一種可用于制備供熱采暖系統(tǒng)清洗劑的化合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種供熱采暖系統(tǒng)的清洗劑，尤其涉及一種可用于制備供熱采暖系統(tǒng) 清洗劑的化合物，還涉及一種該化合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 集中采暖、供熱系統(tǒng)在使用數(shù)年后，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生大量的水垢和銹垢等污垢，影響 系統(tǒng)正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至無法達(dá)到規(guī)定的供熱溫度要求。導(dǎo)致系統(tǒng)維修次數(shù)上升，效率下 降和能源的浪費(fèi)。清除系統(tǒng)內(nèi)的污垢是唯一解決上述問題的有效辦法。
[0003] 通常，采用鍋爐清洗劑對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的污垢進(jìn)行清除。鍋爐清洗劑通俗叫法為鍋爐除 垢劑顧名思義指的是能清除鍋爐內(nèi)部水垢的一種化學(xué)藥劑，廣泛適用于電鍋爐除垢、燃油 鍋爐除垢、燃?xì)忮仩t除垢、燃煤鍋爐除垢、開水爐除垢、熱水鍋爐除垢，采暖鍋爐除垢、浴池 鍋爐除垢、蒸汽鍋爐除垢及板式換熱器除垢等。
[0004] 硬垢通常膠結(jié)于鍋爐或管道表面。首先，硬垢導(dǎo)熱性很差，會(huì)導(dǎo)致受熱面?zhèn)鳠崆闆r 惡化，從而浪費(fèi)燃料或電力。其次，硬垢如果膠結(jié)于鍋爐內(nèi)壁，還會(huì)由于熱脹冷縮和受力不 均，極大的增加鍋爐爆裂甚至爆炸的危險(xiǎn)性。再次，硬垢膠結(jié)時(shí)，也常常會(huì)附著大量重金屬 離子，如果該鍋爐用于盛裝飲用水，會(huì)有重金屬離子過多溶于飲用水的風(fēng)險(xiǎn)。另外，水垢影 響人體健康，容易造成腸胃消化和吸收功能紊亂及便秘，使胃炎及各類結(jié)石的發(fā)病率提高。 牙垢、牙周炎經(jīng)常由水垢引起；可致人死命。工業(yè)鍋爐如果管路堵塞，可導(dǎo)致爆管、汽化、爆 燃及爆炸等惡性事故。
[0005] 經(jīng)除垢后的鍋爐將無垢運(yùn)行，大大減少燃料消耗；減少了鍋爐清洗和維修成本； 避免因鍋爐結(jié)垢而產(chǎn)生的腐蝕、鼓包、變形、泄漏甚至爆炸等安全隱患；大大的延長鍋爐的 使用壽命；避免因鍋爐清洗或修理而停產(chǎn)造成的損失。
[0006] 目前，國內(nèi)外通常使用螯合劑對(duì)鍋爐及其管道中的鈣、鎂離子進(jìn)行螯合，常用的螯 合劑品種主要有氨基羧酸鹽類、有機(jī)膦酸鹽類、高分子聚羧酸眼淚及它們的復(fù)配產(chǎn)品：1) 氨基羧酸鹽類的螯合力強(qiáng)，但分散力較差，耐堿性尚好（不耐濃堿），不易生物降解；2)有機(jī) 膦酸鹽類的螯合容量大，金屬離子被螯合后不容易解離，耐化學(xué)穩(wěn)定性好，易生物降解，基 本無毒、無公害污染；3)高分子聚羧酸鹽類的螯合容量小，但阻垢性能好，還有吸附雜質(zhì)的 功能，具有良好的膠體特性和分散作用。
[0007] 因此，需要研制出一種既具有較強(qiáng)螯合力，又具有較好分散力、阻垢性能好、基本 無毒的針對(duì)供熱采暖系統(tǒng)如鍋爐及其管道、換熱器用的鈣離子螯合劑化合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種既具有較強(qiáng)螯合力，又具有較好分散力、阻垢 性能好、基本無毒的針對(duì)供熱采暖系統(tǒng)如鍋爐及其管道、換熱器用的鈣離子螯合劑化合物。
[0009] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案的具有式I結(jié)構(gòu)的化合物具有下述結(jié)構(gòu)式：
.0
[0011] 本發(fā)明所述式I化合物通過以下步驟合成：
[0013] 優(yōu)選的，化合物A與甲胺水溶液在90-95°C下反應(yīng)5-7小時(shí)得到化合物B。
[0014] 優(yōu)選的，化合物B與C在堿存在下得到化合物I。
[0015] 優(yōu)選的，所述的堿為K2CO3。
[0016] 本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，式I化合物能迅速有效地溶解并螯合鈣離子且保持較好的 溶解度，可作為鈣離子螯合劑使用。
[0017] 采用式I化合物制備的供熱采暖系統(tǒng)的清洗劑能有效徹底清除鍋爐及管道中附 著的各種銹斑、污垢及固化物，降低鍋爐及管道結(jié)垢速度，能顯著提高鍋爐及管道熱效率。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 實(shí)施例1 :
[0019] lOmmoia. 26g)化合物A加入20ml蒸餾水中，加熱至75°C攪拌30min，確認(rèn)原料完 全溶解后，加入IOml (25% )的甲胺水溶液，反應(yīng)溫度為90°C，反應(yīng)5小時(shí)后用適量活性炭 脫色，重結(jié)晶得到 B，ESI-MS，m/e = 126. 03 ([M+H]+)。
