‑三羧酸丁烷15‑25份、氨基酸20‑35份、4‑羟乙基哌嗪乙磺酸10‑20份、木质素1‑3份、去离子水10‑30份；所述三元共聚物通过丁烯酸、磺酸盐、丁烯酸内酯自由基聚合制备。本发明通过丁烯酸、磺酸盐、丁烯酸内酯自由基聚合制备了一种新型的针对高硫酸盐进水水质系统的多元共聚物；同时本发明所用药剂具有无毒、无公害和完全可降解的特性，便于后续处理，属于环境友好型药剂；另外本药剂对碳酸钙和硫酸钙有很好的阻垢效果。

Description

一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂及其制备方法。
背景技术
作为一种资源，水在世界大部分地区正变得越来越稀缺。而水是我们的工业、农业和生活的基础，然而随着工业化进程不断推进，致使工业的高速发展与水资源相对短缺的矛盾日渐突出。反渗透技术广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的纯净水。近几年反渗透进水水质高盐化越来越普遍，尤其是高硫酸盐的进水越来越多，在这种水质条件下，反渗透膜很容易出现污堵现象。目前市场上，大部分产品只能应用于普通水质，但对于高硫酸根水质依然没有较好的专用产品。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种针对高硫酸盐进水水质的反渗透阻垢剂以及其制备方法。可有效防止反渗透系统结垢，在硫酸根含量≥10000mg/L时，仍具有优异的阻垢效果。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂，包括以下重量份数的原料：
三元共聚物25-40份、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷15-25份、氨基酸20-35份、4-羟乙基哌嗪乙磺酸10-20份、木质素1-3份、去离子水10-30份；
所述三元共聚物通过丁烯酸、磺酸盐、丁烯酸内酯自由基聚合制备。
所述三元共聚物的制备方法为：
S1：在反应釜中加入40重量份的磺酸盐和120重量份的去离子水，搅拌溶解；
S2：将2重量份的磺酸盐、20重量份的丁烯酸、3重量份的丁烯酸内酯溶解到35重量份的去离子水中，加入高位槽1中；
S3：将3重量份的过硫酸铵溶于10重量份的去离子水中，加入高位槽2中；
S4：升温至70℃，向反应釜中缓慢滴加两个高位槽中的溶液，滴加时间为1.5h，滴加期间温度控制在90-95℃；
S5：滴加完成后保温2h，温度控制在90-95℃；
S6：保温结束后，降温至40℃后放料，得到三元共聚物。
所述氨基酸为苯丙氨酸、赖氨酸、天冬氨酸中的一种或多种。
一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：向反应器中加入去离子水；
S2：将氨基酸、4-羟乙基哌嗪乙磺酸和木质素依次加入反应器中，搅拌均匀；
S3：将2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和三元共聚物加入反应器中，室温搅拌30min；即得耐高硫酸盐反渗透阻垢剂。
本发明的有益效果：
本发明通过丁烯酸、磺酸盐、丁烯酸内酯自由基聚合制备了一种新型的针对高硫酸盐进水水质系统的多元共聚物；同时本发明所用药剂具有无毒、无公害和完全可降解的特性，便于后续处理，属于环境友好型药剂；另外本药剂对碳酸钙和硫酸钙有很好的阻垢效果。
具体实施方式
下面结合实施例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
三元共聚物的制备
S1：在反应釜中加入40kg的烯丙基磺酸钠和120kg的去离子水，搅拌溶解；
S2：将2kg的烯丙基磺酸钠、20kg的丁烯酸、3kg的丁烯酸内酯溶解到35kg的去离子水中，加入高位槽1中；
S3：将3kg的过硫酸铵溶于10kg的去离子水中，加入高位槽2中；
S4：升温至70℃，向反应釜中缓慢滴加两个高位槽中的溶液，滴加时间为1.5h，滴加期间温度控制在90-95℃；
S5：滴加完成后保温2h，温度控制在90-95℃；
S6：保温结束后，降温至40℃后放料，得到丁烯酸-丁烯酸内酯-烯丙基磺酸钠三元共聚物。
实施例2
耐高硫酸盐反渗透阻垢剂的制备
S1：称取实施例1制备的三元共聚物35kg、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷15kg、苯丙氨酸35kg、4-羟乙基哌嗪乙磺酸15kg、木质素2kg、去离子水20kg；
S2：向反应器中加入去离子水；
S3：将苯丙氨酸、4-羟乙基哌嗪乙磺酸和木质素依次加入反应器中，搅拌均匀；
S4：将2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和三元共聚物加入反应器中，室温搅拌30min；即得耐高硫酸盐反渗透阻垢剂。
实施例3
耐高硫酸盐反渗透阻垢剂的制备
S1：称取实施例1制备的三元共聚物40kg、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷20kg、赖氨酸25kg、4-羟乙基哌嗪乙磺酸10kg、木质素3kg、去离子水10kg；
S2：向反应器中加入去离子水；
S3：将赖氨酸、4-羟乙基哌嗪乙磺酸和木质素依次加入反应器中，搅拌均匀；
