專利名稱：一種無磷緩蝕阻垢劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無磷緩蝕阻垢劑及其循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
我國水資源總量居世界第6位，但人均占有量僅為世界人均的四分之一，排世界第88位，屬缺水國家。并且有限的水資源分布也很不均勻，81％分布在長江流域及以南地區(qū)，許多城市處于嚴(yán)重缺水狀態(tài)，全國467個城市中，缺水城市就有300個，嚴(yán)重缺水的有50個，每年因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2000億元。我國一方面水資源緊張，另一方面卻又在大量浪費寶貴的水資源，我國城市工業(yè)用水重復(fù)利用率平均只有30％，每萬元工業(yè)生產(chǎn)值取水量平均高達(dá)500m3水，與發(fā)達(dá)國家相比有很大差距。隨著水資源供需矛盾日益尖銳，各企業(yè)將要面對高昂的水費和排污費，如何提高水處理技術(shù)水平，節(jié)約用水，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率，減少排污，不僅是″功在千秋，利在當(dāng)代″的舉措，也是關(guān)系到企業(yè)自身生存和發(fā)展的大事。
近年來有機緩蝕劑的發(fā)展極為迅速，相比較而言，它們可低濃度使用但熱穩(wěn)定性稍差。有機緩蝕劑中最多的一類是有機胺，包括脂肪胺和芳香胺、一元胺、二元胺或聚胺及其鹽。從綠色概念出發(fā)，應(yīng)以更多的脂肪胺代替或減少芳香胺的應(yīng)用；有機胺緩蝕劑還可代替許多無機重金屬緩蝕劑如鉻酸鍶、磷酸鋅、硼酸鋇和磷硅酸鹽等我國目前大量應(yīng)用的磷系水處理劑，由于其富營養(yǎng)化作用易使排放水域菌藻繁殖而引起“赤潮”公害，而目前大量使用的聚丙烯酸等聚合物和共聚物則不易生物降解，因此都不屬于環(huán)境友好型水處理劑。
自20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)外均開發(fā)了具有生物降解性能的無磷綠色阻垢緩蝕劑聚天冬氨酸(PASP)和聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)，雖然它們具備一定的緩蝕性能，但并不是好的緩蝕劑，主要用做阻垢劑。無磷水處理緩蝕劑的品種較少，由于各種水處理緩蝕劑自身的缺陷，使它們的應(yīng)用受到限制，除鉬酸鹽、鋅鹽、葡萄糖酸鈉等少數(shù)品種目前還與磷系緩蝕劑復(fù)配使用外，其它的基本上已經(jīng)被淘汰，成功應(yīng)用的實例很少。
無磷有機緩蝕劑是目前大家比較關(guān)注且有發(fā)展前途和競爭力的研究領(lǐng)域，人們力圖開發(fā)研制出性能良好、廉價、無毒、無污染的緩蝕劑新品種。從所掌握的資料看，未來的緩蝕劑組分應(yīng)當(dāng)是無毒、無污染的含硫、含氮、含氧等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有機化合物及高分子聚合物。含氧有機化合物(羧酸、醚、酯、醛、酚、醇等的衍生物)與含N、S化合物相比，發(fā)展速度更快。
隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出和實施，綠色化學(xué)的概念促使人們開發(fā)一些環(huán)境友好的水處理劑。無磷緩蝕阻垢劑以其優(yōu)異的緩蝕、阻垢性和良好的環(huán)保性，越來越受到水處理行業(yè)的重視，成為國內(nèi)外具有發(fā)展前途和競爭力的研究領(lǐng)域和21世紀(jì)水處理劑的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無磷緩蝕阻垢劑及其應(yīng)用，該無磷緩蝕阻垢劑具有優(yōu)異的緩蝕、阻垢性和良好的環(huán)保性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸或/和聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸或/和聚環(huán)氧琥珀酸 10-20％，聚馬來酸酐20-30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15-20％，鋅鹽 3-5％，天然有機高分子5-12％，
鉬酸鹽 5-8％，其他成分5-20％；其中，聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸時，聚天冬氨酸與聚環(huán)氧琥珀酸原料之間為任意配比；所述的其他成分為聚丙烯酸鈉、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物、硼酸鹽、唑類、有機胺中的任意一種或任意一種以上的混合，任意一種以上的混合時原料之間為任意配比。
所述的鋅鹽為氯化鋅或硫酸鋅。
所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉或木質(zhì)素衍生物。
所述的鉬酸鹽為鉬酸鉀或鉬酸鈉。
所述的硼酸鹽為硼酸鈉或四硼酸鈉。
所述的唑類為苯并三氮唑或疏基苯駢唑。
所述的有機胺為六次甲基四胺、硫脲和羧酸酰胺。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，其特征在于每升循環(huán)冷卻水中加入30-50毫克無磷緩蝕阻垢劑。
