CN101560023B

CN101560023B - 高效低磷缓蚀阻垢剂

Info

Publication number: CN101560023B
Application number: CN2009101420589A
Authority: CN
Inventors: 王心齐; 王�琦; 王福霖; 李桂英
Original assignee: Lanzhou Huaxing Science & Technology Development Co Ltd
Current assignee: Lanzhou Huaxing Science & Technology Development Co Ltd
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2029-05-26
Also published as: CN101560023A

Abstract

本发明涉及一种低磷复合阻垢缓蚀剂及其在高碱度、高硬度循环冷却水处理中应用。一种高效低磷缓蚀阻垢剂，其特征是按循环水加入量：羟基乙叉二膦酸0.2～1.2mg/L；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸0.125～1mg/L；磺酸共聚物：0.14～1.2mg/L；马来酸-丙烯酸共聚物0.625～5mg/L；聚丙烯酸0～1.6mg/L；铜缓剂0～0.4mg/L。本发明的低磷复合阻垢缓蚀剂可用于循环冷却水的处理，其在循环水中总磷含量小于等于0.5mg/L，且综合性能好，具有优良的阻CaCO₃垢功能、缓蚀性能，用量小，一般情况下加药量小于等于20mg/L，适用于循环冷却水处理，降低了磷排放对环境的危害。

Description

高效低磷缓蚀阻垢剂

技术领域

本发明涉及一种低磷复合阻垢缓蚀剂及其在高碱度、高硬度循环冷却水处理中应用。

背景技术

目前，在循环冷却水系统中，主要存在结垢、腐蚀和微生物危害三方面问题。防止系统结垢和腐蚀最方便且有效的方法是在循环冷却水中投加缓蚀阻垢剂。目前国内常用于循环冷却处理的配方多为膦系配方，其主剂为含有膦酸基(-PO₃H₂)直接与碳原子相连的缓蚀阻垢剂，常称之为有机膦酸。有机膦酸自六十年代后期被开发并应用于循环冷却水处理以来，使水处理技术和工艺有了长足的进展。与早期磷系配方中的无机聚磷酸盐相比，有机膦酸具有良好的化学稳定性、不易水解、可耐较高温度、药剂用量小，且兼具缓蚀和阻垢双功能。有机膦酸是一类阴极型缓蚀剂，同时又是一类非化学当量阻垢剂，具有明显的溶限效应。它们地许多金属离子Ca₂ ⁺、Mg₂ ⁺、Cu₂ ⁺、Zn₂ ⁺等都具有良好的螯合能力，甚至一些金属的无机盐类如CaCO₃、CaSO₄、MgSiO₃等也有较好的去活化作用。但含磷化合物对水体的污染及导致的富营养化问题使人们逐渐认识到控制含磷化合物排放的重要性，许多国家的环保部门已经出台了相应的法规来限制含磷化合物的排放，我国GB8979-1996《污水综合排放标准》一级排放要求一切排污企业磷(以P计)≤0.5mg/L，因此常用有机膦的应用受到限制。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种高效低磷缓蚀阻垢剂。以解决在黄河水系水质变化较大、在碱度、钙硬高达10mmol/L的情况下仍具有很好的阻垢效果，并达到GB8979-1996《污水综合排放标准》一级排放要求。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，其主要特点是按循环水加入量：羟基乙叉二膦酸(HEDP)0.2～1.2mg/L；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)0.125～1mg/L；磺酸共聚物0.14～1.2mg/L；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)0.625～5mg/L；聚丙烯酸(PAA)0～1.6mg/L；铜缓剂0～0.4mg/L。

所述的高效低磷缓蚀阻垢剂，所述的磺酸共聚物是丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)或/和丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物或/和羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物。

所述的高效低磷缓蚀阻垢剂，所述的铜缓剂是苯骈三氮唑(BTA)或甲苯骈三氮唑(TTA)。

所述的高效低磷缓蚀阻垢剂制备方法，其主要特点是步骤为：先将铜缓剂溶于马来酸-丙烯酸共聚物或聚丙烯酸中，可适当加热，促进其溶解，其它组分按比例加入反应釜中，搅拌后，再将溶有铜缓剂的马来酸-丙烯酸共聚物或聚丙烯酸缓慢倒入反应釜中，加入水，搅拌20～40分钟，至混合均匀。此过程在常温常压下进行。

