專利名稱：用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑及其應用以及其使用濃度的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)用的水質(zhì)處理穩(wěn)定劑技術(shù)，特別是涉及一種強腐 蝕性水質(zhì)處理用無磷緩蝕阻垢劑及其應用以及其使用濃度的檢測方法。
背景技術(shù)：
在我國工業(yè)用水中80%是循環(huán)冷卻水，節(jié)約工業(yè)循環(huán)冷卻水是合理利用水資源的 關(guān)鍵之一。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，人們逐漸認識到提高工業(yè)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)是 降低工業(yè)用水量和污染排放的最好途徑，所謂的濃縮倍數(shù)就是指循環(huán)水中的含鹽量與補充 水中的含鹽量的比值。在工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運行中，濃縮倍數(shù)是判定冷卻水循環(huán)利用 率的一個重要技術(shù)經(jīng)濟指標。濃縮倍數(shù)越高，冷卻水被循環(huán)利用的次數(shù)越多，補充的水量和 排放污水量將相應減少。因此，采用高濃縮倍數(shù)的循環(huán)冷卻水處理技術(shù)是工業(yè)節(jié)水的主要 方法之一。目前，我國工業(yè)循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)普遍不高，要解決提高工業(yè)循環(huán)冷卻水的 濃縮倍數(shù)的問題，從而實現(xiàn)工業(yè)節(jié)水的目的，就是需要開發(fā)和使用水處理劑，也就是水質(zhì)穩(wěn) 定劑。冷卻水在循環(huán)中不斷地反復使用，由于水溫升高、水流速度的變化、水的蒸發(fā)、各種無 機離子和有機物質(zhì)的濃縮等多種原因會產(chǎn)生嚴重的沉積物附著、設備腐蝕和微生物大量滋 生產(chǎn)生的堵塞管道等問題。因此，通過穩(wěn)定循環(huán)冷卻水水質(zhì)，可以減少排污，達到節(jié)約用水 的目的?，F(xiàn)有技術(shù)中，由于中國長江以南的水源水質(zhì)大部分屬于低硬度或者超低硬度水 質(zhì)，這種水質(zhì)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水中表現(xiàn)出極強的腐蝕性，所以這種水質(zhì)也稱為強腐蝕性 水質(zhì)。對于這類強腐蝕性水質(zhì)的處理方法是往工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中加入一定量的鈣和堿 (如氯化鈣和碳酸鈉)，人為提高循環(huán)冷卻水的硬度和堿度后，再用適合中高硬度堿度水 質(zhì)的水處理劑和工藝進行處理。在嚴格的操作和管理條件下，處理效果較好，但在操作和管 理出現(xiàn)失誤時，處理效果就會大幅度下降。例如鈣和堿的加入量過多，水處理劑的阻垢效 果差，易引起水系統(tǒng)結(jié)垢；鈣和堿的加入量過少，水處理劑的緩蝕效果大幅度下降，易造成 水系統(tǒng)的腐蝕；而且操作繁瑣，管理也不方便，同樣不能確保生產(chǎn)裝置安全、滿負荷、長周期 的運行。為了解決這類強腐蝕性水質(zhì)的腐蝕和結(jié)垢問題，人們發(fā)明了一種用于強腐蝕性水 質(zhì)的復合緩蝕阻垢劑，例如，中國發(fā)明專利(授權(quán)公告號為CN 1063803C)于2001年3月觀 日公開了“一種用于強腐蝕性水質(zhì)的復合緩蝕阻垢劑”，其技術(shù)方案包括“如下組分，以組合 物重量為基準，羥基膦基乙酸化合物為10 30%，有機膦酸化合物為5 15%，膦羧酸化 合物為5 15%，鋅鹽5 12%，其余是水；所述羥基膦基乙酸化合物選自2-羥基膦基乙 酸或其鉀、鈉、銨鹽、或它們的混合物；所述有機膦酸化合物選乙二胺四甲叉膦酸、羥基乙叉 二膦酸、氨基三甲叉膦酸或其鉀、鈉、銨鹽、或它們的混合物；所述膦羧酸化合物選自2-膦 基丁烷-1，2，4-三羧酸或其鉀、鈉、銨鹽，或它們的混合物?！?br> 上述中國發(fā)明專利的技術(shù)方案，雖然采用低磷的組分復配，但其組分中仍然有磷。 