一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻 垢藥劑及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在工業(yè)生產(chǎn)中水的使用不可或缺，且用量巨大，在水資源日益匱乏的今天，工業(yè)上 普遍采用循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，而伴隨著循環(huán)水濃縮倍數(shù)的增加，會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕及微生物危 害等問題，造成換熱器設(shè)備效率下降、堵塞、腐蝕穿孔等嚴(yán)重問題，目前通常采用的是投加 水處理藥劑來抑制腐蝕及結(jié)垢，而有機(jī)磷系藥劑應(yīng)用最為廣泛。
[0003] 有機(jī)磷系緩蝕阻垢阻垢劑具有緩蝕阻垢及阻垢的雙重作用，適用水質(zhì)廣泛，但是 一般有機(jī)磷緩蝕阻垢阻垢劑控制的總磷范圍在6~8mg/L，導(dǎo)致水中總磷含量偏高，排放到 環(huán)境后，會(huì)造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化，形成"赤潮"等危害，最終污染水質(zhì)。我國(guó)目前已經(jīng)對(duì)工業(yè) 排放水的總磷含量做出要求以總磷計(jì)<l.〇mg/L(GB13456- 2012)，所以未來低磷和無磷 綠色環(huán)保藥劑將是水處理劑的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑及制備方 法，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，低磷綠色環(huán)保、具有優(yōu)異的緩蝕阻垢和阻垢分散性，適用于低硬 度、高堿度、強(qiáng)腐蝕性的工業(yè)循環(huán)冷卻水。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑，其組成成分及質(zhì)量百分比為： 十七烯基羥乙基咪唑啉季銨鹽：15%~25%、膦?；人峁簿畚铮?%~15%、丙烯酸-丙 烯酸酯-磺酸鹽共聚物：1〇%~20%、苯并三氮唑：0. 1 %~1.5%、無水氯化鋅5%~15%、 助溶劑：1%~3%，其余成分為水。
[0007] 助溶劑為二甲基甲酰胺。
[0008] -種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑的制備方法，在常溫下按照上述 配比，將十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽、膦?；人峁簿畚?、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共 聚物和水加入反應(yīng)爸中，之后在轉(zhuǎn)速150rpm速度下攪拌0. 5h，待溶液混合均勾后，升溫至 40°C-50°C，加入無水氯化鋅和苯并三氮唑攪拌使其完全溶解，再加入二甲基甲酰胺持續(xù)攪 拌0. 8h，保溫lh-2h，混勻后冷卻靜置，既得本發(fā)明。
[0009] 與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0010] 1、適用于低硬度、高堿度、強(qiáng)腐蝕性水質(zhì)，堿度小于600mg/L(以CaCO# )，阻垢和 緩蝕阻垢性能均優(yōu)異。
[0011] 2、本發(fā)明的復(fù)合劑較有機(jī)磷磷酸鹽及磷酸酯類藥劑總磷含量更低，并在工業(yè)排放 水中總磷含量彡l.〇mg/L(以總磷計(jì)），還具有生物降解的能力，無污染，更環(huán)保。
[0012] 3、本發(fā)明的復(fù)合劑成本低，容易復(fù)配，穩(wěn)定性好，用量少。
[0013] 4、適用pH值在6. 5-9.0范圍內(nèi)，具有自適自控功能。
[0014] 5、各組分之間具有良好的協(xié)同性，性能穩(wěn)定，具有優(yōu)異的緩蝕阻垢性能。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方 式。
[0016] -種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑，其組成成分及質(zhì)量百分比為： 十七烯基羥乙基咪唑啉季銨鹽：15%~25%、膦?；人峁簿畚铮?%~15%、丙烯酸-丙 烯酸酯-磺酸鹽共聚物：1〇%~20%、苯并三氮唑：0. 1 %~1.5%、無水氯化鋅5%~15%、 助溶劑：1%~3%，其余成分為水。
[0017] 十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽為秦皇島勝利化工有限公司生產(chǎn)的0ED，是本發(fā) 明中的主劑之一，十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽是一種高效緩蝕阻垢劑，不僅具有良好 的生物降解性能，利于環(huán)保，還有良好的耐熱穩(wěn)定性，遇熱不分解。在復(fù)合劑中的含量為 15% -25%，優(yōu)選 17% -23%。
[0018] 本發(fā)明采用十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽替代有機(jī)磷磷酸鹽及磷酸酯類藥劑，當(dāng) 金屬與酸性介質(zhì)接觸時(shí)，十七烯基輕乙基咪唑啉季胺鹽能夠吸附在金屬表面上形成單分子 膜，呈嚴(yán)密、均勻保護(hù)膜。