S4：将2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和三元共聚物加入反应器中，室温搅拌30min；即得耐高硫酸盐反渗透阻垢剂。
实施例4
耐高硫酸盐反渗透阻垢剂的制备
S1：称取实施例1制备的三元共聚物25kg、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷25kg、天冬氨酸20kg、4-羟乙基哌嗪乙磺酸20kg、木质素1kg、去离子水30kg；
S2：向反应器中加入去离子水；
S3：将天冬氨酸、4-羟乙基哌嗪乙磺酸和木质素依次加入反应器中，搅拌均匀；
S4：将2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和三元共聚物加入反应器中，室温搅拌30min；即得耐高硫酸盐反渗透阻垢剂。
对比例1
反渗透阻垢剂的制备方法与实施例2的制备方法相同，其不同之处是，不添加实施例1制备的三元共聚物。
对比例2
反渗透阻垢剂的制备方法与实施例2的制备方法相同，其不同之处是，将实施例1制备的三元共聚物替换为等重量的丙烯酸-丙烯酸酯-烯丙基磺酸钠三元共聚物。
对比例3
反渗透阻垢剂的制备方法与实施例2的制备方法相同，其不同之处是，将实施例1制备的三元共聚物替换为等重量的丙烯酸-丁烯酸内酯-烯丙基磺酸钠三元共聚物。
对比例4
反渗透阻垢剂的制备方法与实施例2的制备方法相同，其不同之处是，将实施例1制备的三元共聚物替换为等重量的丙烯酸-马来酸酐-烯丙基磺酸钠三元共聚物。
对比例5
耐高硫酸盐反渗透阻垢剂的制备方法与实施例2的制备方法相同，其不同之处是，将实施例1制备的三元共聚物替换为等重量的聚环氧琥珀酸。
对比例6
反渗透阻垢剂的制备方法与实施例2的制备方法相同，其不同之处是，将实施例1制备的三元共聚物替换为等重量的丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸三元共聚物。
对比例7
反渗透阻垢剂的制备方法与实施例2的制备方法相同，其不同之处是，将实施例1制备的三元共聚物替换为：6.31kg的烯丙基磺酸钠，24.79kg的去离子水、0.46kg的丁烯酸内酯、3.01kg的丁烯酸和0.46kg过硫酸铵。
将本发明实施例2-4制备的耐高硫酸盐反渗透阻垢剂，与对比例1-6进行对比实验，硫酸钙阻垢试验依据Q/SY126-2014《油田水处理用缓蚀阻垢剂技术规范》；碳酸钙阻垢试验依据GB/T16632-2019《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》。
阻碳酸钙垢实验中，钙离子浓度为360mg/L，碳酸氢根离子浓度为300mg/L,药剂浓度为20mg/L；阻硫酸钙垢实验中，钙离子浓度为1000mg/L，硫酸根离子浓度为17000mg/L,药剂浓度为20mg/L，实验结果如表1所示。
表1实验结果数据
Figure BDA0003667963890000051
Figure BDA0003667963890000061
以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明；但对于本领域的普通技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
三元共聚物25-40份、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷15-25份、氨基酸20-35份、4-羟乙基哌嗪乙磺酸10-20份、木质素1-3份、去离子水10-30份；
所述三元共聚物通过丁烯酸、磺酸盐、丁烯酸内酯自由基聚合制备。
2.根据权利要求1所述的一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂，其特征在于，所述三元共聚物的制备方法为：
S1：在反应釜中加入40重量份的磺酸盐和120重量份的去离子水，搅拌溶解；
S2：将2重量份的磺酸盐、20重量份的丁烯酸、3重量份的丁烯酸内酯溶解到35重量份的去离子水中，加入高位槽1中；
S3：将3重量份的过硫酸铵溶于10重量份的去离子水中，加入高位槽2中；
S4：升温至70℃，向反应釜中缓慢滴加两个高位槽中的溶液，滴加时间为1.5h，滴加期间温度控制在90-95℃；
S5：滴加完成后保温2h，温度控制在90-95℃；
S6：保温结束后，降温至40℃后放料，得到三元共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂，其特征在于，所述氨基酸为苯丙氨酸、赖氨酸、天冬氨酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种耐高硫酸盐反渗透阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向反应器中加入去离子水；
S2：将氨基酸、4-羟乙基哌嗪乙磺酸和木质素依次加入反应器中，搅拌均匀；
S3：将2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和三元共聚物加入反应器中，室温搅拌30min；即得耐高硫酸盐反渗透阻垢剂。
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