進一步由于磷系藥劑需要與鈣離子配合的關(guān)系，這類超低硬水中投入磷系藥劑的效果并不 理想，而且水處理的難度也較大。由于這類現(xiàn)有技術(shù)的處理方法一般主要有使用金屬鹽 類緩蝕劑為主，輔以磷系藥劑等，但這種方法由于使用金屬鹽化合物，導致成本高居不下， 排污污染嚴重，同時，也是對自然礦物資源的浪費，不利于可持續(xù)發(fā)展的應用；或者是通過 加入氯化鈣，提高鈣離子濃度，以配合磷系配方的使用，這種方法由于藥劑中含磷過高，會 導致水體的富營養(yǎng)化，造成環(huán)境破壞。除此之外，目前在阻垢緩蝕劑方面較好的品種主要有有機膦酸、聚丙烯酸及含膦 酸基、磺酸基的二元、三元共聚物等，全國每年用于這類阻垢緩蝕劑生產(chǎn)所使用的磷近10 萬噸，這些含膦酸基的水處理劑在使用和排放中會產(chǎn)生正磷酸鹽而影響水體，由于這些磷 化合物最終作為廢物排放，對環(huán)境造成極大的污染。正是基于磷系水處理劑對環(huán)境影響的 考慮，針對工業(yè)循環(huán)水用量大、使用磷系水處理劑多的化工、鋼鐵、電力、煉油等行業(yè)，我國 陸續(xù)出臺了降低循環(huán)水中總磷含量的規(guī)定?！敖盗住贝胧┑膶嵭校厝粚p少磷污染大有益 處，而如何真正開發(fā)研究且應用綠色無磷阻垢緩蝕劑，才是符合綠色化學和環(huán)保要求的必 然結(jié)果。為此，人們力圖開發(fā)研制出性能良好、廉價、無毒、無污染的無磷緩蝕阻垢劑。自20 世紀90年代以來，國內(nèi)外均開發(fā)了具有生物降解性能的無磷綠色阻垢緩蝕劑的聚天冬氨 酸(PASP)和聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)，雖然它們均具備一定的緩蝕性能，但并不是理想的緩蝕 劑，實際上主要用作阻垢劑使用。由于無磷水處理緩蝕劑的品種較少，且各種水處理緩蝕劑 自身的缺陷，使它們的應用受到一定的限制，除鉬酸鹽、鋅鹽、葡萄糖酸鈉等少數(shù)品種目前 還與磷系緩蝕劑復配使用外，其它的基本上已經(jīng)被淘汰，成功應用的實例甚少。然而，現(xiàn)有技術(shù)中用于強腐蝕性水質(zhì)的無磷緩蝕阻垢劑，由于成本、用量、技術(shù)問 題等因素，應用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的就顯得很少，并且品種雜亂，沒有形成系統(tǒng)，從 文獻中很難判斷哪類化合物已成為商品，哪類仍處于研究發(fā)展階段，哪類前景較好。并且普 遍都存在緩蝕效果不理想的問題，所以這種緩蝕效果不理想的無磷緩蝕阻垢劑是無法成功 應用于強腐蝕性水質(zhì)的處理，離實際應用還有一段距離。由于這種水處理緩蝕劑自身存在 的缺陷，單一組分的應用受到限制，為了獲得更好的緩蝕效果，利用協(xié)同效應的原理，應當 采用復合水處理緩蝕劑來控制設備的腐蝕。但是現(xiàn)有技術(shù)中的無磷緩蝕阻垢劑中的各個組 分間的配伍、相容、增容性能較差，最終還沒能在工業(yè)上大面積推廣及應用。人們需要關(guān)注的另外一個問題是，無磷緩蝕阻垢劑能否成功實現(xiàn)工業(yè)化應用的又 一個關(guān)鍵因素是，是否有正確的檢測分析測試方法?，F(xiàn)有技術(shù)的含磷緩蝕阻垢劑投加濃度的控制，一般是通過控制總磷的量來達到控 制整個緩蝕阻垢劑的使用濃度，因為ppm級的緩蝕阻垢劑中的共聚物阻垢劑在水中的濃度 難以直接分析測定。但對無磷阻垢緩蝕劑而言，目前還沒有合適的分析監(jiān)測方法。如果不 能找到測定無磷緩蝕劑在循環(huán)水中存在濃度的方法，根本就不可能在工業(yè)循環(huán)冷卻水中得 到應用。因此，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，亟需提供一種具有優(yōu)良的阻垢分散性和顯著的緩蝕 性，并可通過熒光分析的方法進行濃度檢測的用于強腐蝕性水質(zhì)處理用無磷緩蝕阻垢劑及 其應用以及其使用濃度的檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種具有優(yōu)良的阻垢 分散性和顯著的緩蝕性，并可通過熒光分析的方法進行濃度檢測的用于強腐蝕性水質(zhì)處 理用無磷緩蝕阻垢劑。