[0019] 膦酰基羧酸共聚物（POCA)是本發(fā)明中的主劑之二，具有優(yōu)良的阻碳酸鈣、磷酸鈣 垢效果，與常用的水處理劑配伍性好，增效作用明顯。在復(fù)合劑中的含量為5% -15%，優(yōu)選 7% -13%〇
[0020] 丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物為東濤化工技術(shù)有限公司生產(chǎn)的DT-101，是本 發(fā)明中的主劑之三，丙烯酸-丙烯酸酯_磺酸鹽共聚物是一種兼具緩蝕阻垢性能的高效阻 垢分散劑，適用于高溫、高PH值、高堿條件下使用，該組分在復(fù)合劑中的含量為10 % -20 %， 優(yōu)選 13% -17%。
[0021] 苯并三氮唑（BTA)是一種氮唑類物質(zhì)，它的負(fù)離子和亞銅離子形成一種不溶性的 極穩(wěn)定的絡(luò)合物。這種絡(luò)合物吸附在金屬表面上，形成了一層穩(wěn)定、惰性的保護(hù)膜從而使金 屬得到了保護(hù)。苯并三氮唑（BTA)特別對(duì)抑制銅腐蝕具有很好的效果，并對(duì)抑制碳鋼腐蝕 也有作用。
[0022] 無水氯化鋅屬于鋅鹽，是一種常用緩蝕阻垢劑，通常要與其他類型緩蝕阻垢劑混 合使用，在復(fù)合劑中的含量為5 % -15%，優(yōu)選8 % -13%。
[0023] 助溶劑選二甲基甲酰胺，以發(fā)揮增溶作用，使復(fù)合劑更易復(fù)配。
[0024] -種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑的制備方法，在常溫下按照上述 配比，將十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽、膦酰基羧酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共 聚物和水加入反應(yīng)爸中，之后在轉(zhuǎn)速150rpm速度下攪拌0. 5h，待溶液混合均勾后，升溫至 40°C-50°C，加入無水氯化鋅和苯并三氮唑攪拌使其完全溶解，再加入二甲基甲酰胺持續(xù)攪 拌0. 8h，保溫lh-2h，混勻后冷卻靜置，既得本發(fā)明。
[0025] 本發(fā)明一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑的用量為30mg/L。
[0026]根據(jù)本發(fā)明分別配置三個(gè)組分含量的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑配方，用于化驗(yàn) 室及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，配方如下：
[0027] 配方 1 :
[0028] 復(fù)合低磷緩蝕阻垢藥劑制備：十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽18%、膦?；人峁?聚物12%、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物13%、無水氯化鋅11%、苯并三氮唑0.5%、 二甲基甲酰胺2. 5%，余量為水。
[0029] 配方 2 :
[0030] 復(fù)合低磷緩蝕阻垢藥劑制備：十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽20%、膦?；人峁?聚物10%、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物15%、無水氯化鋅10%、苯并三氮唑0.8%、 二甲基甲酰胺3%，余量為水。
[0031] 配方 3:
[0032] 復(fù)合低磷緩蝕阻垢藥劑制備：十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽23%、膦?；人峁?聚物8%、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物17%、無水氯化鋅8%、苯并三氮唑I. 0%、二 甲基甲酰胺1%，余量為水。
[0033] 實(shí)施例1 :試驗(yàn)原水水質(zhì)為：PH7. 78、Cond179ys/cm、總鈣硬90mg/L(以CaCO3 計(jì)）丐硬度 50mg/L(以CaCO3計(jì)）、Cl60mg/L、總堿度 80mg/L(以CaCO3計(jì)）。
[0034]按濃縮2. 5倍試驗(yàn)原水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，配制鈣硬度125mg/L(以CaCOj+ )、 Cl150mg/L、總堿度200mg/L(以CaCO3計(jì)）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，水溫40°C，各投加復(fù)合劑30mg/L，按 《水處理劑緩蝕阻垢性能的測(cè)定一旋轉(zhuǎn)掛片法》(GB-T18175-2000)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，試驗(yàn)結(jié)果如 下。
[0035]
[0036] 經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出在2. 5倍濃縮數(shù)下碳鋼掛片腐蝕速率滿足工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì) 規(guī)范（GB50050-2007)的要求，水中PO42 (以總磷計(jì)）符合工業(yè)排放水的總磷彡I.Omg/L 的要求。
[0037] 實(shí)施例二：
[0038]試驗(yàn)原水水質(zhì)為：PH7. 82、Cond140ys/cm、總鈣硬60mg/L(以CaCO3計(jì)）、鈣硬 度 40mg/L(以CaCO3計(jì)）、Cl35mg/L、總堿度 61mg/L(以CaCO3計(jì)）。