無膦緩蝕阻垢劑的主要性能有以下特點1、環(huán)保性。因藥劑中無磷和重金屬離子存在，且LD50＞10.0g/kg，為實際無毒級，不存在任何排污的限制。2、緩蝕性能優(yōu)良。所使用無機緩蝕劑鉬酸鈉、鋅鹽等都是緩蝕性能優(yōu)異的緩蝕組分，而使用的有機緩蝕劑葡萄糖酸鈉、巰基苯并噻唑、有機胺分子具有N結(jié)構(gòu)R1、-R2、-R3、-CH2COO-等取代基有強的推電子作用，使N原子上的孤對電子云密度增大，極性增強，可以更容易進(jìn)入Fe的空d軌道，從而使分子鏈緩蝕劑在Fe表面產(chǎn)生很好的化學(xué)吸附，抑制Fe的陽極腐蝕。此外，與Fe或Fen+配位形成穩(wěn)定的五元或六元環(huán)螯合膜，這種膜難溶于水，而且其長鏈背向Fe金屬，有效地覆蓋了金屬表面，阻礙了腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入，使金屬電位正移，阻止了金屬的腐蝕。各組分之間的緩蝕增效作用使得在30mg/L濃度下，對20#碳鋼緩蝕率＞96％。3、阻垢性能好。由于不存在Ca3(PO4)2垢的問題，配方中的阻垢組分主要是對水中的CaCO3起到增溶或晶格畸變等作用，而達(dá)到對CaCO3分散目的。
本發(fā)明以聚天冬氨酸或/和聚環(huán)氧琥珀酸為主劑復(fù)配而成的多元的無磷緩蝕阻垢劑具有如下有益效果1)避免由于磷的排放引起的水質(zhì)的富營養(yǎng)化問題，減輕環(huán)境污染，本發(fā)明具有良好的環(huán)保性；2)能有效減輕循環(huán)水系統(tǒng)的細(xì)菌腐蝕和苔藻生長問題，從而減少循環(huán)水殺菌滅藻劑的用量，減輕氯氣消毒后帶來的二次污染；本發(fā)明具有優(yōu)異的緩蝕、阻垢性和良好的環(huán)保性；3)避免由于磷的降解而導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)Ca3(PO4)2垢的沉積，提高冷換設(shè)備的傳熱系數(shù)，降低能量消耗；4)對鈣和堿容忍度高，耐高濃度的Cl-和SO42-的腐蝕，適應(yīng)的pH范圍廣，為循環(huán)水在高濃縮倍數(shù)條件下運行、減少污水排放提供了技術(shù)條件；5)為開發(fā)可排放污水回用于循環(huán)水系統(tǒng)的高效緩蝕劑及配方提供了新的技術(shù)途徑。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
實施例1一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(為現(xiàn)有的原料)、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸10％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15％，
鋅鹽 5％，天然有機高分子12％，鉬酸鹽8％，其他成分 20％；所述的其他成分為聚丙烯酸鈉；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鉀。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入30毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例2一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸 20％，聚馬來酸酐 20％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物 20％，鋅鹽 5％，天然有機高分子 10％，鉬酸鹽 5％，其他成分 20％；所述的其他成分為丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鉀。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入35毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例3一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸 20％，聚馬來酸酐 30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物 20％，鋅鹽 4％，天然有機高分子 7％，鉬酸鹽 6％，其他成分 13％；所述的其他成分為硼酸鹽，所述的硼酸鹽為硼酸鉀；所述的鋅鹽為硫酸鋅；所述的天然有機高分子為木質(zhì)素衍生物；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入40毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例4一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸 15％，聚馬來酸酐 25％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物 17％，
鋅鹽 5％，天然有機高分子10％，鉬酸鹽8％，其他成分 20％；所述的其他成分為唑類，所述的唑類為苯并三氮唑；所述的鋅鹽為硫酸鋅；所述的天然有機高分子為木質(zhì)素衍生物；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入45毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例5一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸20％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，鋅鹽 4％，天然有機高分子6％，鉬酸鹽6％，其他成分 14％；所述的其他成分為有機胺，所述的有機胺為六次甲基四胺；所述的鋅鹽為硫酸鋅；所述的天然有機高分子為木質(zhì)素衍生物；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入50毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例6一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸20％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，鋅鹽 