專利名稱：一種復(fù)合緩蝕阻垢劑及其在水處理中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合阻垢緩蝕劑及其應(yīng)用，具體地說涉及一種復(fù)合緩蝕阻垢劑及其在循環(huán)冷卻水處理中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
緩蝕、阻垢和微生物控制是循環(huán)水處理所要解決的三大問題，微生物控制通過投加殺菌劑來實(shí)現(xiàn)，緩蝕和阻垢則由復(fù)合阻垢緩蝕劑配方來解決。不同的水質(zhì)，復(fù)合阻垢緩蝕劑所要解決的問題不同，對低硬、低堿水質(zhì)，采用自然PH值運(yùn)行工藝，水處理配方重點(diǎn)解決緩蝕問題，一般采用磷酸鹽+有機(jī)膦+磺酸鹽共聚物+鋅鹽配方。對高硬、高堿水質(zhì)，則根據(jù)水處理工藝的不同而不同，一種是調(diào)PH工藝，調(diào)pH工藝運(yùn)行的基本思路是用加入H2SO4 的方法來控制循環(huán)水的PH值，降低循環(huán)水中的堿度，進(jìn)而防止系統(tǒng)結(jié)垢；同時(shí)增加配方中的緩蝕劑和分散劑的用量，重點(diǎn)解決系統(tǒng)的腐蝕問題，一般采用有機(jī)膦+磺酸鹽共聚物+鋅鹽配方。此兩種配方關(guān)鍵是穩(wěn)定循環(huán)水中的磷酸鹽和鋅鹽；不調(diào)PH值工藝，主要解決阻垢問題，一般采用有機(jī)膦加共聚物和視具體情況而加入鋅鹽的配方。對中等硬度、堿度的水質(zhì)，通常采用pH值自然運(yùn)行配方，系統(tǒng)pH值可達(dá)9. 0，一般采用有機(jī)膦加含羧酸基聚合物的配方，配方側(cè)重阻垢，要求在一定的濃縮倍數(shù)下運(yùn)行，具有阻垢效果好、腐蝕速率低的優(yōu)點(diǎn)。但是，如果要提高濃縮倍數(shù)，節(jié)約新鮮水用量，就難以達(dá)到目的。上述幾種配方，可以針對不同的水質(zhì)解決不同的問題，但是都存在總磷濃度偏高的問題，隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格，磷排放也日益受到限制，低磷或無磷配方越來越受到重視。葡萄糖酸鈉是一種多羥基羧酸型緩蝕劑，分子式中不含磷，可以作為循環(huán)水的水質(zhì)穩(wěn)定齊U。葡萄糖酸鈉作為作為一種天然有機(jī)水處理劑得到應(yīng)用，使用該產(chǎn)品不會對人類和環(huán)境造成任何直接或間接的危害，但是該產(chǎn)品單獨(dú)使用需要的劑量高，為微生物的營養(yǎng)源。袁萬鐘等(硼砂-葡萄糖酸鈉緩蝕劑在中性介質(zhì)中對碳鋼的協(xié)同緩蝕作用，化工腐蝕與防護(hù)，1992,3:31 33)以葡萄糖酸鈉和四硼酸鈉復(fù)配作為碳鋼緩蝕劑，只使用這兩種緩蝕劑，使用濃度達(dá)到1000mg/L，濃度較高，而且配方不具有阻垢性能，使用于循環(huán)冷卻水處理有缺陷。陳穎敏等(聚環(huán)氧琥珀酸及其復(fù)配物阻垢緩蝕性能的研究，工業(yè)水處理，2009，7 21 24)針對火電廠循環(huán)冷卻水水質(zhì)研究了聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)與葡萄糖酸鈉和其它藥劑的復(fù)配作用，結(jié)果表明針對凝汽器銅材質(zhì)(HSn-70A)，10mg/LPESA+0. 5mg/L苯并三氮唑 (BTA) +2mg/LZn2++10mg/L葡萄糖酸鈉，銅的腐蝕率僅為0. 0005mm/ao該研究針對銅材質(zhì)，且為高硬高堿水質(zhì)不調(diào)PH運(yùn)行，僅考慮腐蝕情況。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽之間具有緩蝕增效作用，兩兩組合可以降低單一藥劑的使用量，與有機(jī)膦酸及含羧酸基共聚物阻垢分散劑組成復(fù)合配方具有有效地抑制磷酸鈣垢、鋅垢和分散碳酸鈣垢的性能。應(yīng)用于循環(huán)水處理時(shí)，可降低有機(jī)膦酸的加入量。本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合緩蝕阻垢劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于將本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水處理。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了適用于循環(huán)冷卻水處理的復(fù)合阻垢緩蝕劑，其中包括a)選自硼酸鹽、葡萄糖酸鹽和硅酸鹽中的兩種不同類的鹽；b)至少一種有機(jī)膦酸；c) 至少一種阻垢分散劑，所述阻垢分散劑為含羧酸基聚合物?？紤]價(jià)格因素，在效果相近的情況下，本發(fā)明一般優(yōu)選鈉鹽緩蝕阻垢劑。本發(fā)明所述硼酸鹽選自硼酸鈉和硼酸鉀，優(yōu)選自硼酸鈉，更優(yōu)選自十水合四硼酸鈉、四水合八硼酸鈉和五水合四硼酸鈉。所述葡萄糖酸鹽選自葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸鉀和葡萄糖酸鋅。