[0039] 按濃縮5倍試驗(yàn)原水水質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，配制鈣硬度300mg/L(以0&〇)3計(jì)）、C1 175mg/ U總堿度305mg/L(以CaOUf)，水溫40°C，各投加復(fù)合劑30mg/L，按《水處理劑緩蝕阻垢 性能的測(cè)定一旋轉(zhuǎn)掛片法》（GB-T18175-2000)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，試驗(yàn)結(jié)果如下。
[0040]
[0042] 經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出在5倍濃縮數(shù)下碳鋼掛片腐蝕速率依然滿足工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè) 計(jì)規(guī)范（GB50050-2007)的要求，水中PO42 (以總磷計(jì)）符合工業(yè)排放水的總磷彡LOmg/ L的要求。
[0043] 實(shí)施例三：
[0044] 選用配方2應(yīng)用于某廠循環(huán)水站，該系統(tǒng)保有水量為6800m3,循環(huán)水量為6500m3， 系統(tǒng)水質(zhì)為：PH8. 72、Cond877ys/cm、總鈣硬 360mg/L(以CaOU+ )、鈣硬度 280mg/L(以 0&〇)3計(jì)）、C1 155mg/L、總堿度275mg/L(以0&〇)3計(jì)）。復(fù)合低磷緩蝕阻垢藥劑用量30mg/ L，運(yùn)行1個(gè)月，碳鋼掛片腐蝕速率為0. 0203mm/a，循環(huán)水中PO42 (以總磷計(jì)）每天檢測(cè)總磷 均<I.Omg/L，系統(tǒng)冷卻器無碳酸鹽垢沉積，取得很好的應(yīng)用效果。
[0045] 本發(fā)明一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0046] -、各組分之間具有良好的協(xié)同性，使得復(fù)合藥劑具有優(yōu)異的緩蝕阻垢和阻垢性 能。
[0047] 二、適用低硬度、高堿度、強(qiáng)腐蝕性的循環(huán)冷卻水。
[0048] 三、本發(fā)明的復(fù)合劑組分容易復(fù)配，穩(wěn)定性好，在操作和管理上十分方便，有利于 確保處理效果。
[0049] 四、本發(fā)明的復(fù)合劑是低磷環(huán)保藥劑，使用劑量低，滿足工業(yè)排放水的總磷含量 (以總磷計(jì)）彡l.〇mg/L(GB13456- 2012)，屬于環(huán)境友好型藥劑，低毒無污染。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑，其特征在于，其組成成分及質(zhì)量 百分比為：十七烯基羥乙基咪唑啉季銨鹽：15%~25%、膦?；人峁簿畚铮?%~15%、 丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物：1〇%~20%、苯并三氮唑：0. 1 %~1. 5%、無水氯化鋅 5%~15%、助溶劑：1%~3%，其余成分為水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑，其特征在 于，所述助溶劑為二甲基甲酰胺。3. 權(quán)利要求1所述的一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑的制備方法， 其特征在于，在常溫下按照上述配比，將十七烯基羥乙基咪唑啉季胺鹽、膦?；人峁簿?物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物和水加入反應(yīng)釜中，之后在轉(zhuǎn)速150rpm速度下攪拌 〇. 5h，待溶液混合均勻后，升溫至40°C-50°C，加入無水氯化鋅和苯并三氮唑攪拌使其完全 溶解，再加入二甲基甲酰胺持續(xù)攪拌〇. 8h，保溫lh-2h，混勻后冷卻靜置，既得本發(fā)明。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種適合低硬度水的復(fù)合高效低磷緩蝕阻垢藥劑，其組成成分及質(zhì)量百分比為：十七烯基羥乙基咪唑啉季銨鹽：15％～25％、膦?；人峁簿畚铮?％～15％、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物：10％～20％、苯并三氮唑：0.1％～1.5％、無水氯化鋅5％～15％、助溶劑：1％～3％，其余成分為水。本發(fā)明適用于低硬度、高堿度、強(qiáng)腐蝕性水質(zhì)，堿度小于600mg/L，緩蝕阻垢性能均優(yōu)異。本發(fā)明的復(fù)合劑較有機(jī)磷酸鹽及磷酸酯類藥劑總磷含量更低，并在工業(yè)排放水中總磷含量≤1.0mg/L，還具有生物降解的能力，無污染，更環(huán)保。本發(fā)明成本低，容易復(fù)配，穩(wěn)定性好，用量少。各組分之間具有良好的協(xié)同性，性能穩(wěn)定，具有優(yōu)異的緩蝕阻垢性能。
【IPC分類】C02F5/10, C02F5/08, C02F5/14
【公開號(hào)】CN105174498
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張柏鴻, 李俊峰, 王坤鵬, 王志成
【申請(qǐng)人】鞍鋼貝克吉利尼水處理有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日