循环冷却水阻垢缓蚀剂及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010275946.0

申请日:

2010.08.31

公开号:

CN101941764A

公开日:

2011.01.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C02F 5/12申请日:20100831|||公开

IPC分类号:

C02F5/12

主分类号:

C02F5/12

申请人:

仙桃市中楚化工有限责任公司

发明人:

潘德华

地址:

433000 湖北省仙桃市干河袁市双龙经济开发区

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种循环冷却水阻垢缓蚀剂,主要由下列组分按所述重量比制成:N-酰基ED3A 15-26份、丙烯酸-丙烯酸脂多元共聚物35-47份、葡萄糖酸钠16-25份、无离子水8-16份。本发明具有用量少、净水效果好、环保、使用范围广等特点。其广泛应用,既可解决工业循环冷却水系统的结垢和腐蚀难题,又对环境无二次污染,而且还不会对循环水系统产生富营养化而滋生菌藻。

权利要求书

1: 一种循环冷却水阻垢缓蚀剂, 其特征是该缓蚀剂主要由下列组分按所述重量比制 成: N- 酰基 ED3A 15-26 份、 丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物 35-47 份、 葡萄糖酸钠 16-25 份、 无离子水 8-16 份。
2: 根据权利 1 所述的循环冷却水阻垢缓蚀剂, 其特征是所述丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共 聚物的分子量是 800 万 -1000 万。
3: 根据权利 1 或 2 所述的循环冷却水阻垢缓蚀剂, 其特征是还包括钨酸钠 1.5-5 份。
4: 一种制备据权利 1 或 2 所述的循环冷却水阻垢缓蚀剂的方法, 其特征是该方法为 : 首先按所述重量比将去离子水倒入真空分散机的反应釜中, 投入丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共 聚物, 搅拌 15-45 分钟, 再投加葡萄糖酸钠, 升温至 40 ~ 45℃恒温搅拌 30-80 分钟, 最后投 加 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 15-20 分钟即得。

