專利名稱：用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種能夠?qū)ρh(huán)冷卻水系統(tǒng)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行清洗、預(yù)膜、阻垢、緩蝕的多功能水處理劑。
眾所周知，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的水在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢、滋生細(xì)菌，并且會(huì)腐蝕設(shè)備，造成設(shè)備的損害甚至報(bào)廢。為了保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，常規(guī)情況下必須加入分別起阻垢、緩蝕、殺菌作用的各種藥劑，在使用新設(shè)備前或停機(jī)檢修時(shí)，還需分別加入清洗、預(yù)膜藥劑。由于現(xiàn)有技術(shù)中尚沒(méi)有能夠同時(shí)起到清洗、預(yù)膜、阻垢、緩蝕的多功能藥劑，所以目前只能分別單獨(dú)進(jìn)行加藥。單一作用的藥劑存在許多問(wèn)題，如①由于需要分別加入不同的藥劑，而且各藥劑對(duì)加藥設(shè)備的要求不同，因此，至少要有二套以上的加藥設(shè)備，無(wú)疑增加了設(shè)備投資，煩瑣的工序也造成了人力、物力的浪費(fèi)；②由于各種藥劑之間存在協(xié)同效應(yīng)問(wèn)題，確定加藥量前要研究藥劑是互相增效還是互相抵消，否則無(wú)法確定各藥劑組合使用后藥效的實(shí)際發(fā)揮程度，但是研究藥劑的協(xié)同效應(yīng)問(wèn)題需要投入很多精力，做很多試驗(yàn)，無(wú)疑給消費(fèi)者帶來(lái)很大不便；③由于專用藥劑加藥量比多功能藥劑加藥量大，這樣的水排放后對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染，等等。隨著工業(yè)的飛速發(fā)展和環(huán)境要求的提高，人們對(duì)水處理劑提出了更高要求，因此，需要研究一種能夠克服上述缺陷的具有多種功能的水處理劑。
所以，本發(fā)明的目的是提供一種能夠同時(shí)起到清洗、預(yù)膜、阻垢、緩蝕作用的多功能水處理劑。采用本發(fā)明的多功能水處理劑，只需一次加藥，只需一種加藥設(shè)備，而且由于各種藥效功能是確定的，可以非常容易地、精確地確定加藥量，避免了藥劑的浪費(fèi)。
為開(kāi)發(fā)不具有上述缺點(diǎn)的多功能水處理劑，本發(fā)明人進(jìn)行了深入細(xì)致的研究。結(jié)果，發(fā)明人在對(duì)雙(膦?；谆?天冬氨酸的阻垢、緩蝕性進(jìn)行研究的過(guò)程中出人意料地發(fā)現(xiàn)了本發(fā)明的技術(shù)方案。
眾所周知，凡是帶有-P(O)OH2、-COOH、-SO3H、-OH基團(tuán)的化合物或聚合物都可以作為循環(huán)冷卻水的水處理劑，主要用于防腐蝕、防結(jié)垢，一般稱之為緩蝕劑、阻垢劑。具有膦?；汪然碾p(膦?；谆?天冬氨酸就具有優(yōu)良的阻垢、緩蝕雙重功能，甚至對(duì)高硬度的水也有很好的阻垢性能，同時(shí)，該化合物是L-天冬氨酸衍生物，屬環(huán)保型產(chǎn)品，不會(huì)造成環(huán)境污染。本發(fā)明的多功能水處理劑系采用復(fù)配而成。本發(fā)明人出人意料地發(fā)現(xiàn)，將雙(膦酰基甲基)天冬氨酸(BPMA，余同)為基礎(chǔ)原料，與選自1-羥基-1，1-二膦?；彝?HEDP，余同)，1-羥基-1-膦酰基乙酸(HPA，余同)，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧基(PBTCA，余同)，聚膦?；人?PPCA，余同)，丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物(AA/MA，余同)，丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥乙酯三元共聚物(AA/MA/HEA，余同)，磺化苯乙烯/馬來(lái)酸酐二元共聚物(SSMAC，余同)，鋅鹽等中的一種或多種物質(zhì)復(fù)配，不但沒(méi)有降低其阻垢、緩蝕性能，反而使其阻垢、緩蝕性能明顯提高，另外，可以同時(shí)起到清洗、預(yù)膜的作用。
本發(fā)明的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑，包括以下組份a)8～30wt％的N，N-雙(膦酰基甲基)天冬氨酸，優(yōu)選14～24wt％，特別優(yōu)選15～20wt％；b)0.3～30wt％的選自1-羥基-1，1-二膦?；彝?，1-羥基-1-膦?；宜?，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧基，聚膦酰基羧酸，聚丙烯酸、丙烯酸甲酯二元共聚物，聚丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯三元共聚物，聚磺化苯乙烯、馬來(lái)酸酐二元共聚物的一種或多種物質(zhì)，優(yōu)選6～25wt％；c)0.0001～20wt％的鋅鹽，優(yōu)選ZnCl2；鋅鹽的含量?jī)?yōu)選2～6wt％，特別優(yōu)選3～5wt％；余量為水。
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳盡的描述。在公開(kāi)和描述本發(fā)明的循環(huán)冷卻水多功能水處理劑前，需指出，本發(fā)明不局限于本文所描述的特殊結(jié)構(gòu)、方法步驟和材料的限制，這些結(jié)構(gòu)、方法步驟和材料可以有所改變。
雖然本發(fā)明優(yōu)選使用N，N-雙(膦?；谆?天冬氨酸，但是很多的帶有-P(O)OH2、-COOH、-SO3H、-OH基團(tuán)的化合物或聚合物都可以作為本發(fā)明的基本組份(a)。
