專(zhuān)利名稱(chēng)：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(wèn)題，微生物控制通過(guò)投加殺菌劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，緩蝕和阻垢則由復(fù)合阻垢緩蝕劑配方來(lái)解決。不同的水質(zhì)，復(fù)合阻垢緩蝕劑所要解決的問(wèn)題不同，對(duì)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(wèn)題，一般采用磷酸鹽+有機(jī)膦酸+磺酸鹽共聚物+鋅鹽配方。對(duì)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AH2SO4的方法來(lái)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(wèn)題，一般采用有機(jī)膦酸加磺酸鹽共聚物+鋅鹽配方。此配方關(guān)鍵是穩(wěn)定循環(huán)水中的磷酸和鋅鹽；不調(diào)PH值工藝，主要解決阻垢問(wèn)題，一般采用有機(jī)膦酸加共聚物配方。對(duì)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)膦酸鹽加含羧酸基聚合物和視具體情況而加入鋅鹽的配方，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(duì)不同的水質(zhì)解決不同的問(wèn)題，但是都存在總磷濃度偏高的問(wèn)題，隨著國(guó)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(wú)磷配方越來(lái)越受到重視。鑰酸鹽、鎢酸鹽等環(huán)境友好型緩蝕劑開(kāi)發(fā)利用也受到了廣泛的關(guān)注。袁萬(wàn)鐘等(《硼砂-葡萄糖酸鈉緩蝕劑在中性介質(zhì)中對(duì)碳鋼的協(xié)同緩蝕作用》，化工腐蝕與防護(hù)，1992. 3)中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。CN1038312A公開(kāi)了一種高效鑰酸鹽復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特點(diǎn)在于該復(fù)合阻垢緩蝕劑由鑰酸鈉、葡萄糖酸鈉、磷酸鈉、乙二胺四甲叉膦酸、硝酸鋅、琥珀酸鈉組成。其缺點(diǎn)在于該配方用于強(qiáng)腐蝕性水質(zhì)時(shí)，磷酸鈉用量為15-30mg/L，乙二胺四甲叉膦酸用量為12-18mg/L，配方中磷含量較高易對(duì)環(huán)境造成污染。CN1919752A公開(kāi)了一種環(huán)保型復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于該環(huán)保型復(fù)合緩蝕阻垢劑中的緩蝕組分由鑰酸鹽、鎢酸鹽、硼酸鹽、有機(jī)取代羧酸或有機(jī)雜環(huán)類(lèi)化合物中的一種或一種以上物質(zhì)組成，阻垢組分由天然高分子化合物、環(huán)氧琥珀酸類(lèi)物質(zhì)或丙烯酸三元共聚物中的一種或一種以上物質(zhì)組成。其缺點(diǎn)在于緩蝕阻垢劑的投加濃度為300-500mg/L，投加濃度太高。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)鑰酸鹽和/或鎢酸鹽與硼酸鹽、葡萄糖酸鹽、硅酸鹽之中的兩種組合在一起具有緩蝕增效作用，可以大大降低單一藥劑的使用量，與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)水處理可解決其腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題；有機(jī)膦酸的少量加入能夠提高配方的緩蝕阻垢性能，降低其它藥劑的使用量。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)選自水溶性鑰酸鹽和/或水溶性鎢酸鹽；b)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(lèi)鹽；c)至少一種有機(jī)膦酸；d)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)明中的復(fù)合緩蝕阻垢劑中，鑰酸鹽選自無(wú)水鑰酸鈉、二水合鑰酸鈉和五水合鑰酸鉀。鎢酸鹽選自無(wú)水鎢酸鈉、二水合鎢酸鈉和無(wú)水鎢酸鉀。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、五水合四硼酸鈉和四水合八硼酸鈉。葡萄糖酸鹽選自葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸鉀和葡萄糖酸鋅。硅酸鹽選自正硅酸鈉、偏硅酸鈉、正硅酸鉀和偏硅酸鉀，優(yōu)選自偏娃酸鈉，更優(yōu)選選自五水合偏娃酸鈉、九水合偏娃酸鈉、無(wú)水偏娃酸鈉。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(duì)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、氨基乙磺酸二甲叉膦酸和聚醚基多氨基亞甲基膦酸。復(fù)合緩蝕阻垢劑中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、水解聚馬來(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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CV8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(duì)于待處理水溶液總量，各組分的有效濃度為鑰酸鹽為10-25mg/L,鶴酸鹽為10-25mg/L,硼酸鹽(以四硼酸根計(jì))為10_30mg/L,葡萄糖酸鹽濃度為10-40mg/L,娃酸鹽(以二氧化娃計(jì))濃度為10-30mg/L,有機(jī)膦酸濃度為2_4mg/L,含羧酸基聚合物濃度為5-20mg/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)選自巰基苯并噻唑、苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑，銅材緩蝕劑的有效濃度為0. 