復(fù)合阻垢緩蝕劑及其應(yīng)用以及循環(huán)水的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合阻垢緩蝕劑及其應(yīng)用以及循環(huán)水的處理方法，該復(fù)合阻垢緩蝕劑含有分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽，所述分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽的重量比為1:0.1-2:0.025-0.5，其中錳鹽的重量按錳離子計。本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑與非氧化型殺菌劑特別是異噻唑啉酮具有較好的協(xié)同效應(yīng)，能明顯提高異噻唑啉酮的殺菌效果，表現(xiàn)為殺菌快和藥效時間長。另外本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑對鈣和堿容忍度高，對水質(zhì)的適應(yīng)范圍寬，對總硬度與總堿度之和在300mg·L-1以上的水質(zhì)以及總硬度與總堿度之和在100mg·L-1以下的水質(zhì)都具有優(yōu)良的阻垢緩蝕性能，易于推廣應(yīng)用。
【專利說明】復(fù)合阻垢緩蝕劑及其應(yīng)用以及循環(huán)水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合阻垢緩蝕劑及其應(yīng)用以及循環(huán)水的處理方法，具體地，涉及一種復(fù)合阻垢緩蝕劑及其在循環(huán)水處理中的應(yīng)用以及利用該復(fù)合阻垢緩蝕劑的循環(huán)水處
理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，工業(yè)用水量日益增加。在城市，工業(yè)用水往往占到城市用水量的70%以上,而其中冷卻水又占工業(yè)用水量的80%以上。冷卻水在使用過程中由于不斷循環(huán)和濃縮，水中的礦物質(zhì)含量也會不斷增加，從而引起設(shè)備管道結(jié)垢、腐蝕。為了減少設(shè)備腐蝕，提高設(shè)備利用率，節(jié)約能源、水資源，確保生產(chǎn)的正常運行，需要在循環(huán)冷卻水中添加各種水質(zhì)穩(wěn)定劑。高效的水處理劑可以提高水處理工藝水平，減少工業(yè)用水量，有效緩解水資源短缺的矛盾，對促進建設(shè)節(jié)水型城市和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。水質(zhì)穩(wěn)定劑中用量最大的是緩蝕阻垢劑，其用量占到水處理劑用量的80%以上，通常緩蝕和阻垢由復(fù)合阻垢緩蝕劑配方來解決。
[0003]不同的水質(zhì)，復(fù)合阻垢緩蝕劑所要解決的問題不同，對低硬、低堿水質(zhì)，采用自然pH值運行工藝，水處理配方重點解決 緩蝕問題，一般采用磷酸鹽+有機膦酸+磺酸鹽共聚物+鋅鹽配方。對高硬、高堿水質(zhì),則根據(jù)水處理工藝的不同而不同，一種是調(diào)pH工藝，調(diào)pH工藝運行的基本思路是用加AH2SO4的方法來控制循環(huán)水的pH值，降低循環(huán)水中的堿度，進而防止系統(tǒng)結(jié)垢；同時增加配方中的緩蝕劑和分散劑的用量，重點解決系統(tǒng)的腐蝕問題，一般采用有機膦酸加磺酸鹽共聚物+鋅鹽配方。此兩種配方關(guān)鍵是穩(wěn)定循環(huán)水中的磷酸和鋅鹽；不調(diào)PH值工藝，主要解決阻垢問題，一般采用有機膦酸加共聚物和視具體情況而加入鋅鹽的配方。
[0004]以上添加了鋅鹽的配方中，主要是依靠在金屬表面形成氫氧化鋅沉淀并覆蓋在陰極表面，形成陰極緩蝕膜，以此減少金屬的腐蝕。
[0005]在循環(huán)水的處理工藝中，添加阻垢緩蝕劑的同時還需要添加殺菌劑以抑制循環(huán)水中微生物的生長，但使用上述含鋅鹽的阻垢緩蝕劑時，阻垢緩蝕劑與殺菌劑無顯著協(xié)同效應(yīng)，特別是使用異噻唑啉酮作為殺菌劑時，殺菌劑見效慢且藥效時間短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種與殺菌劑有較好協(xié)同效應(yīng)的復(fù)合阻垢緩蝕劑及其應(yīng)用以及循環(huán)水的處理方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種復(fù)合阻垢緩蝕劑，其特征在于，該復(fù)合阻垢緩蝕劑含有分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽，所述分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽的重量比為1:0.1-2:0.025-0.5，其中錳鹽的重量按錳離子計。
[0008]另一方面，本發(fā)明提供上述復(fù)合阻垢緩蝕劑在循環(huán)水處理中的應(yīng)用。
[0009]再一方面，本發(fā)明提供一種循環(huán)水的處理方法，其特征在于，該方法包括往循環(huán)水中加入上述復(fù)合阻垢緩蝕劑以及殺菌劑。
[0010]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑與非氧化型殺菌劑特別是異噻唑啉酮具有較好的協(xié)同效應(yīng)，能明顯提高異噻唑啉酮的殺菌效果，表現(xiàn)為殺菌快和藥效時間長。另外本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑對鈣和堿容忍度高，對水質(zhì)的適應(yīng)范圍寬，對總硬度與總堿度之和在300mg 1以上的水質(zhì)以及總硬度與總堿度之和在IOOmg.Ι^以下的水質(zhì)都具有優(yōu)良的阻垢緩蝕性能，易于推廣應(yīng)用。
[0011]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0012]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0013]本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑含有分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽，所述分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽的重量比為1:0.1-2:0.025-0.5，優(yōu)選為1:0.6-1:0.1-0.25，
