專利名稱：：一種循環(huán)水管道多功能減阻劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種循環(huán)水管道多功能減阻劑，特別是由具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水殺菌滅藻劑、具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水緩蝕阻垢劑和其它循環(huán)水處理劑組成的多種功能的減阻劑，屬于精細(xì)化學(xué)品領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：空調(diào)設(shè)備、集中供熱管道和工業(yè)生產(chǎn)裝置的循環(huán)水系統(tǒng)普遍存在高能耗的問題，其中循環(huán)泵能耗高達(dá)系統(tǒng)能耗的30%-50%。我國正在向城市化和工業(yè)化方向發(fā)展，節(jié)能減排任務(wù)繁重，在循環(huán)水中系統(tǒng)中加入管道減阻劑是簡便易行的節(jié)能方法，因而近年來受到普遍關(guān)注。早期的循環(huán)水管道減阻劑通常是一些高分子聚合物，例如美國專利US1352284(1974-5-8)公開一種由聚氧乙烯高分子、懸浮劑和表面活性劑等組成的管道減阻劑配方，實(shí)際應(yīng)用中高分子聚合物易被循環(huán)泵剪切失去減阻性能。此外聚合物減阻劑可能會降低水溶液的傳熱系數(shù)，其應(yīng)用范圍受到很大限制。后來發(fā)現(xiàn)某些表面活性劑也具有較好的減阻功能，特別是能形成特別長的圓柱形膠束的表面活性劑，其在熱交換器內(nèi)被機(jī)械裝置破壞失去減阻效果，而在熱交換器后的管道中膠束迅速再次形成恢復(fù)了減阻作用。選定表面活性劑減阻劑的適當(dāng)添加濃度以及管道中循環(huán)水合適的流速，就可能建立管道內(nèi)的層流和熱交換器內(nèi)的湍流，在管道直徑不變條件下減小泵功率和能耗。美國道化學(xué)公司在美國專利US4534875(1985-8-13)公開一種十六烷基三曱基水楊酸胺和水楊酸鈉為主要成分的粘彈性表面活性劑減阻劑。荷蘭阿克佐諾貝爾公司在美國專利US5902784(1999-5-11)、美國專利US2004/0069342和中國專利CN1245468(2006-3-15)中公開了兩性離子表面活性劑與陰離子表面活性劑組成的一系列減阻劑配方。瑞典BerolNobelAB^^司在美國專利US5339855(1994-8-23)中公開一種烷基醇酰胺減阻劑。日本東邦化學(xué)公司在日本專利JP2000313872(2000-11-14)、JP2004323813(2004-11-18)和JP2006199800(2006-8-3)中公開了以叔胺氧化物為主要成分的一系列減阻劑配方。國內(nèi)水處理劑開發(fā)和應(yīng)用迅速發(fā)展，但局限在緩蝕阻垢劑、殺菌滅藻劑、分散剝離劑和絮凝劑上。上海交通大學(xué)在循環(huán)水管道減阻劑的基礎(chǔ)研究方面做了大量工作，主要集中在對十六烷基三曱基水楊酸胺和水楊酸鈉的減阻性能進(jìn)行驗(yàn)證和應(yīng)用條件優(yōu)化。表面活性劑類減阻劑抗剪切，減阻膠束具有自修復(fù)功能，理論上可以在循環(huán)水系統(tǒng)中長期使用，已在一些大型循環(huán)水系統(tǒng)中應(yīng)用取得很好節(jié)能效果。但國外專利公開的減阻劑成分都是一些新型表面活性劑，其對管道設(shè)備腐蝕性和長期穩(wěn)定性數(shù)據(jù)缺乏，再加上其合成原料價(jià)格過高，限制了其在中小循環(huán)水系統(tǒng)中推廣使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種兼有緩蝕、阻垢、殺菌和減阻節(jié)能等多種功能且價(jià)格低廉的多功能減阻劑，解決現(xiàn)有管道減阻劑對管道設(shè)備腐蝕性和長期穩(wěn)定性數(shù)據(jù)缺乏和原料價(jià)格過高難以在中小循環(huán)水系統(tǒng)中推廣應(yīng)用的問題。本發(fā)明的思路是從腐蝕性和長期穩(wěn)定性數(shù)據(jù)完備的現(xiàn)有工業(yè)殺菌滅藻劑、緩蝕阻垢劑、分散劑和絮凝劑中篩選具有減阻功能和減阻分子結(jié)構(gòu)的表面活性劑共同組成多功能減阻劑，使其兼有緩蝕、阻垢、殺菌和減阻節(jié)能等多種功能，替代現(xiàn)有的單一功能水處理劑，特別適合在中小循環(huán)水系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。