一種海水淡化用阻垢劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效環(huán)保型海水淡化用阻垢劑，本發(fā)明海水淡化用阻垢劑由聚天冬氨酸衍生物和衣康酸均聚物混合而成。該阻垢劑的有效組分中，聚天冬氨酸衍生物質(zhì)量百分含量為50%~65%，衣康酸均聚物質(zhì)量百分含量為35%~50%。本發(fā)明適用于海水的高鹽度條件，當(dāng)本發(fā)明用量在10mg/L時，海水在濃縮2倍時的靜態(tài)阻垢率在90%以上。
【專利說明】一種海水淡化用阻垢劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于海水淡化工藝的環(huán)境友好型阻垢劑，屬于化工產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]海水淡化是解決淡水資源缺乏問題的重要有效途徑之一，在海水淡化過程中，由于海水中存在Ca2 +、Mg2+、C032 —、S042 —、PO/—等離子，隨著濃縮倍數(shù)的增加，pH或溫度的提高，比較難溶解的物質(zhì)就會結(jié)晶成垢，在膜表面或換熱管表面形成硬垢，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力升高、產(chǎn)水量下降，嚴(yán)重的還會造成膜表面的損傷，使系統(tǒng)脫鹽率或換熱效率大大降低，并可能帶來安全隱患。結(jié)垢嚴(yán)重時常被迫停車清洗，不僅影響生產(chǎn)，而且能耗和物耗隨之增加，直接影響效益。
[0003]因此，在實際運行中，大多采用阻垢和除垢技術(shù)來解決海水淡化過程中的結(jié)垢問題。阻垢劑的應(yīng)用可以很大程度上減少無機(jī)鹽垢在換熱器表面的沉積，從而提高設(shè)備運行效率，減少酸洗除垢次數(shù)，降低運行成本。膦系配方阻垢劑曾廣泛應(yīng)用于海水淡化工藝，這類阻垢劑性能良好、穩(wěn)定，但不足之處是膦系阻垢劑受溫度條件的限制，另外磷的排放將引起周圍水域的富營養(yǎng)化，促進(jìn)菌藻的滋長形成"赤潮"，長期存留在環(huán)境中對人類的健康及生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。隨著人們環(huán)境意識的提高，以聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸為代表的綠色環(huán)保型阻垢劑也逐漸成為當(dāng)今研究熱點。
[0004]然而，海水淡化和工業(yè)循環(huán)水的工況條件有顯著的差異，海水淡化具有成垢離子濃度高、濃縮倍數(shù)小、停留時間短的特點。直接參照工業(yè)循環(huán)水的藥劑類型和優(yōu)化條件，無法滿足在海水淡化系統(tǒng)中取得良好的阻垢效果。目前，海水淡化專用阻垢劑技術(shù)主要被國外公司所掌握。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明考慮到針對海水淡化過程中的結(jié)垢問題，提供工藝高效環(huán)境友好型的海水淡化用阻垢劑，其可根據(jù)海水水質(zhì)和海水淡化工藝條件的不同在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到理想的阻垢效果。
[0006]為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
一種海水淡化用阻垢劑，由聚天冬氨酸衍生物和衣康酸均聚物混合均勻制成，其中，聚天冬氨酸衍生物質(zhì)量百分含量為50%飛5%，衣康酸均聚物質(zhì)量百分含量為35%~50%。
[0007]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的海水淡化用阻垢劑中，所述聚天冬氨酸衍生物具有如下結(jié)構(gòu)式:`
【權(quán)利要求】
1.一種海水淡化用阻垢劑，其特征在于:由聚天冬氨酸衍生物和衣康酸均聚物混合均勻制成，其中，聚天冬氨酸衍生物質(zhì)量百分含量為50%~65%，衣康酸均聚物質(zhì)量百分含量為359^50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水淡化用阻垢劑，其特征在于:所述聚天冬氨酸衍生物具有如下結(jié)構(gòu)式:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海水淡化用阻垢劑，其特征在于:所述聚天冬氨酸衍生物分子量為1500~3500。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的海水淡化用阻垢劑，其特征在于:所述聚天冬氨酸衍生物由以下步驟制備而成: (O以天冬氨酸為原料，經(jīng)熱縮聚反應(yīng)生成聚琥珀酰亞胺: 將天冬氨酸粉碎，過篩后放入電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，反應(yīng)的溫度為230~250°C，反應(yīng)時間為3.5~5小時，每隔Ih攪拌一次，得到黃褐色的聚琥珀酰亞胺固體； (2)制取2—氨基乙磺酸鈉溶液: 將2 —氨基乙磺酸溶于水中并在攪拌下滴加氫氧化鈉，使2 —氨基乙磺酸轉(zhuǎn)變?yōu)? -氨基乙磺酸鈉溶液，控制反應(yīng)溫度為20~50°C ;所述2 —氨基乙磺酸與氫氧化鈉的摩爾比為 1:1.I ~1:1.4 ; (3)制取天冬氨酸氫鈉溶液: 將天冬氨酸溶于水中并在攪拌下滴加氫氧化鈉，使天冬氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘於彼釟溻c溶液，控制反應(yīng)溫度為20~50°C ;所述天冬氨酸與氫氧化鈉的摩爾比為1:1.1~1:1.4 ; (4)利用氨解反應(yīng)生成聚天冬氨酸共聚物水溶液:將上述步驟(1)所得產(chǎn)物聚琥珀酰亞胺懸浮于水中，在攪拌下緩慢滴加上述步驟(2)、(3)所得產(chǎn)物2 —氨基乙磺酸鈉溶液、天冬氨酸氫鈉溶液，每隔半小時用氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)pH為8~10，反應(yīng)溫度為20~30°C，反應(yīng)時間為20~26小時，得紅褐色的聚天冬氨酸共聚物水溶液；所述聚琥珀酰亞胺與2 —氨基乙磺酸鈉、天冬氨酸氫鈉的摩爾比為10:9:1~10:1:9 ； (5)醇提、過濾、干燥: 將步驟(4)所得產(chǎn)物第1次用鹽酸調(diào)節(jié)pH至5.2，過濾，將2-氨基乙磺酸分離出來；濾液第2次再用鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.8，再過濾，將天冬氨酸分離出來，濾液中加入8倍量無水乙醇，析出黃褐色粘稠固體，過濾，干燥，即得黃褐色聚天冬氨酸衍生物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海水淡化用阻垢劑，其特征在于:所述聚天冬氨酸衍生物的制備方法步驟(4)中聚琥珀酰亞胺、2 —氨基乙磺酸鈉與天冬氨酸氫鈉的摩爾比為10:6:4。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的海水淡化用阻垢劑，其特征在于:所述聚天冬氨酸衍生物制備方法中步驟(1)中過篩為180目。
7.根據(jù)權(quán)利要求4~3中任一項所述的海水淡化用阻垢劑，其特征在于:所述衣康酸均聚物的分子量為800~1200。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海水淡化用阻垢劑，其特征在于:其中聚天冬氨酸衍生物質(zhì)量百分 含量為 65%,衣康酸均聚物質(zhì)量百分含量為35%。
【文檔編號】C02F5/12GK103723841SQ201310725313
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】高玉華, 劉振法, 張利輝, 李?；? 閆美芳 申請人:河北省科學(xué)院能源研究所