2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸具有阻垢效率高、含磷量低的优点，与羟基乙叉二膦酸复合使用有明显的增效作用，在增强阻垢效果的同时也降低了药剂使用量，而磺酸共聚物有优异的阻垢分散作用且不含磷，适合高温、高pH值、高硬与高碱条件下使用，与马-丙共聚物配合使用，在浊度较高的、水质变化较大的黄河水系仍具有很好的效果。

本发明的有益效果是：本发明的低磷复合阻垢缓蚀剂可用于循环冷却水的处理，其在循环水中总磷含量小于等于0.5mg/L，且综合性能好，具有优良的阻CaCO₃垢功能、缓蚀性能，用量小，一般情况下加药量小于等于20mg/L，适用于循环冷却水处理，降低了磷排放对环境的危害。本发明特别适合于黄河水系水质变化较大的特点。在碱度、钙硬高达10mmol/L的情况下仍具有很好的阻垢效果，保证循环水系统安全运行。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，包括有羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.76％；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)2.5％；丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)3％；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)21.6％；苯骈三氮唑(BTA)1.2％；余量为水。

制备方法：在1吨的反应釜内配制

1先将12kgBTA溶于市售，固含量为48％的的马来酸-丙烯酸共聚物中450kg；

2反应釜中依次加入HEDP(市售，固含量为60％)96kg，PBTCA(市售，固含量为50％)50kg，AA/AMPS(市售，固含量为30％)100kg，开启搅拌；

3在有搅拌的情况下，缓慢将溶有BTA的马来酸-丙烯酸混合液加入反应釜中；

4加入292kg水，充分搅拌。

本产品固含量为32％，满足电力行业，循环水缓蚀阻垢剂固含量≥32％的要求，按7mg/L或14mg/L加入循环水中，结果如下：

加药量为7mg/L时，循环水中HEDP 0.40mg/L，PBTCA 0.175mg/L，磺酸共聚物0.21mg/L，马-丙共聚物1.51mg/L，BTA 0.084mg/L。

加药量为14mg/L时，循环水中HEDP 0.80mg/L，PBTCA 0.35mg/L，磺酸共聚物0.42mg/L，马-丙共聚物3.02mg/L，BTA 0.17mg/L。

循环冷却水中磷含量符合GB8979-1996《污水综合排放标准》一级排放要求。缓蚀阻垢效果符合《工业循环冷却水处理标准》GB50050-94的各项技术指标要求。

实施例2：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，包括有羟基乙叉二膦酸(HEDP)4.8％；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)5％；丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)6％；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)14.4％；苯骈三氮唑(BTA)2％；余量为水。

制备方法：在1吨的反应釜内配制

1先将20kgBTA溶于市售，固含量为48％的的马来酸-丙烯酸共聚物中300kg；

2反应釜中依次加入HEDP(市售，固含量为60％)80kg，PBTCA(市售，固含量为50％)100kg，AA/AMPS(市售，固含量为30％)200kg，开启搅拌；

4加入300kg水，充分搅拌。

本产品固含量为33.3％，，按17mg/L或20mg/L加入循环水中，结果如下：

加药量为17mg/L时，循环水中HEDP 0.82mg/L，PBTCA 0.85mg/L，磺酸共聚物1.02mg/L，马-丙共聚物2.45mg/L，BTA 0.34mg/L。

加药量为20mg/L时，循环水中HEDP 0.96mg/L，PBTCA 1.00mg/L，磺酸共聚物1.2mg/L，马-丙共聚物2.90mg/L，BTA 0.4mg/L。

实施例3：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，包括有羟基乙叉二膦酸(HEDP)4.32％；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)4.5％；丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)5.4％；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)12.96％；聚丙烯酸(PAA)6.5％；苯骈三氮唑(BTA)1％；余量为水。