其中錳鹽的重量按錳離子計。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述錳鹽可以為任何可溶性的錳鹽，只要能夠在添加至循環(huán)水中之后產(chǎn)生Mn2+即可，優(yōu)選情況下，所述錳鹽為氯化錳、硫酸錳和硝酸錳中的一種或多種。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，所述分散劑可以為主要起分散作用的各種本領(lǐng)域常規(guī)使用的含羧酸基聚合物和/或酸酐的聚合物，例如可以為羧酸或其酸酐的共聚物和/或羧酸或其酸酐與磺酸鹽的共聚物。優(yōu)選情況下，所述分散劑為聚丙烯酸、聚馬來酸、聚馬來酸酐、丙烯酸與丙烯酸酯的共聚物、馬來酸與丙烯酸的共聚物、馬來酸酐與丙烯酸的共聚物、馬來酸與苯乙烯磺酸的共聚物、馬來酸酐與苯乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸與苯乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸酯與苯乙烯磺酸的共聚物、馬來酸與烯丙基磺酸的共聚物、馬來酸酐與烯丙基磺酸的共聚物、丙烯酸與烯丙基磺酸的 共 聚物、丙烯酸與乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物、丙烯酸與丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物、丙烯酸與丙烯酸酯以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物、丙烯酸與馬來酸以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物、丙烯酸與丙烯酸羥丙酯以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物中的一種或多種。
[0016]其中，所述丙烯酸酯可以為丙烯酸Ci_8酯，例如丙烯酸CV8烷基酯和/或丙烯酸CV8羥烷基酯，優(yōu)選為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸羥丙酯中的一種或多種。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，所述有機膦酸阻垢緩蝕劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種有機膦酸，優(yōu)選為羥基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、羥基膦酸基乙酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺酸二甲叉膦酸和氨基乙磺酸二甲叉膦酸中的一種或多種。
[0018]更優(yōu)選地，所述有機膦酸阻垢緩蝕劑為羥基乙叉二膦酸、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和羥基膦酸基乙酸中的一種或多種。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，所述復(fù)合阻垢緩蝕劑還可以含有銅材緩蝕劑，以進一步增強本發(fā)明復(fù)合阻垢緩蝕劑抑制銅腐蝕的功能。所述銅材緩蝕劑與所述分散劑的重量比可以為
0.05-0.1875:1。所述銅材緩蝕劑可以為本領(lǐng)域常用的氮唑類物質(zhì)，優(yōu)選為巰基苯并噻唑和
/或苯并三氮唑。[0020]本發(fā)明還提供上述復(fù)合阻垢緩蝕劑在循環(huán)水處理中的應(yīng)用。其中，所述復(fù)合阻垢緩蝕劑的用量優(yōu)選為6.5-31.5mg/L循環(huán)水，更優(yōu)選為15_21mg/L循環(huán)水。
[0021]本發(fā)明提供的循環(huán)水的處理方法包括往循環(huán)水中加入上述復(fù)合阻垢緩蝕劑以及殺菌劑。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，所述殺菌劑優(yōu)選包括氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑。復(fù)合阻垢緩蝕劑和殺菌劑可以同時加入循環(huán)水中，也可以分別加入。其中殺菌劑可以有效地控制循環(huán)水中的微生物且在循環(huán)水的處理過程中，通常采用氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑交替使用的方法，交替使用的原理與方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，因此不再贅述。
[0023]其中，所述氧化型殺菌劑可以選自液氯、次氯酸鈉、二氧化氯、三氯異氰尿酸、二氯異氰尿酸、溴氯二甲基海因和二溴二甲基海因中的一種或多種。所述氧化型殺菌劑的用量通?？梢詾?.5-30mg/L循環(huán)水。 [0024]所述非氧化型殺菌劑可以選自5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基_4_異噻唑啉-3-酮、戊二醛、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十二烷基二甲基芐基溴化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨、十四烷基三丁基氯化磷、2，2- 二溴-3-氮川丙酰胺和2-溴-2-硝基-1，3-丙二醇中的一種或多種。所述非氧化型殺菌劑的用量通?？梢詾?-100mg/L循環(huán)水。
[0025]本發(fā)明的循環(huán)水處理方法中，所述復(fù)合阻垢緩蝕劑與異噻唑啉酮復(fù)配使用時的殺菌率得到提高，其原因可能是所述復(fù)合阻垢緩蝕劑中的Mn2+與所述異噻唑啉酮具有較好的協(xié)同效應(yīng)，因此優(yōu)選所述非氧化型殺菌劑為異噻唑啉酮。所述異噻唑啉酮為一類廣譜高效的工業(yè)殺菌防霉劑，可以通過商購獲得，所述異噻唑啉酮的有效成分為5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，且二者的重量比通?？梢詾?-5:1，優(yōu)選為3:1，但并不局限于此。當(dāng)使用本發(fā)明的復(fù)合阻垢緩蝕劑和異噻唑啉酮殺菌劑處理循環(huán)水時，可以提聞異卩Jl唑琳麗的殺菌性能。 [0026]根據(jù)本發(fā)明，所述復(fù)合阻垢緩蝕劑的用量可以為6.5-31.5mg/L循環(huán)水。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，只要按照前述原料配方制備所述復(fù)合阻垢緩蝕劑即可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，可以在使用前配制好所述復(fù)合阻垢緩蝕劑，如按照前述配方將各原料混合后再加入循環(huán)水中；也可以將各原料按照前述配方不經(jīng)過混合步驟而直接加入循環(huán)水中。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，在處理總硬度與總堿度之和在300mg ?L1以上的水質(zhì)時，一般采用酸調(diào)PH值工藝，即先加入本發(fā)明所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑，再加入酸控制pH值為6.5-8.5，優(yōu)選為7.8-8.3，所述酸可以為本領(lǐng)域常用的各種酸，例如硫酸和/或硝酸。