所述硅酸鹽選自硅酸鈉、偏硅酸鈉、偏硅酸鉀和硅酸鉀，優(yōu)選自偏硅酸鈉。本發(fā)明的有機(jī)膦酸選自羥基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、羥基膦酸基乙酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、對二膦磺酸、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺酸二甲叉膦酸和氨基乙磺酸二甲叉膦酸、聚醚基多氨基亞甲基膦酸。本發(fā)明所述含羧酸基聚合物為均聚物、二元共聚物或三元共聚物，優(yōu)選為至少一種選自聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、聚丙烯酸、聚馬來酸酐、丙烯酸(AA)/丙烯酸羥丙酯 (HPA)共聚物(簡稱T225)、丙烯酸/丙烯酸羥丙酯/丙烯酸甲酯共聚物、馬來酸(酐)/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸酯/苯乙烯磺酸共聚物、馬來酸(酐)/ 烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸/烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸/乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸(AMPS)共聚物、丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸酯/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/馬來酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙膦酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物。其中所述的丙烯酸酯優(yōu)選自丙烯酸 C1-8酯，更優(yōu)選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥丙酯。復(fù)合緩蝕阻垢劑相對于待處理水溶液總量，各組分的有效濃度為硼酸鹽(以四硼酸根計(jì))為10_40mg/L，葡萄糖酸鹽濃度為10-60mg/L，硅酸鹽(以二氧化硅計(jì))濃度為 10-60mg/L，有機(jī)膦酸濃度為2-%ig/L，含羧酸基聚合物濃度為2_20mg/L。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中使用銅材設(shè)備時(shí)，復(fù)合緩蝕阻垢劑還可含有雜環(huán)化合物作為銅材緩蝕劑，所述的銅材緩蝕劑優(yōu)選為巰基苯并噻唑或苯并三氮唑，銅材緩蝕劑的有效濃度為 0. 5-1. 5mg/L。在將復(fù)合阻垢緩蝕劑用于循環(huán)冷卻水時(shí)，還可含有鋅鹽作為緩蝕劑，所述鋅鹽優(yōu)選為硫酸鋅或氯化鋅。相對于待處理水溶液總量，鋅鹽的有效濃度(以Si2+計(jì))為 0. 5-3. 0mg/Lo可用常規(guī)方法制備復(fù)合阻垢緩蝕劑，各組分的加料次序并不重要，例如可以將含羧酸基聚合物、硼酸鹽、葡萄糖酸鹽、硅酸鹽、鋅鹽、有機(jī)膦酸和銅材緩蝕劑(如果有的話) 以及水按預(yù)定的比例混合，即可制得所需的復(fù)合阻垢緩蝕劑。本發(fā)明的復(fù)合緩蝕阻垢劑綜合性能好，其具有優(yōu)良的阻CaCO3垢性能，還有很好的穩(wěn)定水中Si2+的能力和緩蝕性能，適用于循環(huán)冷卻水處理。此外，本發(fā)明復(fù)合阻垢緩蝕劑中有機(jī)膦酸的用量少，可減少磷排放對環(huán)境的危害。本發(fā)明的復(fù)合緩蝕阻垢劑可應(yīng)用于循環(huán)冷卻水處理，特別適合于鈣硬度與總堿度之和為300mg/L以上的高硬度、高堿度水質(zhì)采用加酸調(diào)pH值工藝的情況。對于鈣硬度與總堿度之和為100mg/L以下的低硬度、低堿度水質(zhì)，其要解決的主要問題也是緩蝕問題，同樣，本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑也適用于該循環(huán)冷卻水的處理。
具體實(shí)施例方式下面的實(shí)施例將有助于說明本發(fā)明，但不局限其范圍。下述實(shí)施例1-10及對比例1-4所用試驗(yàn)原水水質(zhì)見表1。