為達(dá)到以上目的采取的技術(shù)方案和措施是(1)由具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水殺菌滅藻劑、具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水緩蝕阻垢劑和其它工業(yè)循環(huán)水處理劑組成多功能減阻劑，按循環(huán)水量以0.4-2.0kg/t—次性投入循環(huán)水系統(tǒng)。(2)選用分子式如下的常見季胺鹽表面活性劑作為多功能減阻劑主要組分，R-N+-CH2<§>CH3其中，R是8-24個碳原子的烴基或其混合物。最好是常見的氯化十二烷基二曱基卡基胺或十四烷基二曱基節(jié)基胺，它們是常用的工業(yè)循環(huán)水殺菌滅藻劑，其殺菌和減阻性能優(yōu)于美國專利公開的十二烷基三曱基氯化銨或十四烷基三甲基氯化銨。(3)選用分子式如下的烷醇酰胺作為多功能減阻劑主要組分，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，R是8-24個碳原子的烴基或其混合物。最好是常見的十二酸二乙醇酰胺或椰油酸二乙醇酰胺，它們是常用的工業(yè)循環(huán)水緩蝕阻垢劑，實(shí)驗(yàn)證明其有良好的減阻性能。(4)根據(jù)需要配合選用其它循環(huán)水處理劑，對于熱水循環(huán)系統(tǒng)可以加入膦酸鹽或鉬酸鹽以及消泡劑等進(jìn)一步提高緩蝕阻垢性能。(5)配方中殺菌滅藻劑、緩蝕阻垢劑和其它水處理劑重量比為1-10:1-10:1，加水溶解形成固含量為40%水溶液。根據(jù)以上技術(shù)方案優(yōu)選出的多功能減阻劑典型配方如下配方1:氯化十二烷基二曱基節(jié)基胺(代號1227)25%椰油酸二乙醇酰胺(代號6501)10%羥基亞乙基二膦酸鈉(代號HEDP)5%水60%配方2:氯化十二烷基二曱基千基胺(代號1227)18%椰油酸二乙醇酰胺(代號6501)20%羥基亞乙基二膦酸鈉(代號HEDP)1.9%有機(jī)硅消泡劑0.1%水60%對于特定的循環(huán)水系統(tǒng)，減阻劑添加量選擇和減阻效果評價(jià)采用旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)初步篩選。具體方法是在燒杯中配制0.1%的減阻劑水溶液，取適量減阻劑水溶液加入都度測量杯中，在恒溫下用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)在轉(zhuǎn)速750rpm下測定其黏度，根據(jù)減阻理論教度較大者減阻率也較大。還可以用黏度計(jì)分別測定不同溫度和不同減阻劑濃度下的黏度，從而初步篩選特定溫度下合適的減阻劑濃度。經(jīng)過初步篩選的減阻劑配方然后在安裝了差壓計(jì)的循環(huán)水系統(tǒng)上進(jìn)行進(jìn)一步評價(jià)，通過測定特定溫度循環(huán)水在加入減阻劑前后試驗(yàn)管^&上壓差的變化求出減阻率，從而確定特定溫度下合適的減阻劑濃度。本發(fā)明多功能減阻劑在空調(diào)、集中采暖和工業(yè)循環(huán)水中使用可以防腐阻垢和減阻節(jié)能，按系統(tǒng)循環(huán)水量以0.4-2.Okg/t—次性加入。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果體現(xiàn)在(1)配方采用常見工業(yè)原料，價(jià)格低廉，投資回收期短。(2)配方組分的腐蝕和長期穩(wěn)定性性數(shù)據(jù)以及環(huán)保安全性經(jīng)過在水處理行業(yè)中長期應(yīng)用已得到驗(yàn)證，容易商業(yè)化推廣應(yīng)用。(3)兼有緩蝕、阻垢、殺菌和減阻節(jié)能等多種功能，可替代現(xiàn)有的單一功能水處理劑，特別適合在中小循環(huán)水系統(tǒng)中推廣應(yīng)用。(4)減阻節(jié)能效果明顯和減阻長期穩(wěn)定性好，節(jié)約的能量可^f吏更多人享受到空調(diào)設(shè)備、集中供熱帶來的生活便利和降低工業(yè)品生產(chǎn)成本。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的是采用以下方式實(shí)現(xiàn)的，下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明實(shí)施例1在250ml燒杯中稱取市售工業(yè)氯化十二烷基二曱基千基胺(含量40%)62.5g，市售工業(yè)椰油酸二乙醇酰胺10.0g,市售工業(yè)輕基亞乙基二膦酸鈉(含量70%)7.1g和水20.4g，攪拌溶解，得到100g4(W多功能減阻劑。