3％，天然有機高分子5％，鉬酸鹽5％，其他成分 17％；所述的其他成分為聚丙烯酸鈉和丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物，聚丙烯酸鈉、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物的質(zhì)量百分比各占1/2；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入38毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例7一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸20％，聚馬來酸酐30％，
丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，鋅鹽 5％，天然有機高分子12％，鉬酸鹽8％，其他成分 5％；所述的其他成分為硼酸鹽、唑類、有機胺，硼酸鹽所占質(zhì)量百分比為1％、唑類所占質(zhì)量百分比為2％、有機胺所占質(zhì)量百分比為2％；所述的硼酸鹽為硼酸鈉，所述的唑類為疏基苯駢唑(或稱疏基苯并唑)，所述的有機胺為硫脲；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為木質(zhì)素衍生物；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入47毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例8一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚環(huán)氧琥珀酸 10％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15％，鋅鹽 5％，天然有機高分子12％，鉬酸鹽8％，其他成分 20％所述的其他成分為聚丙烯酸鈉；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鉀。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入30毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例9一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚環(huán)氧琥珀酸 20％，聚馬來酸酐20％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，鋅鹽 5％，天然有機高分子10％，鉬酸鹽5％，其他成分 20％；所述的其他成分為丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鉀。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入35毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例10一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為
聚環(huán)氧琥珀酸 20％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，鋅鹽 4％，天然有機高分子7％，鉬酸鹽6％，其他成分 13％；所述的其他成分為硼酸鹽，所述的硼酸鹽為硼酸鉀；所述的鋅鹽為硫酸鋅；所述的天然有機高分子為木質(zhì)素衍生物；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入40毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例11一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚環(huán)氧琥珀酸 15％，聚馬來酸酐25％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物17％，鋅鹽 5％，天然有機高分子10％，鉬酸鹽8％，其他成分 20％所述的其他成分為唑類，所述的唑類為苯并三氮唑；所述的鋅鹽為硫酸鋅；所述的天然有機高分子為木質(zhì)素衍生物；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入45毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例12一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚環(huán)氧琥珀酸 15％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，鋅鹽 4％，天然有機高分子6％，鉬酸鹽6％，其他成分 14％；所述的其他成分為有機胺，所述的有機胺為六次甲基四胺；所述的鋅鹽為硫酸鋅；所述的天然有機高分子為木質(zhì)素衍生物；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入50毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例13一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為
