專(zhuān)利名稱(chēng)：一種復(fù)合型工業(yè)循環(huán)冷卻水阻垢劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型循環(huán)水處理用水質(zhì)穩(wěn)定劑，具體來(lái)講是一種含聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和羥基乙叉二磷酸復(fù)合阻垢劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展帶來(lái)水質(zhì)日趨惡化、用水消耗日益增多等問(wèn)題。由于冷卻水用量占工業(yè)用水的60 70%，所以合理節(jié)約冷卻水尤為重要。節(jié)約冷卻水的主要方法是提高冷卻水循環(huán)利用率，加大冷卻水的濃縮倍數(shù)，但這樣又會(huì)給冷卻水系統(tǒng)帶來(lái)了嚴(yán)重的腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題，同時(shí)也對(duì)阻垢劑提出了更高的要求。阻垢劑作為水處理劑的一種，廣泛用于石油、化工、電力、造紙、冶金、制藥等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，自20世紀(jì)60年代以來(lái)，水處理劑不斷發(fā)展，多以天然聚合物木質(zhì)素、植酸鈉等作為阻垢分散劑，阻垢效果不夠理想。70年代初聚丙烯酸(PAA)和聚馬來(lái)酸(PMA)的開(kāi)發(fā)成功，使阻垢劑處理冷卻水技術(shù)取得突破性進(jìn)展，并帶動(dòng)了一系列含有多種基團(tuán)的二元、三元甚至四元共聚物的開(kāi)發(fā)和使用。目前，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了申請(qǐng)?zhí)枮?200410066828. 3 “一種用于工業(yè)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕阻垢劑”、申請(qǐng)?zhí)枮?00610137772. 5 “一種阻垢劑及其在水處理中的應(yīng)用”、申請(qǐng)?zhí)枮?00710051679.7 “高效馬來(lái)酸酐系聚合物阻垢劑的制備方法”、申請(qǐng)?zhí)枮?00710022984.3 “一種無(wú)磷環(huán)保型緩蝕阻垢劑及其制備方法”、申請(qǐng)?zhí)枮?007101339925. 5 “烯丙氧基聚醚類(lèi)阻垢劑及制備方法”申請(qǐng)?zhí)枮?200710177189. I “一種鍋爐熱網(wǎng)用緩蝕阻垢劑”、申請(qǐng)?zhí)枮?00810055017. I “一種工業(yè)循環(huán)冷卻水的緩蝕阻垢劑”、申請(qǐng)?zhí)枮?00810123729. 2“一種四元聚合物型緩蝕阻垢劑及其制備方法”等等，上述專(zhuān)利技術(shù)均采用共聚。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，可生物降解的新型阻垢劑的合成逐漸受到世界的關(guān)注，許多環(huán)境友好型阻垢劑不斷問(wèn)世，其中研究較多的有聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸，目前，，中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了申請(qǐng)?zhí)枮?2111415. 3 “環(huán)保型阻垢劑聚天冬氨酸的制備方法”申請(qǐng)?zhí)枮?00410015875. 5 “生物可降解緩蝕阻垢劑聚天冬氨酸的制備方法”、申請(qǐng)?zhí)枮?00610012918. 3“一種聚天冬氨酸共聚物及其制備方法”、申請(qǐng)?zhí)枮?200710173243. 5 “用作綠色阻垢劑的甘氨酸/天冬氨酸共聚物的制備方法”等，天冬氨酸類(lèi)阻垢劑的阻垢效果很好，但價(jià)格比較昂貴，很多企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本而不使用。王憲革等同志研究了 “復(fù)配阻垢劑的性能及阻垢機(jī)理研究“，東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010， 31 (6) :909 912，對(duì)CaCO3的阻垢效果比較好，對(duì)CaS04、Fe2O3的阻垢效果較差，而且這種復(fù)配阻垢劑的保質(zhì)期很短，一個(gè)月內(nèi)就出現(xiàn)絮狀沉淀；張彥河等同志研究了 “烏頭酸-丙烯酸共聚物的合成及性能的研究“，工業(yè)水處理，2005，25 (2) 48 49，在加入量為15mg/L 時(shí)，阻垢率達(dá)到65. 71%，該共聚物與HEDP、PBTCA復(fù)合后，有協(xié)同阻垢效果，其阻垢率分別為768. 0%和83. 91%。由于工業(yè)冷卻循環(huán)水水質(zhì)的復(fù)雜性和多變性，單一的阻垢劑已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足工業(yè)水處理的要求了，必須運(yùn)用幾種多元聚合進(jìn)行復(fù)配將更多含不同活性基團(tuán)引入復(fù)配阻垢劑中，賦予水處理劑更多更新的優(yōu)異的性能。