CN102674570A - 一种复合低磷缓蚀阻垢剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合低磷缓蚀阻垢剂及其应用,复合低磷缓蚀阻垢剂由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)20-40份,葡萄糖酸钠20-40份,水20-60份组成;缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)10-25份,丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)10-25份,2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)5-10份,锌盐10-25份,荧光示踪剂1-2份,水13-64份组成。本发明的技术方案是缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B按重量比1∶2复合使用在冷却水,具有优异的缓蚀、阻垢效果,且因产品含磷量低,减少了磷的排放,具有较好的环保性。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合低磷缓蚀阻垢剂及其应用。
背景技术
磷系配方从20世纪70年代中期开始应用到现在已30多年。因为磷系水处理剂低价及具有好的缓蚀与阻垢性能,目前在水处理中仍占绝对主导的地位。一方面,它为解决工业循环水系统的腐蚀与结垢问题作出了巨大的积极贡献,可以想象,没有聚合磷和有机膦存在,就没有工业循环水系统和生产装置安全长周期运行,磷系水处理剂给社会带来了巨大的财富。另一方面,由于循环水中含磷量一般在8-15mg/L,给工业废水带来大量的含磷化合物,造成对环境的污染,尽管磷无毒,但作为营养源,它使水体富营养化,促使微生物特别是藻类过度繁殖,造成湖水水华、海水赤潮等危害,破坏生态平衡。目前我国每年用于缓蚀阻垢剂生产的磷近100kt,正是基于磷系水处理剂对环境影响的考虑,我国已对磷的排放作出了严格的控制(废水排放一级标准P<0.5mg/L,二级标准P<1.0mg/L)。因此,有机膦系水处理剂的生产和应用将受到限制,水处理药剂配方将逐步向低磷及无磷化发展。
低磷缓蚀阻垢剂配方一般由无磷及低磷的缓蚀阻垢剂单体复配而成,自20世纪90年代以来,国内外均开发了具有生物降解性能的无磷绿色阻垢缓蚀剂聚天冬氨酸(PASP)和聚环氧琥珀酸(PESA),它们主要用做阻垢剂,同时具备一定的缓蚀性能,与有机膦缓蚀阻垢剂复配使用具有很好的协同效果,同时可大幅降低复合缓蚀阻垢剂的含磷量。CN101781028A公开了一种高效低磷缓蚀阻垢分散剂,其组成为:葡萄糖酸钠2-12%、钼或钨酸盐1-5%、噻唑1-2%、无水氯化锌3-6%、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)8-18%、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)5-15%、二甲基甲酰胺3-6%和示踪剂3-6%,其余为去离子水。《工业水处理》2010.30(3):54-55,介绍了一种由有机膦酸盐、磷酰基羧酸、缓蚀增效剂、高效分散剂组成的一种低磷型缓蚀阻垢剂ZH-350-YX,在长江水浓缩6倍的碱性pH条件下,具有优良的缓蚀阻垢性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合低磷缓蚀阻垢剂及其应用,该复合低磷缓蚀阻垢剂具有优异的缓蚀阻垢性能,对环境友好。
为了实现上述目的,本发明技术方案是一种复合低磷缓蚀阻垢剂,其特征在于:由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B按重量比1∶2复合而成,缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成;缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,其中:
缓蚀阻垢剂A各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 20-40份
葡萄糖酸钠 20-40份
水 20-60份
缓蚀阻垢剂B各组分重量比为:
本发明所述的锌盐为硫酸锌或氯化锌中的一种。
本发明所述的荧光示踪剂为市售的荧光示踪剂。
在循环冷却水系统中使用铜材设备时,本发明所述的缓蚀阻垢剂B中还可含有杂环化合物作为铜缓蚀剂,所述的铜材缓蚀剂优选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑或巯基苯骈噻唑,铜材缓蚀剂的有效浓度为0.5-1.5mg/L。
本发明所述的丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物为市售水处理剂,满足HG/T 3642-1999要求。
一种复合低磷缓蚀阻垢剂的应用,其特征在于,缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B按重量比1∶2复合应用于循环冷却水中,每升循环冷却水中加入30-50毫克缓蚀阻垢剂A与60-100毫克缓蚀阻垢剂B。
本发明所述的复合低磷缓蚀阻垢剂,因其中PBTCA磷含量低且用量较少,可使循环水中总磷(以PO4 3-计)含量小于2mg/L。
本发明以聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠、水解聚马来酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸为主剂复配而成的复合低磷缓蚀阻垢剂具有如下特点:
(1)磷含量低,减少了磷的排放,减轻了对环境的污染,具有较好的环保性。
(2)对钙和碱容忍度高,耐高浓度的Cl-和SO4 2-的腐蚀,适应的pH范围广,为循环水在高浓缩倍数条件下运行、减少污水排放提供了技术条件。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的实质,下面结合实施例进一步阐述对本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 20份
葡萄糖酸钠 40份
水 40份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入30毫克缓蚀阻垢剂A与60毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例2
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 25份
葡萄糖酸钠 20份
水 55份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入35毫克缓蚀阻垢剂A与70毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例3
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 30份
葡萄糖酸钠 20份
水 50份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入40毫克缓蚀阻垢剂A与80毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例4
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 35%
葡萄糖酸钠 20%
水 45%
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为氯化锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入45毫克缓蚀阻垢剂A与90毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例5
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 40份
葡萄糖酸钠 40份
水 20份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为氯化锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入50毫克缓蚀阻垢剂A与100毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例6
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 20份
葡萄糖酸钠 25份