说明书


循环冷却水阻垢缓蚀剂及其制备方法

    【技术领域】
     本发明涉及一种絮凝剂, 尤其是涉及一种循环冷却水阻垢缓蚀剂及其制备方法。背景技术 采用敞开式冷却水的企业, 一般把用于冷却后的水直接排放到江海湖泊中, 因而 耗水量大, 并对环境产生污染。为了节约用水, 保护环境, 很多公司已经将工业用冷却水由 敞开式冷却水系统转换为闭路循环冷却水系统。采用循环冷却水, 其冷却后的水通过冷却 塔降温后再重复使用。冷却水循环使用后, 大大节约了用水量, 节约了大量资源, 但冷却水 重复使用会不断蒸发, 水中盐类浓度因此逐渐增加, 加上冷却水与大气充分接触, 溶解氧和 细菌含量大大增加, 容易导致循环冷却水系统出现严重的结垢、 腐蚀和菌藻滋生三大弊病, 设备的换热效率大为降低, 检修频繁, 威胁企业的正常生产。因此, 必须在循环冷却水中加 入阻垢剂、 缓蚀剂等化学药剂, 以确保系统的正常运行。
     我国循环冷却水系统中广泛使用水处理药剂始于 20 世纪 70 年代, 开始采用的是 单一磷系配方, 根据现场的要求及不断研究与开发, 逐步形成了 : 磷 + 锌系列 ; 聚磷 + 膦酸 盐 + 聚羧酸 ; 聚磷酸盐 + 钼酸盐 ; 硅酸钠 + 膦酸盐 ; 钨酸钠 + 膦酸盐等配方体系的水处理药 剂, 以上水处理药剂虽然解决了循环冷却水系统的结垢和腐蚀问题, 但如果药剂量控制不 好, “磷、 膦” 容易对系统产生富营养化, 滋生菌藻, 对环境同样会产生影响。
     发明内容 本发明提供一种循环冷却水阻垢缓蚀剂及其制备方法, 以解决现有阻垢缓蚀剂净 水效果差, 不环保, 使用上有一定局限性等技术问题。
     本发明主要是通过下述技术方案得以解决上述技术问题的 : 该缓蚀剂主要由下列 组分按所述重量比制成 :
     N- 酰基 ED3A 15-26 份、 丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物 35-47 份、 葡萄糖酸钠 16-25 份、 无离子水 8-16 份。
     作为优选, 所述丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物的分子量是 800 万 -1000 万。
     制备上述循环冷却水阻垢缓蚀剂的方法为 : 首先按所述重量比将去离子水倒入真 空分散机的反应釜中, 投入丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物, 搅拌 15-45 分钟, 再投加葡萄糖 酸钠, 升温至 40 ~ 45℃恒温搅拌 30-80 分钟, 最后投加 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转 速搅拌 15-20 分钟即得。
     为了进一步提高本发明效果, 所述循环冷却水阻垢缓蚀剂还包括钨酸钠 1.5-5 份。制备该循环冷却水阻垢缓蚀剂的方法为 : 首先按所述重量比将去离子水倒入真空分散 机的反应釜中, 投入钨酸钠搅拌 30-80 分钟, 投入丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物, 搅拌 15-45 分钟, 再投加葡萄糖酸钠, 升温至 40 ~ 45℃恒温搅拌 30-80 分钟, 最后投加 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 15-20 分钟即得。
     本发明阻垢缓蚀机理 :
     ① N- 酰基 ED3A 可以螯合许多多价金属离子, 并与之形成络合物, 从而阻止钙镁等 离子在循环冷却系统的管道设备形成结垢。
     ②由于 N- 酰基 ED3A 具备很强的表面活性, 因此它能吸附在金属表面, 形成黏附很 强的疏水膜, 有效地防止金属设备腐蚀。
     ③丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物对循环冷却水中的结垢物质、 污物等有很强的分 散性, 从而阻止结垢物质的结晶与附着。
     本发明具有用量少、 净水效果好、 环保、 使用范围广等特点。 其广泛应用, 既可解决 工业循环冷却水系统的结垢和腐蚀难题, 又对环境无二次污染, 而且还不会对循环水系统 产生富营养化而滋生菌藻。 具体实施方式
     实施例 1 : 首先按所述重量比将 11 份去离子水倒入真空分散机的反应釜中, 投入 43 份丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物 ( 共聚物分子量 800 万 -1000 万 ), 搅拌 30 分钟, 再投 加 22 份葡萄糖酸钠, 升温至 40 ~ 45℃恒温搅拌 80 分钟, 最后投加 21 份 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 15 分钟即得本发明。 实施例 2 : 首先按所述重量比将 8 份去离子水倒入真空分散机的反应釜中, 投入 35 份丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物, 搅拌 45 分钟, 再投加 25 份葡萄糖酸钠, 升温至 45℃恒温 搅拌 30 分钟, 最后投加 26 份 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 20 分钟即得本发明。