本發(fā)明的目的之二在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種具有優(yōu)良的阻垢 分散性和顯著的緩蝕性的用于強腐蝕性水質(zhì)處理用無磷緩蝕阻垢劑的應用。本發(fā)明的目的之三在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種可以對用于強腐 蝕性水質(zhì)處理用無磷緩蝕阻垢劑使用濃度進行檢測，并使得用于強腐蝕性水質(zhì)處理用無磷 緩蝕阻垢劑在工業(yè)循環(huán)冷卻水中可以成功應用的用于強腐蝕性水質(zhì)處理用無磷緩蝕阻垢 劑使用濃度的檢測方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)本發(fā)明提供了一種用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，按重量百分比計， 由以下組分組成聚環(huán)氧琥珀酸20 -60%
S-羧乙基硫代琥珀酸5. 5 25%
長鏈烷基聚醚酰胺5 43%
含AMPS的四元共聚物10 35%
苯駢三氮唑0. 2 1%
水溶性熒光化合物0. 5 5%
PH值調(diào)節(jié)劑1. 5 3%
鋅鹽0 15%
去離子水10 -40%。
所述用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，按重量百分比計，由以下組分組成
聚環(huán)氧琥珀酸20 -35%
S-羧乙基硫代琥珀酸10 -、19%
長鏈烷基聚醚酰胺20 -39. 5%
含AMPS的四元共聚物10 25%
苯駢三氮唑0. 2 0. 5%
水溶性熒光化合物1 4. 5%
PH值調(diào)節(jié)劑1. 8 2. 5%
鋅鹽5 10%
去離子水10 -29%。所述用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，按重量百分比計，由以下組分組 成聚環(huán)氧琥珀酸20%S-羧乙基硫代琥珀酸 10%長鏈烷基聚醚酰胺30%
含AMPS的四元共聚物 15%苯駢三氮唑 0.4%水溶性熒光化合物 1%PH值調(diào)節(jié)劑 2%鋅鹽 6%去離子水 15.6%其中，所述含AMPS的四元共聚物為具有磺酸基、羧酸基、羥基和醚鍵官能團的無 磷共聚物。其中，所述水溶性熒光化合物為最大激發(fā)波長為390nm，最大發(fā)射波長為530nm 的水溶性熒光化合物，所述水溶性熒光化合物為具有分子結(jié)構(gòu)為
權(quán)利要求
1. 一種用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于，按重量百分比計，由以 下組分組成聚環(huán)氧琥珀酸20 60%S-羧乙基硫代琥珀酸5. 5 25%長鏈烷基聚醚酰胺5 43%含AMPS的四元共聚物10 35%苯駢三氮唑0. 2 1%水溶性熒光化合物0. 5 5%PH值調(diào)節(jié)劑1. 5 3%鋅鹽0 15%去離子水10 --40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于按 重量百分比計，由以下組分組成聚環(huán)氧琥珀酸20 --35%S-羧乙基硫代琥珀酸10 ‘ 19%長鏈烷基聚醚酰胺20 --39. 5%含AMPS的四元共聚物10 25%苯駢三氮唑0. 2 0. 5%水溶性熒光化合物1 4. 5%PH值調(diào)節(jié)劑1. 8 2. 5%鋅鹽5 10%去離子水10 --29%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，其特征在于按 重量百分比計，由以下組分組成聚環(huán)氧琥珀酸20%S-羧乙基硫代琥珀酸10%長鏈烷基聚醚酰胺30%含AMPS的四元共聚物15%苯駢三氮唑0. 4%水溶性熒光化合物1%PH值調(diào)節(jié)劑2%鋅鹽6%去離子水15. 6%o