本發(fā)明在調(diào)研國(guó)內(nèi)外復(fù)配型水處理劑最新研究成果和經(jīng)驗(yàn)后，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，成功開(kāi)發(fā)出適合復(fù)雜水環(huán)境中應(yīng)用的ー種綠色環(huán)保的阻垢劑，該阻垢劑含-C00H、-SO3H, -OH、-NH2, -PO3等多種活性基團(tuán)、性能優(yōu)異的復(fù)合型阻垢劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種復(fù)合型エ業(yè)循環(huán)冷卻水緩蝕阻垢劑的制備方法，其特征在干，這種復(fù)合阻垢劑是由聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、羥基こ叉ニ磷酸、氫氧化鈉和水組成，其中各組分按質(zhì)量百分比聚環(huán)氧琥珀酸 (PESA) 35-40% ;聚天冬氨酸(PASP) 18-25% ;丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AA/ AMPS) :15-20% ;羥基こ叉ニ磷酸(HEDP) 18-28% ;其余的是水，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH。一種復(fù)合型阻垢劑的制備方法，包括如下步驟(I)將聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸按質(zhì)量百分比為I : 0. 5 0. 7混合均勻；(2)然后再分別加入15-20%丙烯酸-2-丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AA/AMPS)， 20-25%羥基こ叉ニ磷酸(HEDP)，混合均勻，加入一定量的去離子水，再攪拌下于65 70°C 恒溫反應(yīng)I. 5 2. 0小時(shí)，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到ー種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。本發(fā)明制備的阻垢劑可廣泛用于石油、化工、電力、造紙、冶金、制藥等行業(yè)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，抑制冷卻水結(jié)垢。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)用藥量少、成本低、阻垢能力強(qiáng)，對(duì)鈣、鎂、鋇、鍶和鐵垢均有十分優(yōu)異的阻垢效果，產(chǎn)品質(zhì)量好，保質(zhì)期一年以上；(2)熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)品可生物降解；(3)合成的過(guò)程要求的條件容易控制，能耗低，操作簡(jiǎn)單，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)“三廢”排放，屬于清潔生產(chǎn)工藝；(4)該阻垢劑為液態(tài)，在冷卻水的進(jìn)水管前5米管道處開(kāi)ロ，通過(guò)計(jì)
量泵打入管道。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I(I)取ISmL聚環(huán)氧琥珀酸和IOmL聚天冬氨酸置于反應(yīng)瓶中，混勻；(2)然后再分別加入8mL丙烯酸_2_丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AA/AMPS)和IOmL 羥基こ叉ニ磷酸01EDP)，混合均勻，加入5mL去離子水，再攪拌下于65°C恒溫反應(yīng)2. 0小時(shí)，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到ー種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例2(I)取20mL聚環(huán)氧琥珀酸和12mL聚天冬氨酸置于反應(yīng)瓶中，混勻；(2)然后再分別加入IOmL丙烯酸-2-丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AA/AMPS)和12mL 羥基こ叉ニ磷酸01EDP)，混合均勻，加入5mL去離子水，再攪拌下于70°C恒溫反應(yīng)I. 5小時(shí)，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到ー種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例3(I)取15mL聚環(huán)氧琥珀酸和SmL聚天冬氨酸置于反應(yīng)瓶中，混勻；
(2)然后再分別加入8mL丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AA/AMPS)和IOmL 羥基乙叉二磷酸(HEDP)，混合均勻，加入5mL去離子水，再攪拌下于65°C恒溫反應(yīng)I. 5小時(shí)，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例4(I)取20mL聚環(huán)氧琥珀酸和IOmL聚天冬氨酸置于反應(yīng)瓶中，混勻；(2)然后再分別加入8mL丙烯酸_2_丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AA/AMPS)和IOmL 羥基乙叉二磷酸(HEDP)，混合均勻，加入SmL去離子水，再攪拌下于70°C恒溫反應(yīng)2. O小時(shí)，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例5(I)取ISmL聚環(huán)氧琥珀酸和12mL聚天冬氨酸置于反應(yīng)瓶中，混勻；(2)然后再分別加入IOmL丙烯酸_2_丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AA/AMPS)和12mL 羥基乙叉二磷酸(HEDP)，混合均勻，加入SmL去離子水，再攪拌下于65°C恒溫反應(yīng)I. 