     实施例 3 : 首先按所述重量比将 16 份去离子水倒入真空分散机的反应釜中, 投入 47 份丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物, 搅拌 15 分钟, 再投加 19 份葡萄糖酸钠, 升温至 42℃恒 温搅拌 50 分钟, 最后投加 15 份 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 18 分钟即得本发 明。
     实施例 4 : 首先按所述重量比将 11 份去离子水倒入真空分散机的反应釜中, 投入 3 份钨酸钠搅拌 30 分钟, 然后投入 43 份丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物 ( 共聚物分子量 800 万 -1000 万 ), 搅拌 30 分钟, 再投加 22 份葡萄糖酸钠, 升温至 40 ~ 45℃恒温搅拌 80 分钟, 最后投加 21 份 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 15 分钟即得本发明。
     实施例 5 : 首先按所述重量比将 8 份去离子水倒入真空分散机的反应釜中, 投 入 4 份钨酸钠搅拌 80 分钟, 然后投入 35 份丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物, 搅拌 45 分钟, 再投加 25 份葡萄糖酸钠, 升温至 45℃恒温搅拌 30 分钟, 最后投加 26 份 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 20 分钟即得本发明。
     实施例 6 : 首先按所述重量比将 16 份去离子水倒入真空分散机的反应釜中, 投入 1.5 份钨酸钠搅拌 50 分钟, 然后投入 47 份丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物, 搅拌 15 分钟, 再投加 19 份葡萄糖酸钠, 升温至 42℃恒温搅拌 50 分钟, 最后投加 15 份 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 18 分钟即得本发明。
     实施例 7 : 首先按所述重量比将 14 份去离子水倒入真空分散机的反应釜中, 投入 5 份钨酸钠搅拌 60 分钟, 然后投入 40 份丙烯酸 - 丙烯酸脂多元共聚物 ( 共聚物分子量 800 万 -1000 万 ), 搅拌 20 分钟, 再投加 16 份葡萄糖酸钠, 升温至 40 ~ 45℃恒温搅拌 65 分钟, 最后投加 18 份 N- 酰基 ED3A, 以 500-600rpm 的转速搅拌 15 分钟即得本发明。
     以上各实施例中, N- 酰基 ED3A、 葡萄糖酸钠、 钨酸钠一般采用市售产品 ; 烯酸 - 丙
     烯酸脂多元共聚物可以采用市售产品, 也可以自行生产, 自行生产方法为 : 将丙烯酸和丙烯 酸羟丙酯在标准条件下进到游离基聚合反应。 在 70 ~ 80℃使用引发剂引发聚合反应, 从链 接转移剂 ( 异丙醇 ) 控制共聚物分子量 800 万 -1000 万, 然后用稀氢氧化钠溶液中和。
     取实施例 1-7 分别进行阻垢和缓蚀试验。试验原水水质 pH8.1, 浊度为 26.8mg/L, 碱度为 486.4mg/L, 钙离子为 920.5mg/L, 氯离子为 628.3mg/L。
     在阻垢试验中, 实施例 1-7 的药剂投加量为 30mg/L, 试验温度为 80 ℃, 浓缩 3.0 倍。在缓蚀 ( 旋转挂片 ) 试验中, 实施例 1-7 的药剂投加量为 30mg/L, 试验温度为 50℃, 挂 片旋转速度为 90 转 / 分, 试验时间为 216 小时。试验结果如表 1 所示 :
     表1: 阻垢和缓蚀试验数据
     试样 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 实施例 5 实施例 6 实施例 7 阻垢率% (CaCO3) 97.6 96.8 96.2 99.8 97.3 98.3 99.6 腐蚀率% ( 碳钢 ) 0.035 0.057 0.064 0.034 0.055 0.051 0.033 腐蚀率% ( 黄铜 ) 0.0019 0.0028 0.0043 0.0019 0.0036 0.0035 0.0018 腐蚀率% ( 不锈钢 ) 0.0026 0.0041 0.0045 0.0030 0.0040 0.0042 0.0027通过上述数据可以看出 : 本发明阻垢缓蚀剂即使在条件相对较差的水质中, 当投 加量为 30mg/L 时, 其阻垢率可高达到 99.8%。而对碳钢的腐蚀率高达 0.033, 黄铜的腐蚀 率高达 0.0018, 不锈钢腐蚀率高达 0.0027, 上述指标远远优于国家标准。
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资源描述