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，其特征 在于所述含AMPS的四元共聚物為具有磺酸基、羧酸基、羥基和醚鍵官能團的無磷共聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，其特征 在于所述水溶性熒光化合物為最大激發(fā)波長為390nm，最大發(fā)射波長為530nm的水溶性熒 光化合物，所述水溶性熒光化合物為具有分子結(jié)構(gòu)為
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，其特征 在于所述PH值調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、硫酸或者硝酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，其特征 在于所述鋅鹽為氯化鋅或者硫酸鋅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，其特征 在于所述用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑在重量百分比為的水溶液中的PH 值為1 4。
9.一種用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑的應用，其特征在于將用于強腐蝕 性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑應用于工業(yè)循環(huán)冷卻水中，所述用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無 磷緩蝕阻垢劑在工業(yè)循環(huán)冷卻水中的使用濃度為60 150mg/L。
10.一種用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑的使用濃度的檢測方法，其特征在 于包括有以下步驟步驟一，儀器選擇選擇熒光分光光度計進行使用濃度檢測；步驟二，參數(shù)設定設定EM狹縫參數(shù)，EX狹縫參數(shù)，靈敏度參數(shù)，EM波長參數(shù)，EX波長 參數(shù)；步驟三，制作濃度標準曲線將用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑分別分級配 制成標準溶液，利用儀器的標準曲線制作功能，依次測定各標準溶液的相對熒光強度值，然 后由儀器自動生成濃度標準曲線，并將生成的濃度標準曲線保存于儀器中；步驟四，工業(yè)循環(huán)冷卻水中無磷緩蝕阻垢劑濃度測定先用用于強腐蝕性水質(zhì)處理的 無磷緩蝕阻垢劑配制成100mg/L的標準溶液，調(diào)取所述步驟三中的濃度標準曲線，在設定 的參數(shù)下分別測定100mg/L標樣的濃度值(Ctl)和工業(yè)循環(huán)冷卻水水樣的濃度值(C1)，然后 按照以下公式計算工業(yè)循環(huán)冷卻水中用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑的使用濃 度 C，即 C = 100*(ν<。。
全文摘要
一種用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑及其應用以及其使用濃度的檢測方法，其中該用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑，按重量百分比計，包括聚環(huán)氧琥珀酸20～60％，S-羧乙基硫代琥珀酸5.5～25％，長鏈烷基聚醚酰胺5～43％，含AMPS的四元共聚物10～35％，苯駢三氮唑0.2～1％，水溶性熒光化合物0.5～5％，PH值調(diào)節(jié)劑1.5～3％，鋅鹽0～15％，去離子水10～40％。該無磷緩蝕阻垢劑具有顯著的緩蝕性，并可通過熒光分析的方法進行濃度檢測，尤其適用于強腐蝕性水質(zhì)處理。將用于強腐蝕性水質(zhì)處理的無磷緩蝕阻垢劑應用于工業(yè)循環(huán)冷卻水中并結(jié)合其使用濃度的檢測方法，使得用于強腐蝕性水質(zhì)處理無磷緩蝕阻垢劑在工業(yè)循環(huán)冷卻水中的成功應用成為可能。
文檔編號G01N21/64GK102092863SQ20101055257
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者馮泳, 梁漢國, 江燦 申請人:茂名眾和國頌精細化工有限公司