CN108002555A - 一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂 - Google Patents

一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸20～40份、多元共聚物10～30份、唑类化合物1～5份、可溶性锌盐5～10份、有机酸5～10份和去离子水25～50份。与现今的磷系、锌系配方相比，本发明所述阻垢剂用于工业循环冷却水时，具有无磷、无毒、可生物降解的环境友好特性，不存在排放污染问题，可大大降低污水处理费用。

Description

一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂
技术领域
本发明涉及一种工业循环冷却水处理剂，具体涉及一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂。
背景技术
目前，国内冷却水处理剂大部分属于有机膦配方，部分企业还采用无机磷配方。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。欧美发达国家已开始禁磷限磷，我国一些城市和地区已对磷的排放进行了限制。从长远发展趋势看，磷系水处理剂的生产和应用必将受到限制，而被无磷水处理剂所取代。20世纪90年代聚环氧琥珀酸由美国的Betz实验成功开发出来，聚环氧琥珀酸无磷、非氮，可生物降解，兼具阻垢和缓蚀双重功效，同时能与其他阻垢剂产生协同效应，提高配方的阻垢效能，它的开发奠定了无磷水处理剂配方的基础。聚环氧琥珀酸是一种真正的绿色水处理剂，有着其他阻垢剂无法比拟的环境保护优势，应用前景非常广阔。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸20～40份、多元共聚物10～30份、唑类化合物1～5份、可溶性锌盐5～10份、有机酸5～10份和去离子水25～50份。
本发明选用聚环氧琥珀酸为主要药剂，利用聚环氧琥珀酸与多元共聚物之间的协同效应，提高无磷缓蚀阻垢配方的阻垢效能，提升了该水处理剂的适用范围，同时减少聚环氧琥珀酸用量，利于节约成本。本发明添加有机酸，提升了锌盐在碱性溶液中的含量上限，提升配方的缓蚀性能。本发明所述阻垢剂的配方中的各组分相互配合，具有无磷、非氮、缓蚀阻垢性能突出、与杀菌剂配伍性能好、适合于高硬度高碱度高浓缩倍数运行等优点。
作为本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的优选实施方式，所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸25～35份、多元共聚物15～25份、唑类化合物2～5份、可溶性锌盐5～8份、有机酸5～8份和去离子水30～40份。
采用上述配方的阻垢剂的缓蚀阻垢性能更为优异。
作为本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的优选实施方式，所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸30份、多元共聚物20份、唑类化合物2份、可溶性锌盐8份、有机酸5份和去离子水35份。
采用上述配方的阻垢剂的缓蚀阻垢性能最为优异，腐蚀率更低，阻钙和阻锌效果最佳。
作为本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的优选实施方式，所述多元共聚物中含有羧基、羟基、酰胺基和磺酸基中的至少一种。
多元共聚物中的羧酸官能团，其对Ca2+、Mg2+、Fe3+等离子具有较强的螯合能力，不仅有分散和凝聚作用，还能在无机垢结晶过程中干扰晶格正常的排列，从而达到阻垢、防垢作用；而羟基、酰胺基对阻Ca3(PO4)2垢有益；特别是磺酸基对Ca3(PO4)2垢有良好的抑制能力，能有效地分散金属氧化物、稳定锌盐。
作为本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的优选实施方式，所述多元共聚物为a～c中的至少一种：a.丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的二元共聚物；b.丙烯酸与2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的二元共聚物；c.丙烯酸、丙烯酸羟丙酯与2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物。
采用上述共聚物能达到较好的阻垢防垢效果，且能有效地分散金属氧化物、稳定锌盐，阻钙、阻锌效果显著。
作为本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的优选实施方式，所述多元共聚物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯与2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物。
采用丙烯酸、丙烯酸羟丙酯与2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物的阻垢效果最佳。
作为本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的优选实施方式，所述唑类化合物为苯骈三氮唑、甲基苯骈三氮唑和巯基苯骈噻唑钠盐中的至少一种。
作为本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的优选实施方式，所述可溶性锌盐为氯化锌和/或硫酸锌。
作为本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的更优选实施方式，所述有机酸是柠檬酸和/或衣康酸。
柠檬酸和衣康酸能较好地提升了锌盐在碱性溶液中的含量上限，提升配方的缓蚀性能。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，与现今的磷系、锌系配方相比，本发明阻垢剂用于工业循环冷却水时，具有无磷、无毒、可生物降解的环境友好特性，不存在排放污染问题，可大大降低污水处理费用。
具体实施方式
实施例1
本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的一种实施例，本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸30份、多元共聚物20份、唑类化合物2份、可溶性锌盐8份、有机酸5份和去离子水35份；
其中，所述多元共聚物为丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的二元共聚物；所述唑类化合物为苯骈三氮唑；所述可溶性锌盐为氯化锌；所述有机酸为柠檬酸。
本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法为：将去离子水、聚环氧琥珀酸、多元共聚物、唑类化合物、可溶性锌盐和有机酸按比例依次加入容器中，在室温下搅拌3小时即得所述无磷缓蚀阻垢剂。
实施例2
本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的一种实施例，本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸30份、多元共聚物20份、唑类化合物2份、可溶性锌盐8份、有机酸5份和去离子水35份；
其中，所述多元共聚物为丙烯酸与2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的二元共聚物；所述唑类化合物为苯骈三氮唑；所述可溶性锌盐为氯化锌；所述有机酸为柠檬酸。
本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法同实施例1。
实施例3