表1試驗(yàn)原水水質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合緩蝕阻垢劑，其中包含a)選自水溶性硼酸鹽、水溶性葡萄糖酸鹽和水溶性硅酸鹽中的兩種不同類的鹽；b)至少一種有機(jī)膦酸；c)至少一種阻垢分散劑，所述阻垢分散劑為含羧酸基聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述硼酸鹽選自硼酸鈉和硼酸鉀，優(yōu)選自硼酸鈉，更優(yōu)選自十水合四硼酸鈉、四水合八硼酸鈉和五水合四硼酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于葡萄糖酸鹽選自葡萄糖酸鈉、 葡萄糖酸鉀和葡萄糖酸鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于硅酸鹽選自正硅酸鈉、偏硅酸鈉、偏硅酸鉀和正硅酸鉀，優(yōu)選自偏硅酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述有機(jī)膦酸選自羥基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、2-膦酸基-1，2，4_三羧酸丁烷、羥基膦酸基乙酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、對二膦磺酸、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺酸二甲叉膦酸和氨基乙磺酸二甲叉膦酸和聚醚基多氨基亞甲基膦酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合阻垢分散劑，其特征在于含羧酸基聚合物選自均聚物、 二元共聚物和三元共聚物，優(yōu)選自聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、聚丙烯酸、聚馬來酸酐、丙烯酸/丙烯酸羥丙酯共聚物、丙烯酸/丙烯酸羥丙酯/丙烯酸甲酯共聚物、馬來酸(酐)/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸酯/苯乙烯磺酸共聚物、馬來酸(酐)/ 烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸/烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸/乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸酯/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/馬來酸/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙膦酸 /2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物。其中所述的丙烯酸酯優(yōu)選自丙烯酸CV8酯， 更優(yōu)選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥丙酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于相對于待處理水溶液總量各組分的有效濃度為硼酸鹽(以四硼酸根計(jì))為10_40mg/L，葡萄糖酸鹽濃度為 10-60mg/L，硅酸鹽(以二氧化硅計(jì))濃度為10-60mg/L，有機(jī)膦酸濃度為2-%ig/L，含羧酸基聚合物濃度為2-20mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述阻垢緩蝕劑還含有雜環(huán)化合物作為銅材緩蝕劑，優(yōu)選為巰基苯并噻唑或苯并三氮唑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的阻垢緩蝕劑還含有鋅鹽，所述鋅鹽優(yōu)選為硫酸鋅或氯化鋅。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于相對于待處理水溶液總量銅材緩蝕劑的有效濃度為0. 5-1. 5mg/L。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于相對于待處理水溶液總量鋅鹽的有效濃度以Si2+計(jì)為0. 5-3. Omg/L。
12.權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑的應(yīng)用，其特征在于權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的復(fù)合緩蝕阻垢劑適用于循環(huán)冷卻水處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合緩蝕阻垢劑及其應(yīng)用，其中復(fù)合緩蝕阻垢劑包括a)選自水溶性硼酸鹽、水溶性葡萄糖酸鹽和水溶性硅酸鹽中的兩種不同類的鹽；b)至少一種有機(jī)膦酸；c)至少一種阻垢分散劑，其中所述阻垢分散劑為含羧酸基聚合物。本發(fā)明的復(fù)合緩蝕阻垢劑綜合性能好，其具有優(yōu)良的阻CaCO3垢功能，還有良好的穩(wěn)定水中Zn2+的能力和緩蝕性能，適用于循環(huán)冷卻水處理，且有機(jī)膦酸的用量低，降低了磷排放對環(huán)境的危害。
文檔編號C02F5/14GK102452724SQ201010512448
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者張春原, 李博偉, 樓瓊慧, 秦會敏, 酈和生 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院