[發明專利]一種高效環保緩蝕劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201310597412.3
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103739095A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 申建軍;楊桂萍
• 申請（專利權）人: 烏魯木齊市科發展精細化工有限公司
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯專利代理事務所(有限公司) 65107
• 代理人: 歐詠

技術領域

發明涉及化工領域的緩釋劑，采用該緩釋劑，有效防止冷卻水循環設備的腐蝕、結垢、沉積及微生物繁殖等問題。

背景技術

目前在工業冷卻水中已廣泛采用循環水代替直流水，但在循環冷卻水系統中存在著腐蝕、結垢、沉積及微生物繁殖等問題，只有針對不同的水質的特點，采用不同水質穩定技術來加強對循環水水質的改善和控制，才能達到節約用水、延長設備使用壽命、降低能源消耗、保護環境和提高經濟效益的目的，根據可持續發展戰略的要求，提高水資源的利用率。

在我國大部分的循環冷卻水系統中，所用藥劑的磷含量相對來說還比較高，在油田、石油化工、熱電等領域使用的水質穩定劑仍是以有機膦酸為主，大量磷的排放對地區生態平衡帶來不良影響，所以有機膦酸水質穩定劑的使用越來越受到限制。目前廣泛使用的磷系緩蝕阻垢劑、聚丙烯酸等聚合物和共聚物雖然曾經使水處理技術取得了突破性進展，但它會使水體富營養化或者是高度非生物降解的，因而均屬于環境不可接受的污染物。

檢索的專利文獻披露：⑴武漢理工大學資源與環境工程學院曾德芳等人以水解聚馬來酸酐（HPMA）、聚環氧琥珀酸（PESA）、葡萄糖酸鈉、D-異抗壞血酸鈉和鋅鹽為原料,研制出一種無磷緩蝕阻垢劑。并利用旋轉掛片腐蝕實驗、靜態阻垢實驗和電化學實驗研究了該無磷緩蝕阻垢劑的緩蝕和阻垢性能。結果表明：無磷緩蝕阻垢劑的質量濃度為50mg/L時,緩蝕率和阻垢率分別達到90%和98%以上。⑵同濟大學李輝利用失重法、電化學阻抗法和穩態極化法對聚天冬氨酸的緩蝕性能進行了研究。并研究了聚天冬氨酸與聚環氧琥珀酸、葡萄糖酸鈉、硫酸鋅等組成的低磷、無磷復配緩蝕劑對碳鋼、黃銅、不銹鋼的緩蝕性能，同時利用電化學方法研究了聚天冬氨酸及其復配物對碳鋼的緩蝕機理。⑶湖南省電力公司科學研究院袁新民等人發明了一種含天然可生物降解物的無磷復合緩蝕阻垢劑（專利申請號：CN201210122036.8）。其特征在于：該阻垢劑按下述原料混合而成：硫酸鋅或硝酸鋅、烷基糖苷、聚天冬氨酸、羧甲基纖維素、聚環氧琥珀酸、聚合氨基酸、葡萄糖酸鈉、甲基苯三唑或苯三唑、水或去離子水。在循環冷卻水處理中采用該阻垢劑可避免碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣的沉積和水體富營養化的形成，減少殺菌滅藻劑的用量。

本發明選用的PESA（聚環氧琥珀酸）是一種無磷、非氮的“綠色”環保型多元阻垢緩蝕劑。它對水中的碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇有良好的阻垢分散性能，緩蝕阻垢效果優于常用有的機膦類阻垢劑。它與膦酸鹽復配具有良好的協同增效作用。具有無磷、非氮、可生物降解性好、阻垢性能優異、適用于高堿高固水質等特點，代表了水處理劑的發展方向，具有前瞻性的生產實踐價值。

本發明的創造性：利用聚環氧琥珀酸綠色環保型緩蝕可生物降解的性能和其他藥劑復配，具有協同性能，開發出高效的緩蝕劑，應用于生產，可節約大量新水，起到節能降耗的生產效果。

發明內容

本發明的目在于:針對西北地區的水質，即水中鹽類主要是Ca(HCO3)2和易滋長微生物，選用PESA生物降解性能好，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。

本發明的目在是這樣實現的:一種高效環保緩蝕劑及其制備方法，以重量份數配制原料，分步實施；

原料：由聚環氧琥珀酸1.7-2.3份,葡萄糖酸鈉2.2-2.8份，硫酸鋅1.8-2.2份，水92.7-94.3份組成；

制備：將聚環氧琥珀酸、葡萄糖酸鈉置于反應釜中，在常溫、常壓下攪拌20-30min，加入硫酸鋅，其中先將硫酸鋅加入水中攪拌均勻后再加入，投加完畢，繼續攪拌45-50min,即得成品；

緩蝕率檢測：選用標準A3碳鋼材質試片，在50℃下，以0.35m/s的線速度旋轉，蒸發濃縮水1.3-1.8倍，計時68-74h，即試片失重的緩蝕率達到94%。

所述緩蝕劑及其制備方法，選用的試劑為市售產品。

本發明的作用機理：⑴選用PESA具有明顯的協調效應，適用于鉬、硅、磷、鎢、亞硝酸鹽等配方，由于協調效應影響，緩蝕效果大大提高。⑵方法控制緩蝕率隨溫度升高而增加，對較高溫度的體系或從低溫到高溫的變溫體系，作緩蝕劑使用是十分理想。⑶產品阻垢能力強，對鈣，鎂，鐵鹽具有很強的絡合能力，所以阻垢能力很強，特別對Fe³⁺有極好的螯合作用，甚至在全pH范圍內部有作用。⑷使用葡萄糖酸鈉作為循環冷卻水緩蝕阻垢劑，無公害；選用的硫酸鋅是一種安全的陰極性緩蝕劑，在冷卻水中能迅速地對金屬建立起保護作用，其特點能迅速生成保護膜，成本低，與其他緩蝕劑聯合使用時的效果更好,彰顯技術進步。