本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的一种实施例，本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸30份、多元共聚物20份、唑类化合物2份、可溶性锌盐8份、有机酸5份和去离子水35份；
其中，所述多元共聚物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物；所述唑类化合物为苯骈三氮唑；所述可溶性锌盐为氯化锌；所述有机酸为柠檬酸。
本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法同实施例1。
实施例4
本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的一种实施例，本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸20份、多元共聚物10份、唑类化合物5份、可溶性锌盐5份、有机酸10份和去离子水50份；
其中，所述多元共聚物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物；所述唑类化合物为苯骈三氮唑；所述可溶性锌盐为氯化锌；所述有机酸为柠檬酸。
本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法同实施例1。
实施例5
本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的一种实施例，本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸40份、多元共聚物30份、唑类化合物1份、可溶性锌盐10份、有机酸10份和去离子水25份；
其中，所述多元共聚物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物；所述唑类化合物为巯基苯骈噻唑钠盐；所述可溶性锌盐为氯化锌；所述有机酸为柠檬酸。
实施例6
本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的一种实施例，本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸25份、多元共聚物25份、唑类化合物5份、可溶性锌盐5份、有机酸5份和去离子水30份；
其中，所述多元共聚物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物；所述唑类化合物为甲基苯骈三氮唑；所述可溶性锌盐为氯化锌；所述有机酸为衣康酸。
本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法同实施例1。
实施例7
本发明所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的一种实施例，本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸35份、多元共聚物15份、唑类化合物2份、可溶性锌盐8份、有机酸8份和去离子水40份；
其中，所述多元共聚物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物；所述唑类化合物为苯骈三氮唑；所述可溶性锌盐为硫酸锌；所述有机酸为衣康酸。
本实施例所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法同实施例1。
实施例8
将实施例1～7适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂进行缓蚀实验、静态阻垢实验和静态阻锌垢实验，实验的具体方法如下：
缓蚀实验：缓蚀评定方法参照GB/T18175-2000《水处理剂缓蚀性能测定旋转挂片法》。实验条件：投加药量为30mg/L，温度控制(50±1)℃，转速75r/min，实验水为配制水，实验挂片为碳钢A3标准挂片。
静态阻垢实验：碳酸钙阻垢率测试参照GB/T16632-2008《水处理剂阻垢性能评定方法碳酸钙沉积法》。实验条件：投加药量为30mg/L，温度控制(80±1)℃，实验水质为人工配制水(Ca2+和HCO3 -浓度均为250mg/L)，实验时间10h。
静态阻锌垢实验：稳定锌盐的评价方法参照《中国石油化工集团公司冷却水分析和试验方法》(静态阻垢评定方法403)。投加药量30mg/L，实验水质人工配制水(Ca2+和HCO3 -浓度均为250mg/L)，锌离子5mg/L(浓缩1.5倍，含配方中锌离子)，温度控制(80±1)℃，实验时间10h。
实验结果见表1。
表1实验结果分析
组别 投加药量(mg/L) 腐蚀率(mm/a) 阻钙垢率，％ 阻锌垢率，％
实施例1 30 0.0328 95.8 82.4
实施例2 30 0.0321 96.4 82.0
实施例3 30 0.0312 97.2 83.7
实施例4 30 0.0312 96.1 82.5
实施例5 30 0.0321 95.4 82.7
实施例6 30 0.0320 95.7 83.1
实施例7 30 0.0318 96.1 82.7
从表1的实验结果可以看出，本发明所述无磷缓蚀阻垢剂的性能优异，腐蚀速率＜0.004mm/a(优于中国石化集团对循环水运行效果的监管要求，腐蚀速率≤0.075mm/a)，阻碳酸钙垢率＞95％，阻锌垢率＞80％。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸20～40份、多元共聚物10～30份、唑类化合物1～5份、可溶性锌盐5～10份、有机酸5～10份和去离子水25～50份。
2.如权利要求1所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸25～35份、多元共聚物15～25份、唑类化合物2～5份、可溶性锌盐5～8份、有机酸5～8份和去离子水30～40份。
3.如权利要求1所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，包含以下重量份的组分：聚环氧琥珀酸30份、多元共聚物20份、唑类化合物2份、可溶性锌盐8份、有机酸5份和去离子水35份。
4.如权利要求1所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述多元共聚物中含有羧基、羟基、酰胺基和磺酸基中的至少一种。
5.如权利要求1所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述多元共聚物为a～c中的至少一种：a.丙烯酸与丙烯酸羟丙酯的二元共聚物；b.丙烯酸与2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的二元共聚物；c.丙烯酸、丙烯酸羟丙酯与2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物。
6.如权利要求1所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述多元共聚物为丙烯酸、丙烯酸羟丙酯与2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸的三元共聚物。
7.如权利要求1所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述唑类化合物为苯骈三氮唑、甲基苯骈三氮唑和巯基苯骈噻唑钠盐中的至少一种。
8.如权利要求1所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述可溶性锌盐为氯化锌和/或硫酸锌。
9.如权利要求1所述适用于工业循环冷却水用的无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述有机酸是柠檬酸和/或衣康酸。
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