[0020] 8mmol(l· llg)化合物 B 和 9mmol(0. 63g)C 溶于 20mL DMF 中，攪拌，加入 2. 07g(15mm〇l)碳酸鉀，100攝氏度下繼續(xù)攪拌直到原料消耗完畢（約10小時(shí)）。反應(yīng)混合 物傾入IOOmL冰水中，攪拌，用濃鹽酸調(diào)節(jié)pH = 2,用50mL的二氯甲烷萃取，合并萃取相，鹽 水洗滌一次，無水硫酸鎂干燥，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸去溶劑得到殘余物，柱層析純化，得到I的 純品，白色固體，ESI-MS，m/e = 191.08([M-H])。
[0021] 其物理性質(zhì)：
[0022] 1H-匪R: δ H(DMSO) :1. 71(s，3H)，2. 47(s，3H)，5. 68(d，1H)，6. 99(d，1H)，8. 92(s， 1H) 〇
[0023] 元素分析：理論值：C: 50. 26, H:4. 74, N: 36. 63 ;
[0024] 實(shí)測(cè)值：C:50. 11，Η:4· 73，Ν:36· 69。
[0025] 實(shí)施例2 :
[0026] 靜態(tài)阻垢試驗(yàn)：
[0027] 按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16632_2008"水處理阻垢性能的測(cè)定碳酸鈣沉 積法"進(jìn)行了靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)，將實(shí)施例1制得的式I化合物配制成溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果 如表1所示：
[0029] 表1靜態(tài)阻垢試驗(yàn)結(jié)果
[0030] 實(shí)施例3 :
[0031] 小鼠毒性測(cè)試：
[0032] 應(yīng)用ICR小鼠（北京維通利華實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限公司提供）20只，體重在25-30 克，進(jìn)行急性毒性實(shí)驗(yàn)。小鼠隨機(jī)分為兩組，即對(duì)照組、給藥組，實(shí)驗(yàn)前禁食12小時(shí)，然后給 予如實(shí)施例1制備得到的式1化合物的0. lOmol/L水溶液灌胃，對(duì)半數(shù)致死量（LD5。）進(jìn)行 了試驗(yàn)測(cè)定，測(cè)到LD5(]>2g/kg，因此可認(rèn)為基本無毒。對(duì)給藥組進(jìn)行了最大耐受量試驗(yàn)。結(jié) 果：按投喂量120ml/kg灌胃、一日內(nèi)分四次給完，七日內(nèi)小鼠無一死亡，處死小鼠解剖觀察 各臟器未發(fā)現(xiàn)毒性反應(yīng)，給藥組與對(duì)照組小鼠無明顯差異。
[0033] 上述實(shí)施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的 普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡 是根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 具有式I結(jié)構(gòu)的化合物：2. 合成權(quán)利要求1所定義的式I結(jié)構(gòu)的化合物的方法，包括以下步驟：3. 如權(quán)利要求3所述的合成式I結(jié)構(gòu)的化合物的方法，其特征在于：化合物A與甲胺 水溶液在90-95°C下反應(yīng)5-7小時(shí)得到化合物B。4. 如權(quán)利要求2所述的合成式I結(jié)構(gòu)的化合物的方法，其特征在于：化合物B與C在 堿存在下得到化合物I。5. 如權(quán)利要求4所述的合成式I結(jié)構(gòu)的化合物的方法，其特征在于：所述的堿為K2C03。6. 如權(quán)利要求1所述的式I化合物在制備鈣離子螯合劑方面的用途。7. -種供熱采暖系統(tǒng)的清洗劑，其特征在于：含有權(quán)利要求1所述的式I化合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可用于制備供熱采暖系統(tǒng)清洗劑的式I化合物，并公開了其制備方法和用途。本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，式I化合物能迅速有效地溶解并螯合鈣離子且保持較好的溶解度。采用式I化合物制備的供熱采暖系統(tǒng)的清洗劑能有效徹底清除鍋爐及管道中附著的各種銹斑、污垢及固化物，降低鍋爐及管道結(jié)垢速度，能顯著提高鍋爐及管道熱效率。
【IPC分類】C11D7/32, C07D401/04
【公開號(hào)】CN105218518
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510583274
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】青島友誠高新技術(shù)有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日