聚環(huán)氧琥珀酸 20％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，鋅鹽 3％，天然有機高分子5％，鉬酸鹽5％，其他成分 17％；所述的其他成分為聚丙烯酸鈉和丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物，聚丙烯酸鈉、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物的質(zhì)量百分比各占1/2；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入38毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例14一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚環(huán)氧琥珀酸 20％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15％，鋅鹽 5％，天然有機高分子8％，鉬酸鹽8％，其他成分 14％；所述的其他成分為硼酸鹽、唑類、有機胺，硼酸鹽所占質(zhì)量百分比為3％、唑類所占質(zhì)量百分比為2％、有機胺所占質(zhì)量百分比為6％；所述的硼酸鹽為四硼酸鈉，所述的唑類為苯并三氮唑，所述的有機胺為硫脲；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入40毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例15一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸 10％，聚馬來酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15％，鋅鹽 5％，天然有機高分子12％，鉬酸鹽8％，其他成分 20％其中聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸所占質(zhì)量百分比各為5％；所述的其他成分為聚丙烯酸鈉；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鉀。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入30毫克無磷緩蝕阻垢劑。
實施例16一種無磷緩蝕阻垢劑，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸 20％，聚馬來酸酐20％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，鋅鹽 5％，天然有機高分子10％，鉬酸鹽5％，其他成分 20％；其中聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸所占質(zhì)量百分比各為10％；所述的其他成分為丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物；所述的鋅鹽為氯化鋅；所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉；所述的鉬酸鹽為鉬酸鉀。
上述一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，每升循環(huán)冷卻水中加入35毫克無磷緩蝕阻垢劑。
1.試驗部分1.1試驗水質(zhì)貴州化肥廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)之補水，水質(zhì)分析見表1。
表1 補水水質(zhì)資料表

1.2靜態(tài)試驗結(jié)果根據(jù)貴州化肥廠的水質(zhì)特點，選用實施例14(即無磷緩蝕阻垢劑JP-307)。為了驗證配方的可行性，進(jìn)一步做了一系列的驗證試驗。
1.2.1阻垢性能試驗-碳酸鈣沉積法(GB/T16632-1996)試驗結(jié)果如表2表2 靜態(tài)沉積法試驗結(jié)果

1.2.2緩蝕性能試驗-旋轉(zhuǎn)掛片法(GB/T18175-2000)試驗結(jié)果如表3表3 旋轉(zhuǎn)掛片法試驗結(jié)果

1.2.3試驗數(shù)據(jù)分析從以上試驗數(shù)據(jù)可知，無磷阻垢緩蝕劑JP-307具有很好的阻垢和緩蝕作用。性能指標(biāo)均能達(dá)到GB/50050-95中有關(guān)規(guī)定的內(nèi)容，藥劑量初步定為50mg/L。
1.3動態(tài)性能模擬驗證試驗為了進(jìn)一步驗證試驗藥劑是否符合現(xiàn)場運行要求，使試驗效果更接近現(xiàn)場曝氣、熱交換等情況，設(shè)計了下面的性能驗證試驗，即模擬現(xiàn)場條件的小型動態(tài)試驗。在實驗室給定條件下，用常壓下飽和水蒸汽或熱水加熱換熱器，模擬現(xiàn)場的流速、流態(tài)、水質(zhì)、金屬材質(zhì)、換熱強度和冷卻水進(jìn)出口等主要參數(shù)，連續(xù)試驗10至15天后，將循環(huán)水濃縮倍率維持在2.5～3.0之間，檢查腐蝕與結(jié)垢情況。
本試驗采用WT-A型智能化水質(zhì)穩(wěn)定動態(tài)模似試驗儀，該機由計算機系統(tǒng)管理，按實驗要求設(shè)計數(shù)據(jù)輸入電腦自動調(diào)控，由打印系統(tǒng)自動打印瞬時污垢熱阻和平均年污垢熱阻值，操作人員按要求化驗水質(zhì)并調(diào)控藥劑濃度。
1.3.1試驗數(shù)據(jù)表4 動態(tài)試驗數(shù)據(jù)

1.3.2試驗結(jié)果討論由動態(tài)模擬試驗結(jié)果可知JP-307無磷阻垢緩蝕劑在50mg/L時具有優(yōu)異的緩蝕和阻垢性能，其實驗結(jié)果優(yōu)于GB/50050-95的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求，可滿足循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行需要，并且實驗數(shù)據(jù)趨勢也與前面靜態(tài)試驗數(shù)據(jù)相符。