組份(a)的含量可以根據(jù)不同水質(zhì)，靈活地采用不同使用量。這取決于所要達(dá)到的目的，以及水質(zhì)的不同。當(dāng)對(duì)阻垢、緩蝕性能要求較高時(shí)，組份(a)的含量就多一些，反之，就少一些。
組份(b)可以是具有清洗、預(yù)膜效果的任意化合物或混合物。優(yōu)選那些可以提高組份(a)的阻垢與緩蝕協(xié)同效應(yīng)的物質(zhì)。本發(fā)明優(yōu)選1-羥基-1，1-二膦?；彝?天津東方紅化工廠生產(chǎn))，1-羥基-1-膦?；宜?北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-607)，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧基(江蘇武進(jìn)水質(zhì)穩(wěn)定劑廠生產(chǎn))，聚膦?；人?北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-630)，丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物(北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-645)，丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥乙酯三元共聚物(北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-646)，磺化苯乙烯/馬來(lái)酸酐二元共聚物(北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-647)中的一種或多種物質(zhì)作為組份(b)。
作為組份(b)的聚膦酰基羧酸，丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物，丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥乙酯三元共聚物，磺化苯乙烯/馬來(lái)酸酐二元共聚物的分子量沒(méi)有特別限制。但是優(yōu)選的各種聚合物的分子量通常為聚膦?；人?000～8000，丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物1000～8000，丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥乙酯三元共聚物1000～8000，磺化苯乙烯/馬來(lái)酸酐二元共聚物1000～8000，特別優(yōu)選的分子量分別為聚膦酰基羧酸2000～5000，丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物2000～5000，丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥乙酯三元共聚物2000～5000，磺化苯乙烯/馬來(lái)酸酐二元共聚物2000～5000。
本發(fā)明所用的共聚物中各種共聚單元的含量及其結(jié)合方式?jīng)]有特別限制。
優(yōu)選的丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物的例子有分子結(jié)構(gòu)通式 單體組成X～95％ Y～5％固含量30％聚合物分子量2000～5000北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-645A優(yōu)選的丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥乙酯三元共聚物的例子有分子結(jié)構(gòu)通式 單體組成X～85％ Y～5％ Z～10％固含量30％聚合物分子量2000～5000北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-646優(yōu)選的磺化苯乙烯/馬來(lái)酸酐二元共聚物的例子有分子結(jié)構(gòu)通式 單體組成X～55％ Y～45％固含量50％聚合物分子量2000～5000北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-647優(yōu)選的聚膦酰基羧酸的例子有單體組成丁烯二酸～80％，丙烯酸～10％，次亞磷酸鈉～10％固含量35％聚合物分子量2000～4000北京新大禹技術(shù)公司產(chǎn)品BC-630組份(b)的含量同樣可以根據(jù)不同水質(zhì)和不同的目的，靈活地采用不同的使用量。當(dāng)需要較好的清洗、預(yù)膜效果，組份(b)的用量可以大一些，反之，可以小一些。
組份(c)可以是ZnCl2或者ZnSO47H2O。這些可從北京市化工原料公司購(gòu)得。
組份(c)的用量也可以實(shí)際需要靈活掌握。
綜上所述，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是各組份的組合，在本發(fā)明的技術(shù)方案中給出了用量范圍內(nèi)，使用者可以根據(jù)不同的水質(zhì)和不同的使用目的調(diào)整配方。本發(fā)明的各組份含量的調(diào)整技術(shù)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是常規(guī)的技術(shù)。在使用本發(fā)明的多功能水處理劑時(shí)，也可以靈活地采用不同的使用量。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明的多功能水處理劑，只需使用一套加藥設(shè)備，只需進(jìn)行一次加藥，加藥前無(wú)須考慮使用多個(gè)藥劑時(shí)需考慮的藥劑協(xié)同效應(yīng)問(wèn)題，加藥量比綜合使用多種專用藥劑時(shí)小得多，因此使用簡(jiǎn)單、方便，可以起到清洗、預(yù)膜、阻垢、緩蝕的效果，不僅功能多，而且效果好。
