[發明專利]一種無磷共聚物阻垢分散劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210460356.4
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN103803722A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 酈和生;王亭;劉金香
• 申請（專利權）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
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 郝亮

技術領域

本發明涉及循環水處理領域，具體涉及一種無磷共聚物阻垢分散劑以及制備方法。

背景技術

隨著工業生產的規?；腿丝诘募眲≡黾?，水資源嚴重匱乏。循環冷卻水用量占工業用水的60~70%，合理節約循環冷卻水是縮減工業用水量的最直接途徑。節約循環冷卻水的主要方法是提高循環冷卻水的循環利用率，即加大濃縮倍數，但這又會給循環水系統帶來嚴重的腐蝕和結垢問題，對水處理工藝提出了更高的要求。為了保證循環水系統在高硬度、高氯離子濃度、高有機物濃度等條件下正常運行，水處理藥劑顯得極為關鍵。

阻垢分散劑是常見的循環水處理用水質穩定劑，尤其是聚羧酸鹽類阻垢分散劑，其可使水中致垢鹽類不在金屬表面上沉積，同時又能阻止水中顆粒(垢)物聚集沉降，并維持其懸浮狀態，起到阻垢、分散的雙重功效。

國內有關聚羧酸鹽類阻垢分散劑的專利很多，如CN01123146“低分子量(甲基)丙烯酸(鹽)系聚合物及其制備方法和用途”，CN94194415.8?“不飽和羧酸共聚物及其制備方法和應用”等，但隨著工業循環冷卻水處理工藝的不斷開發，循環水系統情況的復雜性和多變性逐漸加深，對水處理藥劑的適應性提出了更高的要求。尤其是物料泄漏的頻繁發生，使油類物質進入到循環水中，循環水的COD、濁度、油含量、懸浮物等指標較高，常用的緩蝕阻垢劑難以發揮正常的效用，只能加大緩蝕阻垢劑的用量，或者頻繁地排污置換，極大地增加了循環水處理的開銷，也加重了循環水處理的繁復性。另外，已公開發表和應用的阻垢分散劑多數含磷，此類阻垢分散劑進入到循環水系統可為水中的細菌和藻類提供豐富的營養，容易被分解，且會加大循環水系統殺菌滅藻的難度，影響循環水系統穩定運行。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種無磷共聚物阻垢分散劑，它在含油量較高的水體中，具有較好的阻碳酸鈣垢性能，阻磷酸鈣垢性能、穩定鋅鹽性能，分散性能，表面活性以及剝離性能，尤其是在存在油類物質泄漏的循環水系統，當循環水的COD、濁度、油含量、懸浮物等指標較高，常用的緩蝕阻垢劑難以發揮正常的效用時，本發明提供的共聚物阻垢分散劑可在其優良表面活性的保障下，更好地發揮阻垢和分散的作用，阻垢分散效果超過現有常用阻垢分散劑。

一種無磷共聚物阻垢分散劑的制備方法，包括以下步驟：

1）試劑配制：

將不飽和羧酸和無機還原劑溶于有機溶液，形成試劑Ⅰ；將無機氧化劑溶于有機溶液，形成試劑Ⅱ；將不飽和脂肪酸和不飽和磺酸溶于有機溶液，形成試劑Ⅲ；

2）聚合反應

向溫度為45~65℃的試劑Ⅰ中加入試劑Ⅱ和試劑Ⅲ，加熱至溶劑沸騰，所述試劑Ⅰ、試劑Ⅱ和試劑Ⅲ在所述有機溶劑的沸點溫度發生聚合反應，反應時間為1~5h；其中，所述聚合反應中，反應物的加入量為：

不飽和脂肪酸，?5~15wt%；

不飽和磺酸，?15~25wt%；

不飽和羧酸，?60~80wt%；

焦亞硫酸鈉加入量為不飽和脂肪酸，不飽和磺酸和不飽和羧酸總質量的8~14%；

過硫酸銨加入量為不飽和脂肪酸，不飽和磺酸和不飽和羧酸總質量的8~14%

3）將產物冷卻，得所述無磷共聚物阻垢分散劑。

所述不飽和脂肪酸的碳原子數在16~24之間；所述不飽和磺酸的碳原子數在3~8之間；所述不飽和羧酸的碳原子數在3~8之間。

所述不飽和脂肪酸為油酸、亞油酸、亞麻酸和花生四烯酸中的至少一種。

所述不飽和磺酸選自烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸和2-?丙烯酰胺?-2-?甲基丙磺酸中的至少一種。

所述不飽和羧酸選自丙烯酸、馬來酸和衣康酸中的至少一種。

所述有機溶劑為沸點在70~90℃之間的醇或酮。

所述醇為乙醇或異丙醇，所述酮為丁酮。

所述試劑Ⅱ和試劑Ⅲ的加入總時間控制為1~3h。

所述無機還原劑焦亞硫酸鹽或亞硫酸鹽，優選為焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸鉀、亞硫酸鈉或亞硫酸鉀。

所述無機氧化劑為過硫酸鹽，優選為過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀。

所述試劑Ⅰ、試劑Ⅱ和試劑Ⅲ中的有機溶劑選同一種。

該共聚物阻垢分散劑的分子量范圍為4000~12000，分子結構中如下的官能基團：-COOH、-SO₃H、碳碳雙鍵和長碳鏈；

該阻垢分散劑的單體和配比為：

碳原子數在16~24之間的不飽和脂肪酸，?5~15wt%；