制备方法：在1吨的反应釜内配制

1先将10kgBTA溶于市售，固含量为48％的的马来酸-丙烯酸共聚物中 300kg；

2反应釜中依次加入HEDP(市售，固含量为60％)72kg，PBTCA(市售，固含量为50％)90kg，AA/AMPS(市售，固含量为30％)180kg，PAA(市售，固含量50％)开启搅拌；

4加入248kg水，充分搅拌。

本产品固含量为33.3％，，按17mg/L或20mg/L加入循环水中。

该实施例应用于某电厂二期循环水动态实验，原水为黄河水，结果如下：

加药量为17mg/L时，循环水中HEDP 0.74mg/L，PBTCA 0.765mg/L，磺酸共聚物0.92mg/L，马-丙共聚物2.20mg/L，PAA 1.11mg/L，BTA 0.17mg/L。

加药量为20mg/L时，循环水中HEDP 0.86mg/L，PBTCA 0.90mg/L，磺酸共聚物1.08mg/L，马-丙共聚物2.59mg/L，BTA 0.34mg/L。

实施例4：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，包括有羟基乙叉二膦酸(HEDP)6％；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)5％；丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)6％；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)15.36％；苯骈三氮唑(BTA)1％；余量为水。

制备方法：在1吨的反应釜内配制

1先将10kgBTA溶于市售，固含量为48％的的马来酸-丙烯酸共聚物中320kg；

2反应釜中依次加入HEDP(市售，固含量为60％)100kg，PBTCA(市售，固含量为50％)100kg，AA/AMPS(市售，固含量为30％)200kg，开启搅拌；

4加入270kg水，充分搅拌。

本产品固含量为33.3％，，按12mg/L或17mg/L加入循环水中。

该实施例应用于某电厂辅机冷却水动态实验，原水为黄河水，结果如下：

加药量为12mg/L时，循环水中HEDP 0.72mg/L，PBTCA 0.60mg/L，磺酸共聚物0.72mg/L，马-丙共聚物1.84mg/L，BTA 0.12mg/L。

加药量为17mg/L时，循环水中HEDP 1.02mg/L，PBTCA 0.85mg/L，磺酸共聚物1.02mg/L，马-丙共聚物2.61mg/L，BTA 0.17mg/L。

实施例5：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，包括有羟基乙叉二膦酸(HEDP) 4.2％；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)2.5％；丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)2.8％和丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物2.8％；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)12.5％；聚丙烯酸(PAA)8％；余量为水。

实施例6：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，包括有羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.76％；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)2.5％；丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物2.8％；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)25％；聚丙烯酸(PAA)2％；甲苯骈三氮唑(TTA)1.2％；余量为水。

实施例7：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，包括有羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.76％；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)2.5％；丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)2.8％和羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物2.8％；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)22.5％；聚丙烯酸(PAA)4％；甲苯骈三氮唑(TTA)2％；余量为水。

实施例8：一种高效低磷缓蚀阻垢剂，包括有羟基乙叉二膦酸(HEDP)5.76％；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)2.5％；羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物5％；马来酸-丙烯酸共聚物(MA/AA)22.5％；甲苯骈三氮唑(TTA)1％；余量为水。

配制方法如同实例1～4，配制成一定固含量的产品，进行动态模拟实验，根据实验结果，按5～20mg/L加入循环水中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高效低磷缓蚀阻垢剂，其特征是按循环水加入量：羟基乙叉二膦酸0.2～1.2mg/L；2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸0.125～1mg/L；磺酸共聚物0.14～1.2mg/L；马来酸-丙烯酸共聚物0.625～5mg/L；聚丙烯酸0～1.6mg/L；铜缓剂0～0.4mg/L。

2.如权利要求1所述的高效低磷缓蚀阻垢剂，其特征是所述的磺酸共聚物是丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物或/和丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物或/和羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物。

3.如权利要求1所述的高效低磷缓蚀阻垢剂，其特征是所述的铜缓剂是苯骈三氮唑或甲苯骈三氮唑。