CN107512784A - 一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂及其制备方法，所述缓蚀阻垢剂按照重量百分比的化学组成为：钼酸钠6.6％～19.0％，葡萄糖酸钠6.6％～19.0％，柠檬酸钠3.3％～9.5％，氢氧化钠2.0％～4.8％，聚乙二醇0.8％～2.4％，聚环氧琥珀酸2.5％～6.0％，十二烷基二甲基苄基氯化铵2.5％～6.0％，乳酸钠1.3～2.4％，余量为去离子水。制备方法包括：按照上述质量配比，先将钼酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钠在去离子水中完全溶解得到溶液一；将聚乙二醇、聚环氧琥珀酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乳酸钠在去离子水中完全溶解得到溶液二；将溶液一和溶液二混合均匀后即得。

Description

一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种缓蚀阻垢剂，具体涉及一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂及其制备方法。
背景技术
目前在盐水制冰、中央空调和工业冷却等领域中普遍采用的是间接冷却技术。在采用这种技术的制冷装置中，将被冷却物体的热量传给正在蒸发的制冷剂的物质称为载冷剂。常用的载冷剂有水、盐水、有机醇类。在低温冷冻冷藏及热泵领域多采用有机醇类的水溶液作为载冷剂。有机醇类水溶液的载冷剂在长时间运行中，会被空气中的氧气氧化生成酸类物质，严重腐蚀金属；此外有机醇水溶液中含有钙、镁离子，在高温工作中随着有机醇水溶液地逐渐浓缩，这些离子的溶解性变小，形成水垢，极易造成管道堵塞，并增加检修费用，但目前可应用于有机醇类载冷***的经济型及高效型缓蚀阻垢剂寥寥无几，大多企业考虑到成本问题，还是采用传统的更换腐蚀零件及管道的方式加以解决。
CN103553219A公开了一种乙二醇密闭循环水用缓蚀阻垢剂，由可溶性钼酸盐、苯并三氮唑、丙烯酸-丙烯酰胺-丙烯酸-β-羟基丙酯共聚物、氢氧化钠、N-月桂酰基肌氨酸、葡萄糖酸钠、衣康酸-丙烯酰基吗啉-N-丙烯酰基-N-甲基丙基磷酸共聚物、氯化锌、软化水复配而成。该缓蚀阻垢剂用于乙二醇密闭循环水***，解决了该***的腐蚀结垢问题。但这种复合缓蚀阻垢剂组分复杂，含有多种大分子聚合物，制备成本高，普遍应用的潜力不大。
CN102286748A公开了一种气田气脱水乙二醇再生装置缓蚀剂，由咪唑啉、甲基戊炔醇、羟基亚乙基二磷酸、三乙醇胺、曼尼希碱、脱氢抗坏血酸、特丁基对苯二酚组成。该缓蚀剂属于一种有机磷酸型缓蚀阻垢剂，后期还涉及到阻垢剂的处理问题，如果直接排放则会引起周围水域的富营养化，造成“赤潮”等环境污染问题。此外，上述两种专利公开的阻垢剂只适用于乙二醇***，未解决其他有机醇类***的缓蚀阻垢问题。
因此，为了满足目前的有机醇类载冷***的需要，亟需研发出一种毒性低，对环境、人体和动物没有危害，经济性高且缓蚀阻垢效率高的用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂及其制备方法。该缓蚀阻垢剂高效、低毒、对环境友好，且可适用于目前所采用的任何有机醇类载冷***。本发明的技术方案为：
第一个方面，本发明提供一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂，所述缓蚀阻垢剂按照重量百分比的化学组成为：钼酸钠6.6％～19.0％，葡萄糖酸钠6.6%～19.0％，柠檬酸钠3.3％～9.5％，氢氧化钠2.0％～4.8％，聚乙二醇0.8%～2.4％，聚环氧琥珀酸2.5％～6.0％，十二烷基二甲基苄基氯化铵2.5％～6.0％，乳酸钠1.3～2.4％，余量为去离子水。
进一步地，所述缓蚀阻垢剂按照重量百分比的化学组成为：钼酸钠10.0～15.0％，葡萄糖酸钠13.0～18.0％，柠檬酸钠5.0～8.0％，氢氧化钠2.0～4.8％，聚乙二醇1.0～1.5％，聚环氧琥珀酸4.0～5.0％，十二烷基二甲基苄基氯化铵3.0～5.0％，乳酸钠1.3～2.4％，余量为去离子水。
第二个方面，本发明提供一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述质量配比，先将钼酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钠在去离子水中完全溶解得到溶液一；
(2)将聚乙二醇、聚环氧琥珀酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乳酸钠在去离子水中完全溶解得到溶液二；
(3)将溶液一和溶液二混合均匀后即得。