1.4無磷阻垢緩蝕劑JP-307與殺菌滅藻劑協(xié)同試驗循環(huán)水日常采用的是殺菌滅藻劑種類較多，這里選擇幾種比較典型的殺菌滅藻劑做對比試驗。有季銨鹽1227、異噻唑啉酮、二氧化氯等。試驗過程及結(jié)果如下。
1.4.1殺菌滅藻劑對藥劑阻垢性能的影響試驗(快速阻垢法)殺菌滅藻劑對藥劑阻垢性能的影響試驗采用快速阻垢法。
1.4.1.1試驗數(shù)據(jù)結(jié)果表5 快速阻垢試驗數(shù)據(jù)結(jié)果

1.4.1.2試驗數(shù)據(jù)分析從上表中的數(shù)據(jù)可以看出，JP-307與殺菌滅藻劑配合使用后阻垢效果并沒有受到明顯的影響，說明JP-307與殺菌劑的配伍性較好。
1.4.2殺菌滅藻劑對藥劑緩蝕性能的影響試驗(旋轉(zhuǎn)掛片法)這里仍然選擇的上面試驗中選擇的幾種比較典型的殺菌滅藻劑做對比試驗。有季銨鹽1227、異噻唑啉酮、二氧化氯等。試驗條件試驗溫度45±1℃；試驗時間144小時；加藥濃度阻垢緩蝕劑50mg/L、殺菌劑80mg/L；試片材質(zhì)碳鋼；試片面積28.0cm21.4.2.1殺菌滅藻劑對JP-307無磷阻垢緩蝕劑的緩蝕性能影響試驗結(jié)果如表6表6 緩蝕性能試驗數(shù)據(jù)

1.4.2.2試驗數(shù)據(jù)分析從上表中的數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，殺菌滅藻劑對阻垢緩蝕劑的緩蝕性能并沒有產(chǎn)生很大的影響，說明常用的殺菌滅藻劑能與阻垢緩蝕劑配合使用。
1.5現(xiàn)場工業(yè)化試驗以貴化工業(yè)用水水質(zhì)和試驗室靜態(tài)試驗結(jié)果為依據(jù)，2006年7月在合二循環(huán)水系統(tǒng)和尿素循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場加藥試驗，調(diào)節(jié)循環(huán)水系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)，考察JP-307無磷阻垢緩蝕劑在循環(huán)水系統(tǒng)使用阻垢緩蝕效率，同時為以后的正常運行提供相應(yīng)的系統(tǒng)日?？刂浦笜?biāo)、加藥濃度等參數(shù)。
1.5.1循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)特點1.5.1.1合二循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場由于系統(tǒng)本身存在一定的泄露和有別的工業(yè)污水混入了循環(huán)水，循環(huán)水一直偏酸性，pH長期處于6.5以下，到夏季時更是低于6.0，循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕情況嚴(yán)重。
1.5.1.2尿素循環(huán)水系統(tǒng)由于考慮到節(jié)約用水的情況，循環(huán)水的濃縮倍率到4.5倍以上，pH達(dá)到9.0以上，結(jié)垢也很嚴(yán)重。
1.5.2加藥處理對策1.5.2.1針對合二循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水水質(zhì)惡劣，腐蝕嚴(yán)重的特點，在確定JP-307無磷阻垢緩蝕劑配方的時候，主要考慮其緩蝕效果。加大緩蝕成分，而且需要同時投加無磷酸性緩蝕劑配合使用。
1.5.2.2針對尿素循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)垢傾向嚴(yán)重的特點，在設(shè)計無磷阻垢緩蝕劑配方的時候，重點考慮其阻垢性能。
1.5.3尿素循環(huán)水系統(tǒng)無磷阻垢緩蝕劑JP-307性能試驗1.5.3.1本次現(xiàn)場試驗阻垢效果及濃縮倍率的跟蹤監(jiān)測阻垢及濃縮倍率的判斷依據(jù)以下列經(jīng)驗公式判斷ΔH=ClXClB-CaXCaB;]]>其中K=ClXClB]]>為濃縮倍率ClX-為循環(huán)水中的氯離子含量；ClB-為補充水中的氯離子含量；CaX-為循環(huán)水中的鈣離子濃度；
CaB-為補充水中的鈣離子濃度；當(dāng)ΔH＝0.2時，K值為最高濃縮倍率；ΔH≈0時，K值為穩(wěn)定濃縮倍率；最高濃縮倍率時相應(yīng)的碳酸鹽硬度即為極限碳酸鹽硬度。
1.5.3.1.1尿素循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍率及結(jié)垢情況見表7表7 尿素循環(huán)水結(jié)垢情況數(shù)據(jù)

注上表中Ca2+以CaCO3計?，F(xiàn)場試驗的加藥量按理論加藥80mg/L計。
1.5.3.1.2試驗數(shù)據(jù)分析從上表中的試驗數(shù)據(jù)可以看出，在無磷阻垢緩蝕劑JP-307的加藥量為80mg/L時，可以控制尿素循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢情況，1.5.3.2尿素循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場掛片緩蝕性能監(jiān)測將處理好的試片懸掛于現(xiàn)場回水管、循環(huán)水池及連續(xù)加藥等處，每天觀察試片的情況，試驗結(jié)束時對試片進(jìn)行分析。
1.5.3.2.1尿素循環(huán)水系統(tǒng)無磷阻垢緩蝕劑JP-307緩蝕性能試驗數(shù)據(jù)7月5日至8月5日一個月的試驗，測試現(xiàn)場掛片，結(jié)果見表8表8 尿素系統(tǒng)現(xiàn)場掛片監(jiān)測試驗結(jié)果

