[發明專利]一種聚環氧琥珀酸鈉的制備方法

有效

• 申請號: 201310016647.9
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103087307A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 隋奎江;李志軍;任吉林;蔣華鋒;崔春霞
• 申請（專利權）人: 濰坊泉鑫化工有限公司
• 主分類號: C08G65/22
• 分類號: C08G65/22;C02F5/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種水處理劑，尤其是涉及聚環氧琥珀酸鈉的制備方法。

背景技術

聚環氧琥珀酸鈉是一種無磷、非氮的“綠色”環保型多元阻垢緩蝕劑，其對水中的碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、氟化鈣和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果優于常用有機膦類阻垢劑。而且聚環氧琥珀酸鈉與膦酸鹽復配具有良好的協同增效作用；同時聚環氧琥珀酸鈉又具有一定的緩蝕作用，是一種多元阻垢劑；生物降解性能好，尤其適用于高堿、高硬、高PH值條件下的冷卻水系統，可實現高濃縮倍數運行；與氯的相溶性好，與其它藥劑配伍性好。由于聚環氧琥珀酸鈉優良的性能，近年來被廣泛應用于油田注水、原油脫水、鍋爐水處理領域，鋼鐵、石化、電力、醫藥等行業的循環冷卻水系統，洗滌劑生產行業等領域。

關于聚環氧琥珀酸鈉的制備方法，美國專利((US3776850)報道：用三氟化硼作為催化劑催化環氧琥珀酸二乙醋聚合、再皂化合成聚環氧琥珀酸鹽。美國專利(US4654159)報道：將順丁烯二酸酐溶解在水中、加入氫氧化鈉生成順丁烯二酸鈉，之后加入鎢酸鈉為催化劑、加入過氧化氫，用氫氧化鈉保持PH＝5-7，生成環氧琥珀酸鈉，再加入氫氧化鈣為聚合催化劑，在80-100℃下聚合生成聚環氧琥珀酸鈉。

目前國內大都以此工藝路線為基礎進行生產制備，主要分為：

一步法：以順丁烯二酸酐為原料，用純化水和氫氧化鈉使之水解成順丁烯二酸鹽，再以固體酸為催化劑，用過氧化氫將順丁烯二酸鹽氧化成環氧琥珀酸鹽，再加入氫氧化鈣和氫氧化鈉，在一定溫度下聚合，得到聚環氧琥珀酸鈉。

多步法：以順丁烯二酸酐為原料，用堿液使之水解成順丁烯二酸鹽，并調節PH，在一定溫度，過氧化物催化劑和釩系催化劑作用下進行環氧化反應，生成環氧琥珀酸鹽，將合成的環氧琥珀酸鹽用丙酮沉淀干燥后，配成一定濃度，并在一定溫度下，用氫氧化鈣引發聚合得到聚環氧琥珀酸鹽。

上述現有的聚環氧琥珀酸鈉制備技術存在的主要問題是順丁烯二酸的環氧化反應效果差，轉化率低，原料利用率低，殘留多，直接影響了后續的聚合反應，最終導致產品的穩定性差、存儲時間過長易影響產品的性能，阻垢性能低。而采用過氧化氫催化順丁烯二酸環氧化反應，則過氧化氫溶液加入到反應體系中的，極易造成局部過氧化氫濃度過高，反應過于劇烈，易發生副反應，而影響了主反應的進行；另外由于整個過氧化氫加入時間比較集中，無法保證物料反應的完全程度，也會造成環氧化反應效果差，轉化率低，原料利用率低，殘留多，影響了后續的聚合反應，最終導致產品的穩定性差和阻垢性能低的結果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供了一種環氧化反應效果好，轉化率高，原料利用率高，產品的穩定性好和阻垢性能高的聚環氧琥珀酸鈉的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種聚環氧琥珀酸鈉的制備方法，將順丁烯二酸酐與水按質量比1∶1-1.5加入反應容器內，保持攪拌，加熱溶解，加入40％氫氧化鈉溶液調節PH＝5-7，并在溫度升至50-55℃時加入相對順丁烯二酸酐質量3％-10％的催化劑鎢酸鈉，之后保持溫度在55-75℃，分次加入相對順丁烯二酸酐質量1.0-1.2倍的30％過氧化氫溶液反應，加入時間為1.5-2.5小時，并同時用40％氫氧化鈉溶液調節PH＝5-7，反應得環氧琥珀酸鈉；之后按環氧琥珀酸鈉與氫氧化鈣質量比為1∶0.01-0.1分次加入聚合引發劑氫氧化鈣，并同時用40％氫氧化鈉溶液調節PH＝8-10，在85-105℃反應3-5小時，得聚環氧琥珀酸鈉。40％氫氧化鈉溶液和30％過氧化氫溶液的濃度均采用質量濃度。為保證反應順利，水采用純化水。

優選的所述過氧化氫溶液分三次加入，第一次加入過氧化氫溶液總質量的50％，加入時間為30min，之后保持反應30min；第二次加入過氧化氫溶液總質量的30％，加入時間為20min，之后保持反應20min；第三次加入過氧化氫溶液總質量的20％，加入時間為10min，之后保持反應10min。過氧化氫的加入次數、每次的加入量和時間可以根據生產和反應的實際情況進行調整。

所述聚合引發劑氫氧化鈣分二次加入，第一次加入氫氧化鈣總質量的60％，第二次加入氫氧化鈣總質量的40％。氫氧化鈣的加入多采用開始時進行第一次加入，反應進行到三分之一到二分之一時第二次加入，以保證反應的徹底完全，且不會產生副反應，影響到產品的性能，而加入次數和每次的加入量可以根據生產和反應的實際情況進行調整。