[0029]以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
[0030]以下實施例中，試驗原水的水質(zhì)如表1所示，分別將試驗原水I和2濃縮5倍作為試驗用水I和2,將試驗原水3濃縮3倍作為試驗用水3,其中Ca2+、總堿度和總硬度均以CaCO3計，Ca2+代表鈣硬度，各參數(shù)的測定方法如下:
[0031]Ca2+:參照標(biāo)準(zhǔn) GB/T 6910-2006 ；
[0032]總堿度:參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 15451-2006 ；
[0033]總硬度:參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6909-2008 ；
[0034]Cl、參照標(biāo)準(zhǔn) GB/T 15453-2008 ；
[0035]SO42'參照標(biāo)準(zhǔn) GB/T 14642-2009 ；[0036]pH 值:參照標(biāo)準(zhǔn) GB/T 6920-1986 ；
[0037]電導(dǎo)率:參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6908-2008 ；
[0038]總?cè)芄?參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14415-2007 ；
[0039]表1
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合阻垢緩蝕劑，其特征在于，該復(fù)合阻垢緩蝕劑含有分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽，所述分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽的重量比為1:0.1-2:0.025-0.5，其中錳鹽的重量按錳離子計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑，其中，所述分散劑、有機膦酸阻垢緩蝕劑和錳鹽的重量比為1:0.6-1:0.1-0.25。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑，其中，所述錳鹽為氯化錳、硫酸錳和硝酸錳中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑，其中，所述分散劑為聚丙烯酸、聚馬來酸、聚馬來酸酐、丙烯酸與丙烯酸酯的共聚物、馬來酸與丙烯酸的共聚物、馬來酸酐與丙烯酸的共聚物、馬來酸與苯乙烯磺酸的共聚物、馬來酸酐與苯乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸與苯乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸酯與苯乙烯磺酸的共聚物、馬來酸與烯丙基磺酸的共聚物、馬來酸酐與烯丙基磺酸的共聚物、丙烯酸與烯丙基磺酸的共聚物、丙烯酸與乙烯磺酸的共聚物、丙烯酸與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物、丙烯酸與丙烯酰胺以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物、丙烯酸與丙烯酸酯以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物、丙烯酸與馬來酸以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物、丙烯酸與丙烯酸羥丙酯以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑，其中，所述丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸羥丙酯中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑，其中，所述有機膦酸阻垢緩蝕劑為羥基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、羥基膦酸基乙酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺酸二甲叉膦酸和氨基乙磺酸二甲叉膦酸中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑，其中，所述有機膦酸阻垢緩蝕劑為羥基乙叉二膦酸、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和羥基膦酸基乙酸中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑，其中，所述復(fù)合阻垢緩蝕劑還含有銅材緩蝕劑，所述銅材緩蝕劑與所述分散劑的重量比為0.05-0.1875:1，所述銅材緩蝕劑為巰基苯并噻唑和/或苯并三氮唑。
9.權(quán)利要求1-8中任意一項所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑在循環(huán)水處理中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其中，所述復(fù)合阻垢緩蝕劑的用量為6.5-31.5mg/L循環(huán)水。
11.一種循環(huán)水的處理方法，其特征在于，該方法包括往循環(huán)水中加入權(quán)利要求1-8中任意一項所述的復(fù)合阻垢緩蝕劑以及殺菌劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述殺菌劑包括氧化型殺菌劑和非氧化型殺菌劑，所述非氧化型殺菌劑為異噻唑啉酮。
【文檔編號】C02F5/14GK103771600SQ201210411695
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】胡艷華, 酈和生, 馮婕, 王崠 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院