水 55份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为氯化锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入30毫克缓蚀阻垢剂A与60毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例7
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 20份
葡萄糖酸钠 35份
水 45份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入35毫克缓蚀阻垢剂A与70毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例8
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 35份
葡萄糖酸钠 35份
水 30份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入40毫克缓蚀阻垢剂A与80毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例9
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 35份
葡萄糖酸钠 40份
水 25份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入45毫克缓蚀阻垢剂A与90毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例10
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 30份
葡萄糖酸钠 25份
水 45份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为氯化锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入50毫克缓蚀阻垢剂A与100毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例11
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 30份
葡萄糖酸钠 30份
水 40份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为氯化锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入30毫克缓蚀阻垢剂A与60毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例12
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 25份
葡萄糖酸钠 30份
水 45份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为氯化锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入35毫克缓蚀阻垢剂A与70毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例13
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 25份
葡萄糖酸钠 25份
水 50份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入40毫克缓蚀阻垢剂A与80毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例14
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 40份
葡萄糖酸钠 30份
水 30份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入45毫克缓蚀阻垢剂A与90毫克缓蚀阻垢剂B。
实施例15
一种复合低磷缓蚀阻垢剂配方,它由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B组成,其中:
缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成,各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA) 40份
葡萄糖酸钠 25份
水 35份
缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,各组分重量比为:
所述的锌盐为硫酸锌。
上述复合低磷缓蚀阻垢剂配方应用于循环冷却水中,每1升循环冷却水中加入50毫克缓蚀阻垢剂A与100毫克缓蚀阻垢剂B。
1.试验部分
1.1试验水质:巴陵石化公司循环冷却水之补水,水质分析见表1。
表1 补水水质数据
1.2静态试验结果
根据巴陵石化公司补充水的水质特点,选用实施例11(即缓蚀阻垢剂A:502-A、缓蚀阻垢剂B:502-B)。为了验证配方的可行性,进一步做了一系列的验证试验。
1.2.1阻垢性能试验——碳酸钙沉积法(GB/T16632-1996)
试验结果如表2:
表2静态沉积法试验结果
1.2.2缓蚀性能试验——旋转挂片法(GB/T18175-2000)
试验结果如表3:
表3旋转挂片试验结果
1.2.3试验数据分析
从以上试验数据可以看出,复合低磷缓蚀阻垢剂配方502-A、502-B具有很好的缓蚀和阻垢效果,性能指标均达到GB/T50050-1995标准,药剂量初步定为502-A为50mg/L、502-B为100mg/L。
1.3动态性能模拟验证试验
为进一步验证试验药剂是否符合现场运行要求,使试验效果更接近现场曝气、热交换等情况,设计了下面的性能验证试验,即模拟现场条件的小型动态试验。在实验室给定条件下,用常压下饱和水蒸汽加热换热器,模拟现场的流速、水质、金属材质、换热强度和冷却水进出口水温等主要参数,连续试验15天,将循环水浓缩倍率维持在4-6之间,检查试管腐蚀与结垢情况。
本试验采用QYDM型智能动态试验装置,该装置由计算机系统管理,根据实验参数,电脑自动计算出瞬时污垢热阻和平均年污垢热阻值,操作人员按要求化验水质并调控药剂浓度。
1.3.1试验数据
表4动态模拟试验结果
1.3.2试验结果讨论
由动态模拟试验结果可知,复合低磷缓蚀阻垢剂配方在502-A为50mg/L、502-B为100mg/L时具有优异的缓蚀和阻垢性能,其实验结果优于GB/T50050-1995指标要求,可满足循环冷却水系统的运行需要,并且实验数据趋势也与前面静态试验数据相符。
1.4杀菌灭藻剂对药剂缓蚀性能的影响试验(旋转挂片法)
循环水日常采用的杀菌灭藻剂种类较多,这里选择季铵盐1227、异噻唑啉酮、二氧化氯(现场发生)等几种比较典型的杀菌灭藻剂做对比试验。试验条件:试验用水:巴陵石化公司工业补充水;试验温度:50±1℃;试验时间:72小时;加药浓度:502-A 50mg/L、502-B 100mg/L、杀菌剂100mg/L;试片材质:碳钢。试验结果如表5
表5缓蚀性能试验数据
从上表中数据结果可以看出,杀菌剂灭藻剂对复合低磷缓蚀阻垢剂的缓蚀性能并没有产生较大的影响,说明常用的杀菌灭藻剂能与复合低磷缓蚀阻垢剂配合使用。
Claims (3)
1.一种复合低磷缓蚀阻垢剂,其特征在于:由缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B按重量比1∶2复合而成,缓蚀阻垢剂A由聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠、水混合而成;缓蚀阻垢剂B由水解聚马来酸酐(HPMA)、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(AA/AMPS)、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、锌盐、荧光示踪剂、水混合而成,其中:
缓蚀阻垢剂A各组分重量比为:
聚环氧琥珀酸(PESA)20-40份
葡萄糖酸钠 20-40份
水 20-60份
缓蚀阻垢剂B各组分重量比为:
2.根据权利要求1所述的复合低磷缓蚀阻垢剂,其特征在于:锌盐为硫酸锌或氯化锌中的一种。
3.一种复合低磷缓蚀阻垢剂的应用,其特征在于:缓蚀阻垢剂A与缓蚀阻垢剂B按重量比1∶2复合应用于循环冷却水中,每升循环冷却水中加入30-50毫克缓蚀阻垢剂A与60-100毫克缓蚀阻垢剂B。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120919 |