下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作了進(jìn)一步描述，這些實(shí)施例是為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
在下面的實(shí)施例中，如不特別指出，各組份用量以BPMA為100重量份計(jì)。
在下面的實(shí)施例中，除ZnCl2為固體外，除非特別指明，所用的各種物質(zhì)均為水溶液，所述的用量也是指相應(yīng)的水溶液的用量，用量的單位均為重量份數(shù)。
各種物質(zhì)的水溶液的重量濃度為
實(shí)施例1BPMA100HPA 26.67ZnCl26.67
試劑制備CaCl2、NaHCO3標(biāo)準(zhǔn)液。
儀器①多孔恒溫水浴鍋②刻度燒杯1000毫升③容量瓶500、100毫升④移液管⑤酸度計(jì)計(jì)算結(jié)果
Ca02+試液試驗(yàn)前實(shí)測(cè)的Ca22+濃度再乘以濃縮倍數(shù)而得到的理論Ca22+濃度。
Ca12+加阻垢劑的試液，試驗(yàn)后的Ca22+濃度。
Ca22+不加阻垢劑試液(空白)，在相同條件下的Ca22+濃度
2.緩蝕率測(cè)定本方法根據(jù)中國(guó)石油化工總公司生產(chǎn)部、發(fā)展部公布的“冷卻水分析和試驗(yàn)方法”中實(shí)驗(yàn)室緩蝕率評(píng)定即旋轉(zhuǎn)掛片失重法進(jìn)行緩蝕率、清洗、預(yù)膜的性能評(píng)價(jià)。
儀器RCC-1型旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)儀燒杯2000毫升條件試驗(yàn)材質(zhì)20#碳鋼試驗(yàn)溫度50±1℃時(shí)間72小時(shí)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分計(jì)算結(jié)果
C計(jì)算常數(shù)，以mm/a為單位時(shí)，C＝8.76×107Δω試片的腐蝕失重(克)A試片面積(cm2)T試片試驗(yàn)時(shí)間(小時(shí))P試片材料的密度(千克/米3)
3.清洗(測(cè)試方法同緩蝕率)藥劑用量1000～3000mg/L，根據(jù)系統(tǒng)中銹蝕、結(jié)垢狀況而定，清洗時(shí)間36～48小時(shí)，基本可以清洗干凈。
4.預(yù)膜(測(cè)試方法與緩蝕率基本相同)藥劑用量400～700mg/L，材質(zhì)20#碳鋼，室溫旋轉(zhuǎn)掛片方法，時(shí)間48小時(shí)。
掛片經(jīng)電鏡分析，形成的膜向金屬里層滲透，膜厚達(dá)70μm，具體結(jié)果如下
上述阻垢緩蝕清洗預(yù)膜實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明的多功能水處理劑的最大特點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單、方便，不僅功能多，而且效果好。
權(quán)利要求
1.一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑，包括以下組份a)8～30wt％的N，N-雙膦酰基甲基天冬氨酸；b)0.3～30wt％的選自1-羥基-1，1-二膦?；彝?，1-羥基-1-膦酰基乙酸，2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧基，聚膦?；人?，丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物，丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥乙酯三元共聚物，磺化苯乙烯/馬來(lái)酸酐二元共聚物中的一種或多種物質(zhì)；c)0.0001～20wt％的鋅鹽；余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑，其特征在于所述的組份a)的含量為14～24wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑，其特征在于所述的組份a)的含量為15～20wt％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑，其特征在于所述的組份b)的含量為6～25wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑，其特征在于所述的組份c)的含量為2～6wt％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑，其特征在于所述的組份c)的含量為3～5wt％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的多功能水處理劑，其特征在于所述的鋅鹽為ZnCl2。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種循環(huán)冷卻水用多功能水處理劑,本發(fā)明的水處理劑系將N,N－雙(膦?；谆?天冬氨酸和選自1－羥基－1,1－二膦酰基乙烷,1－羥基－1－膦?；宜?2－膦酸丁烷－1,2,4－三羧基,聚膦?；人?丙烯酸/丙烯酸甲酯二元共聚物,丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥乙酯三元共聚物,磺化苯乙烯/馬來(lái)酸酐二元共聚物的一種或多種物質(zhì)以及ZnCl
文檔編號(hào)C02F1/08GK1345696SQ00124998
公開(kāi)日2002年4月24日 申請(qǐng)日期2000年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
發(fā)明者胡廷育, 張穎, 趙梅君, 黃文氫, 趙曦, 張世玉, 曹栩然, 王桂海 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