1.5.3.2.2數(shù)據(jù)分析工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，經(jīng)過水質(zhì)處理后，應(yīng)達(dá)到GB/50050-95《工業(yè)水處理設(shè)計規(guī)范》所規(guī)定的各項技術(shù)指標(biāo)。
即碳鋼腐蝕速率 ＜0.125mm/a由以上結(jié)果可知，無磷阻垢緩蝕劑JP-307的緩蝕性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
1.5.4合二循環(huán)水系統(tǒng)無磷阻垢緩蝕劑JP-307性能試驗由前面所述的合二循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)特點可知，循環(huán)水一直偏酸性，pH長期處于6.5以下，到夏季時更是低于6.0，循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕情況嚴(yán)重。針對這種腐蝕性水質(zhì)，重點考慮解決循環(huán)水的腐蝕問題?？紤]到pH在6.0左右的條件下，普通的緩蝕成分是不能有效的控制腐蝕率在0.125mm/a以下的，所以在無磷阻垢緩蝕劑JP-307中特別增加了無磷酸性緩蝕劑成分，并加大了用藥量。于7月15日至8月15日在合二循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場試驗。
1.5.4.1合二循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場掛片緩蝕性能監(jiān)測將處理好的試片懸掛于回水管、循環(huán)水池等處，每天觀察試片的情況，試驗結(jié)束時對試片進(jìn)行分析。
1.5.4.1.1合二循環(huán)水系統(tǒng)無磷阻垢緩蝕劑JP-307緩蝕性能試驗數(shù)據(jù)表9 合二循環(huán)水系統(tǒng)現(xiàn)場掛片試驗數(shù)據(jù)

1.5.4.1.2數(shù)據(jù)分析從表9的試驗數(shù)據(jù)可以看出，無磷阻垢緩蝕劑JP-307對合二循環(huán)水系統(tǒng)的酸性水質(zhì)條件下的碳鋼材質(zhì)緩蝕效果是可以達(dá)到GB/50050-95《工業(yè)水處理設(shè)計規(guī)范》所規(guī)定的要求的。
權(quán)利要求
1.一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸或/和聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸或/和聚環(huán)氧琥珀酸10-20％，聚馬來酸酐 20-30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物 15-20％，鋅鹽 3-5％，天然有機高分子 5-12％，鉬酸鹽 5-8％，其他成分 5-20％；其中，聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸時，聚天冬氨酸與聚環(huán)氧琥珀酸原料之間為任意配比；所述的其他成分為聚丙烯酸鈉、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物、硼酸鹽、唑類、有機胺中的任意一種或任意一種以上的混合，任意一種以上的混合時原料之間為任意配比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的鋅鹽為氯化鋅或硫酸鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的天然有機高分子為葡萄糖酸鈉或木質(zhì)素衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的鉬酸鹽為鉬酸鉀或鉬酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的硼酸鹽為硼酸鈉或四硼酸鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的唑類為苯并三氮唑或疏基苯駢唑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的有機胺為六次甲基四胺、硫脲或羧酸酰胺。
8.如權(quán)利要求1所述的一種無磷緩蝕阻垢劑應(yīng)用于循環(huán)冷卻水中，其特征在于每升循環(huán)冷卻水中加入30-50毫克無磷緩蝕阻垢劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無磷緩蝕阻垢劑及其循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用。一種無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸或/和聚環(huán)氧琥珀酸、2)聚馬來酸酐、3)丙烯酸/2－丙烯酰胺－2－甲基丙烯磺酸共聚物、3)鋅鹽、4)天然有機高分子、5)鉬酸鹽、6)其他成分，各原料所占質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸或/和聚環(huán)氧琥珀酸10－20％，聚馬來酸酐20－30％，丙烯酸/2－丙烯酰胺－2－甲基丙烯磺酸共聚物15－20％，鋅鹽3－5％，天然有機高分子5－12％，鉬酸鹽5－8％，其他成分5－20％；其中，聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸時，聚天冬氨酸與聚環(huán)氧琥珀酸原料之間為任意配比。該無磷緩蝕阻垢劑具有優(yōu)異的緩蝕、阻垢性和良好的環(huán)保性。
文檔編號C02F103/02GK101066811SQ20071005247
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者喻新榮, 劉向陽 申請人:武漢金坡化工科技有限公司