第三个方面，本发明提供一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂的应用方法，按照占有机醇类载冷剂0.5～2％的质量比将所述缓蚀阻垢剂添加到有机醇类载冷剂中应用。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的缓蚀阻垢剂高效、低毒、对环境友好，阻垢率达到98％以上，对碳钢的缓蚀速率为0.0025～0.0053mm/年，对紫铜的缓蚀速率为0.0016～0.0023mm/年，对不锈钢的缓蚀速率为0.0006～0.0009mm/年，适用于目前所采用的任何有机醇类载冷***，如甲醇水溶液载冷***、乙醇水溶液载冷***、乙二醇水溶液载冷***、丙二醇水溶液载冷***和丙三醇水溶液载冷***等，并且无需进行后处理。
(2)本发明的缓蚀阻垢剂所选用的钼酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠属于高效绿色化学试剂，不会引起周围水质的富营养化，且具有很好的协同作用，有效的抑制了金属表面的腐蚀；聚乙二醇作为优良的分散剂，能够覆盖包裹溶液中晶体活性生长点，产生空间位阻效应，阻碍固体颗粒之间相互聚合，使体系均匀；聚环氧琥珀酸中的部分活性基团对成垢阳离子如钙镁离子具有一定的螯合作用，抑制其与阴离子的反应，从而阻止结垢，与葡萄糖酸钠复配后对溶液中的铜、铁、铝具有很好的络合能力；乳酸钠作为一种抗氧化剂和防腐剂，应用于本申请的配方中不仅能够抑制有机醇类载冷剂的酸化问题，而且有效地抑制细菌的滋生；十二烷基二甲基苄基氯化铵是一种阳离子表面活性剂，能够控制载冷***中菌藻繁殖和粘泥生长，并具有良好的粘泥剥离作用，从而避免了污垢在传热管上的沉淀。
(3)本发明的缓蚀阻垢剂制备工艺简单，经济性高，可大规模工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。实施例1
一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂，按照重量百分比的化学组成为：钼酸钠10.0％，葡萄糖酸钠15.0％，柠檬酸钠7.0％，氢氧化钠4.0％，聚乙二醇1.3％，聚环氧琥珀酸4.5％，十二烷基二甲基苄基氯化铵4.0％，乳酸钠1.5％，余量为去离子水。
本实施例的缓蚀阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述质量配比配料，先在反应瓶中加入5/6总去离子水质量的去离子水，然后将钼酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钠逐一加入到反应瓶中，加入顺序不计，待前一个组分完全溶解后再加入后一个组分，得到溶液一；
(2)在另一个反应瓶中加入另一半质量的去离子水，然后将聚乙二醇、聚环氧琥珀酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乳酸钠逐一加入到反应瓶中，加入顺序不计，待前一个组分完全溶解后再加入后一个组分，得到溶液二；
(3)将溶液一和溶液二混合均匀后即得。
将本实施例的缓蚀阻垢剂应用于质量浓度为25％的丙二醇水溶液载冷***，该载冷***的钙硬度为94mg/L，总碱度为60mg/L，氯离子质量浓度为58mg/L，在其中加入占丙二醇水溶液质量比为0.5％的缓蚀阻垢剂。参照国家标准GB/T18175-2014中的旋转挂片法进行缓蚀试验：测试温度60℃，转速80r/min，运行168小时后检测本实施例的缓蚀阻垢剂对碳钢、紫铜、不锈钢的腐蚀速率，其中碳钢为0.0025mm/年，紫铜为0.0016mm/年，不锈钢为0.0006mm/年。参照国家标准GB/T 16632-2008在恒温水浴条件下进行阻垢试验：试验温度80℃，运行168小时后测得阻垢率为99.2％。
实施例2
一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂，按照重量百分比的化学组成为：钼酸钠16.0％，葡萄糖酸钠10.0％，柠檬酸钠9.0％，氢氧化钠3.1％，聚乙二醇1.9％，聚环氧琥珀酸3.0％，十二烷基二甲基苄基氯化铵3.0％，乳酸钠2.0％，余量为去离子水。
本实施例的缓蚀阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述质量配比配料，先在反应瓶中加入5/6总去离子水质量的去离子水，然后将钼酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钠逐一加入到反应瓶中，加入顺序不计，待前一个组分完全溶解后再加入后一个组分，得到溶液一；
(2)在另一个反应瓶中加入另一半质量的去离子水，然后将聚乙二醇、聚环氧琥珀酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乳酸钠逐一加入到反应瓶中，加入顺序不计，待前一个组分完全溶解后再加入后一个组分，得到溶液二；