分別稱取l.0g、2.0g、3.0g、4.0g和5.0g溶于1000ml自來水，在室溫(25°C)下用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)在轉(zhuǎn)速750rpm下測定其黏度進(jìn)行初步評價(jià)，5次試驗(yàn)結(jié)果如表1。減阻劑1.2g/L以上時水溶液黏度變化減小，可見減阻劑濃度1.2g/L時達(dá)到減阻膠束形成濃度，初步選定常溫下該配方多功能減阻劑添加濃度為1.2g/L。表1減阻劑濃度對水溶液黏度的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2在2500ml燒杯中稱取市售工業(yè)氯化十二烷基二曱基節(jié)基胺(含量40y。)450g，市售工業(yè)椰油酸二乙醇酰胺200g，市售工業(yè)羥基亞乙基二膦酸鈉(含量70%)27g,有機(jī)硅消泡劑1.0g和水322g,攪拌溶解，得到1000g40%多功能減阻劑。在一循環(huán)水量200L，試驗(yàn)管徑DN20,試驗(yàn)管長6000mm的裝置上進(jìn)行減阻劑性能評價(jià)。在室溫(25°C),循環(huán)水流速3.2m/s下加入配制的多功能減阻劑200g測定其減阻率，然后每次補(bǔ)加減阻劑200g再測定其減阻率，5次試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。表1減阻劑濃度對減阻率的影響序號12345減阻劑加入量，g2004006008001000減阻劑濃度，g/L0.40.81.21.62.0減阻率，％15.634.752.357.460.5試驗(yàn)確定常溫下該配方多功能減阻劑添加濃度為1.2g/L,減阻率52.3%，最大減阻率60.5%?？梢姕p阻劑濃度1.2g/L時達(dá)到減阻膠束形成濃度，初步選定常溫下該配方多功能減阻劑添加濃度為1.2g/L。權(quán)利要求1.一種循環(huán)水管道多功能減阻劑，其特征在于由具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水殺菌滅藻劑、具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水緩蝕阻垢劑和其它工業(yè)循環(huán)水處理劑組成，配方中殺菌滅藻劑、緩蝕阻垢劑和其它水處理劑重量比為1-10∶1-10∶1，應(yīng)用中按循環(huán)水量以0.4-2.0kg/t一次性投入循環(huán)水系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述產(chǎn)品，其特征在于具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水殺菌滅藻劑是長鏈季胺鹽表面活性劑，分子式為eHR-h+-CH2<@>其中，R是8-24個碳原子的烴基或其混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水緩蝕阻垢劑是烷醇酰胺表面活性劑，分子式為R~C—N(CH2CH2OH)2O其中，R是8-24個碳原子的烴基或其混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于其它工業(yè)循環(huán)水處理劑是膦酸鹽或鉬酸鹽以及消泡劑等。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于配方中長鏈季胺鹽殺菌滅藻劑、烷醇酰胺緩蝕阻垢劑和膦酸鹽等其它水處理劑重量比為1-10:1-10:1。全文摘要本發(fā)明涉及一種循環(huán)水管道多功能減阻劑，由具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水殺菌滅藻劑、具有減阻功能的工業(yè)循環(huán)水緩蝕阻垢劑和其它工業(yè)循環(huán)水處理劑組成。優(yōu)選出的多功能減阻劑配方由氯化十二烷基二甲基芐基胺殺菌滅藻劑、椰油酸二乙醇酰胺緩蝕阻垢劑和羥基亞乙基二膦酸鈉組成，按循環(huán)水量以0.4-2.0kg/t一次性投入循環(huán)水系統(tǒng)。它兼有緩蝕、阻垢、殺菌和減阻節(jié)能等多種功能且價(jià)格低廉，適用于空調(diào)設(shè)備和工業(yè)裝置的循環(huán)水系統(tǒng)減阻節(jié)能，能夠穩(wěn)定設(shè)備傳熱效率，降低管道阻力，降低循環(huán)泵電耗50％以上。文檔編號C02F5/10GK101538090SQ20091006847公開日2009年9月23日申請日期2009年4月14日優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日發(fā)明者劉炳光,喻宏林,李建生,楊瑞靜申請人:天津市職業(yè)大學(xué)