5小時(shí)，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例6(I)取ISmL聚環(huán)氧琥珀酸和IOmL聚天冬氨酸置于反應(yīng)瓶中，混勻；(2)然后再分別加入8mL丙烯酸_2_丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(AA/AMPS)和12mL 羥基乙叉二磷酸(HEDP)，混合均勻，加入5mL去離子水，再攪拌下于70°C恒溫反應(yīng)2. O小時(shí)，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例7阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)碳酸鈣、磷酸鈣的靜態(tài)阻垢性能測(cè)試方法依據(jù)GB/T 16632-2008和GB/T 22626-2008分別測(cè)定阻垢劑的阻垢性能，碳酸鈣阻垢的實(shí)驗(yàn)條件為Ca2+濃度為250mg/L， HCO3-濃度為250mg/L，pH = 7 9之間，溫度80°C，時(shí)間為IOh ;磷酸鈣阻垢的實(shí)驗(yàn)條件為Ca2+濃度為250mg/L，P043—濃度5mg/L，溫度80°C，時(shí)間為10h，阻垢性能如表I所示；硫酸鋇和硫酸鍶的靜態(tài)阻垢性能測(cè)試方法依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5673-93進(jìn)行測(cè)定阻垢劑的阻垢性能，硫酸鋇阻垢的實(shí)驗(yàn)條件為=Ba2+濃度為370mg/L，Sr2+濃度為370mg/L，S042_濃度為 540mg/L, pH = 7 9之間，溫度70°C，時(shí)間為16h，阻垢性能如表I所示。按相同的測(cè)試方法測(cè)試了進(jìn)口阻垢劑MDC220和PTP-0100的阻垢性能，還測(cè)試了按王憲革等“復(fù)配阻垢劑的性能及阻垢機(jī)理研究“，東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010， 31(6) :909 912，的文獻(xiàn)配制的復(fù)合阻垢劑(PESA/PASP/AA/AMPS)的阻垢性能，結(jié)果列入表I。表I阻垢性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型工業(yè)循環(huán)冷卻水阻垢劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸按質(zhì)量百分比為I: 0. 5 0. 7混合均勻；(2)然后再分別加入15-20%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，20-25%羥基乙叉二磷酸，混合均勻，加入一定量的去離子水，再攪拌下于65 70°C恒溫反應(yīng)I. 5 2. 0小時(shí)，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50 % NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種復(fù)合型工業(yè)循環(huán)冷卻水阻垢劑的制備方法，其特征是: 其中各組分按質(zhì)量百分比聚環(huán)氧琥珀酸35-40%;聚天冬氨酸18-25%;丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸15-20% ;羥基乙叉二磷酸18-28% ;其余的是水，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH， 各組分含量之和為百分之百。
3.根據(jù)權(quán)利要求I步驟(2)中所述的制備方法，其特點(diǎn)在于反應(yīng)溫度為65 70°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I步驟(I)中所述的制備方法，其特點(diǎn)在于聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸按質(zhì)量百分比為I : 0.5 0.7之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I步驟⑵中所述的制備方法，其特點(diǎn)在停止反應(yīng)后用NaOH溶液調(diào)節(jié) pH時(shí)的溫度為45 55°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合型工業(yè)循環(huán)冷卻水阻垢劑的制備方法，其特征是該阻垢劑是一種復(fù)合型的，其中各組分按質(zhì)量百分比為聚環(huán)氧琥珀酸35-40％；聚天冬氨酸18-25％；丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸15-20％；羥基乙叉二磷酸18-28％；其余的是水，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH。本發(fā)明還公開(kāi)了這種復(fù)合型阻垢劑的制備方法。本發(fā)明制備的阻垢劑對(duì)CaCO3、Ca3(PO4)2、BaSO4和SrSO4垢有優(yōu)異的阻垢效果，同時(shí)具有緩蝕性能、耐高溫、分子量可控，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)“三廢”排放。本發(fā)明產(chǎn)品處理工業(yè)循環(huán)水、油田用水等工藝簡(jiǎn)單，用藥量少，成本低、效果好，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C02F5/14GK102583792SQ20121009784
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者余梅, 莊海燕, 李慧芝, 許崇娟 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)