5-1. 5mg/L。將本發(fā)明的復(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，所述鋅鹽選自硫酸鋅或氯化鋅。相對(duì)于待處理水溶液總量，鋅鹽的有效濃度(以Zn2+計(jì))為0. 5-3. Omg/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、鑰酸鹽、鎢酸鹽、硼酸鹽、葡萄糖酸鹽、硅酸鹽、有機(jī)膦酸、鋅鹽(如果有的話)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Zn2+的能力和緩蝕性能，適用于循環(huán)冷卻水處理。本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑可應(yīng)用于循環(huán)冷卻水處理，特別適合應(yīng)用于總堿度之和為小于100mg/L的低硬度、低堿度水質(zhì)及鈣硬度與總堿度之和為300mg/L以上的高硬度、高堿度水質(zhì)的加酸調(diào)PH值循環(huán)冷卻水的處理。對(duì)于鈣硬度與總堿度之和為100-300mg/L的中等硬度、中等堿度水質(zhì)的不調(diào)PH值循環(huán)冷卻水的處理同樣適用。
具體實(shí)施方式
下面的實(shí)施例將有助于說(shuō)明本發(fā)明，但不局限其范圍。下述實(shí)施例及對(duì)比例所用試驗(yàn)原水水質(zhì)見(jiàn)表I。表I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)選自水溶性鑰酸鹽和/或水溶性鎢酸鹽；b)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(lèi)的鹽；c)至少一種有機(jī)膦酸；d)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I所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于鑰酸鹽選自無(wú)水鑰酸鈉、二水合鑰酸鈉和五水鑰酸鉀；鎢酸鹽選自無(wú)水鎢酸鈉、二水合鎢酸鈉和無(wú)水鎢酸鉀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于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、五水合四硼酸鈉和四水合八硼酸鈉；葡萄糖酸鹽選自葡萄糖酸鈉、葡萄糖酸鉀和葡萄糖酸鋅；硅酸鹽選自正硅酸鈉、偏硅酸鈉、正硅酸鉀和偏硅酸鉀，優(yōu)選自偏硅酸鈉，更優(yōu)選選自五水合偏硅酸鈉、九水合偏硅酸鈉、無(wú)水偏硅酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的緩蝕阻垢劑，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(duì)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、氨基乙磺酸二甲叉膦酸和聚醚基多氨基亞甲基膦酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于含羧酸基無(wú)磷聚合物為均聚物、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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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Ci_8酯，更優(yōu)選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羥丙酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于相對(duì)于待處理水溶液總量各組分的有效濃度為鑰酸鹽為10-25mg/L，鎢酸鹽為10-25mg/L，硼酸鹽(以四硼酸根計(jì))為10-30mg/L，葡萄糖酸鹽濃度為10-40mg/L，硅酸鹽(以二氧化硅計(jì))濃度為10_30mg/L，有機(jī)膦酸濃度為2-4mg/L，含羧酸基聚合物濃度為5-20mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的緩蝕阻垢劑，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；銅材緩蝕劑優(yōu)選自巰基苯并噻唑、苯并三氮唑和甲基苯并三氮唑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的阻垢緩蝕劑，其特征在于所述的阻垢緩蝕劑還含有鋅鹽；所述鋅鹽優(yōu)選自硫酸鋅或氯化鋅。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于相對(duì)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 ;相對(duì)于待處理水溶液總量鋅鹽的有效濃度以Zn2+計(jì)為0. 5-3. Omg/Lo
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的緩蝕阻垢劑的應(yīng)用，其特征在于權(quán)利要求1-9所述的阻垢緩蝕劑適用于循環(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，所述復(fù)合緩蝕阻垢劑包括a)選自水溶性鉬酸鹽和/或水溶性鎢酸鹽；b)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(lèi)的鹽；c)至少一種有機(jī)膦酸；d)至少一種阻垢分散劑，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。
文檔編號(hào)C02F5/10GK102730848SQ201110083898
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者張春原, 李博偉, 樓瓊慧, 秦會(huì)敏, 酈和生 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院