(3)将溶液一和溶液二混合均匀后即得。
将本实施例的缓蚀阻垢剂应用于质量浓度为25％的乙二醇水溶液载冷***，该载冷***的钙硬度为98mg/L，总碱度为62mg/L，氯离子质量浓度为53mg/L，在其中加入占乙二醇水溶液质量比为1％的缓蚀阻垢剂。参照国家标准GB/T18175-2014中的旋转挂片法进行缓蚀试验：测试温度60℃，转速80r/min，运行168小时后检测本实施例的缓蚀阻垢剂对碳钢、紫铜、不锈钢的腐蚀速率，其中碳钢为0.0053mm/年，紫铜为0.0023mm/年，不锈钢为0.0009mm/年。参照国家标准GB/T 16632-2008在恒温水浴条件下进行阻垢试验：试验温度80℃，运行168小时后测得阻垢率为98.4％。
实施例3
一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂，按照重量百分比的化学组成为：钼酸钠13.0％，葡萄糖酸钠16.0％，柠檬酸钠5.0％，氢氧化钠4.7％，聚乙二醇1.6％，聚环氧琥珀酸5.1％，十二烷基二甲基苄基氯化铵5.0％，乳酸钠1.3％，余量为去离子水。
本实施例的缓蚀阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述质量配比配料，先在反应瓶中加入5/6总去离子水质量的去离子水，然后将钼酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钠逐一加入到反应瓶中，加入顺序不计，待前一个组分完全溶解后再加入后一个组分，得到溶液一；
(2)在另一个反应瓶中加入另一半质量的去离子水，然后将聚乙二醇、聚环氧琥珀酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乳酸钠逐一加入到反应瓶中，加入顺序不计，待前一个组分完全溶解后再加入后一个组分，得到溶液二；
(3)将溶液一和溶液二混合均匀后即得。
将本实施例的缓蚀阻垢剂应用于质量浓度为25％的乙醇水溶液载冷***，该载冷***的钙硬度为93mg/L，总碱度为59mg/L，氯离子质量浓度为54mg/L，在其中加入占乙醇水溶液质量比为1.5％的缓蚀阻垢剂。参照国家标准GB/T18175-2014中的旋转挂片法进行缓蚀试验：测试温度60℃，转速80r/min，运行168小时后检测本实施例的缓蚀阻垢剂对碳钢、紫铜、不锈钢的腐蚀速率，其中碳钢为0.0042mm/年，紫铜为0.0019mm/年，不锈钢为0.0008mm/年。参照国家标准GB/T 16632-2008在恒温水浴条件下进行阻垢试验：试验温度80℃，运行168小时后测得阻垢率为98.8％。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，并不用于限制本发明，在本发明精神和原则范围内所做的任何修改、替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂，其特征在于，包括：所述缓蚀阻垢剂按照重量百分比的化学组成为：钼酸钠6.6％～19.0％，葡萄糖酸钠6.6％～19.0％，柠檬酸钠3.3％～9.5％，氢氧化钠2.0％～4.8％，聚乙二醇0.8％～2.4％，聚环氧琥珀酸2.5％～6.0％，十二烷基二甲基苄基氯化铵2.5％～6.0％，乳酸钠1.3～2.4％，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述缓蚀阻垢剂按照重量百分比的化学组成为：钼酸钠10.0～15.0％，葡萄糖酸钠13.0～18.0％，柠檬酸钠5.0～8.0％，氢氧化钠2.0～4.8％，聚乙二醇1.0～1.5％，聚环氧琥珀酸4.0～5.0％，十二烷基二甲基苄基氯化铵3.0～5.0％，乳酸钠1.3～2.4％，余量为去离子水。
3.权利要求1所述的一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照上述质量配比，先将钼酸钠、葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钠在去离子水中完全溶解得到溶液一；
(2)将聚乙二醇、聚环氧琥珀酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乳酸钠在去离子水中完全溶解得到溶液二；
(3)将溶液一和溶液二混合均匀后即得。
4.权利要求1所述的一种用于有机醇类载冷***的缓蚀阻垢剂的应用方法，其特征在于，按照占有机醇类载冷剂0.5～2％的质量比将所述缓蚀阻垢剂添加到有机醇类载冷剂中应用。
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