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1、10申请公布号CN101941764A43申请公布日20110112CN101941764ACN101941764A21申请号201010275946022申请日20100831C02F5/1220060171申请人仙桃市中楚化工有限责任公司地址433000湖北省仙桃市干河袁市双龙经济开发区72发明人潘德华54发明名称循环冷却水阻垢缓蚀剂及其制备方法57摘要一种循环冷却水阻垢缓蚀剂,主要由下列组分按所述重量比制成N酰基ED3A1526份、丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物3547份、葡萄糖酸钠1625份、无离子水816份。本发明具有用量少、净水效果好、环保、使用范围广等特点。其广泛应用,既可解决工业循环。

2、冷却水系统的结垢和腐蚀难题,又对环境无二次污染,而且还不会对循环水系统产生富营养化而滋生菌藻。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页CN101941769A1/1页21一种循环冷却水阻垢缓蚀剂,其特征是该缓蚀剂主要由下列组分按所述重量比制成N酰基ED3A1526份、丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物3547份、葡萄糖酸钠1625份、无离子水816份。2根据权利1所述的循环冷却水阻垢缓蚀剂,其特征是所述丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物的分子量是800万1000万。3根据权利1或2所述的循环冷却水阻垢缓蚀剂,其特征是还包括钨酸钠155份。4一种制备据权利1或2所述的循。

3、环冷却水阻垢缓蚀剂的方法,其特征是该方法为首先按所述重量比将去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物,搅拌1545分钟,再投加葡萄糖酸钠,升温至4045恒温搅拌3080分钟,最后投加N酰基ED3A,以500600RPM的转速搅拌1520分钟即得。权利要求书CN101941764ACN101941769A1/3页3循环冷却水阻垢缓蚀剂及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种絮凝剂,尤其是涉及一种循环冷却水阻垢缓蚀剂及其制备方法。背景技术0002采用敞开式冷却水的企业,一般把用于冷却后的水直接排放到江海湖泊中,因而耗水量大,并对环境产生污染。为了节约用水,保护环境,很多公司。

4、已经将工业用冷却水由敞开式冷却水系统转换为闭路循环冷却水系统。采用循环冷却水,其冷却后的水通过冷却塔降温后再重复使用。冷却水循环使用后,大大节约了用水量,节约了大量资源,但冷却水重复使用会不断蒸发,水中盐类浓度因此逐渐增加,加上冷却水与大气充分接触,溶解氧和细菌含量大大增加,容易导致循环冷却水系统出现严重的结垢、腐蚀和菌藻滋生三大弊病,设备的换热效率大为降低,检修频繁,威胁企业的正常生产。因此,必须在循环冷却水中加入阻垢剂、缓蚀剂等化学药剂,以确保系统的正常运行。0003我国循环冷却水系统中广泛使用水处理药剂始于20世纪70年代,开始采用的是单一磷系配方,根据现场的要求及不断研究与开发,逐步形。

5、成了磷锌系列;聚磷膦酸盐聚羧酸;聚磷酸盐钼酸盐;硅酸钠膦酸盐;钨酸钠膦酸盐等配方体系的水处理药剂,以上水处理药剂虽然解决了循环冷却水系统的结垢和腐蚀问题,但如果药剂量控制不好,“磷、膦”容易对系统产生富营养化,滋生菌藻,对环境同样会产生影响。发明内容0004本发明提供一种循环冷却水阻垢缓蚀剂及其制备方法,以解决现有阻垢缓蚀剂净水效果差,不环保,使用上有一定局限性等技术问题。0005本发明主要是通过下述技术方案得以解决上述技术问题的该缓蚀剂主要由下列组分按所述重量比制成0006N酰基ED3A1526份、丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物3547份、葡萄糖酸钠1625份、无离子水816份。0007作为优选,。

6、所述丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物的分子量是800万1000万。0008制备上述循环冷却水阻垢缓蚀剂的方法为首先按所述重量比将去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物,搅拌1545分钟,再投加葡萄糖酸钠,升温至4045恒温搅拌3080分钟,最后投加N酰基ED3A,以500600RPM的转速搅拌1520分钟即得。0009为了进一步提高本发明效果,所述循环冷却水阻垢缓蚀剂还包括钨酸钠155份。制备该循环冷却水阻垢缓蚀剂的方法为首先按所述重量比将去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入钨酸钠搅拌3080分钟,投入丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物,搅拌1545分钟,再投加葡萄糖酸钠,升温至404。

7、5恒温搅拌3080分钟,最后投加N酰基ED3A,以500600RPM的转速搅拌1520分钟即得。0010本发明阻垢缓蚀机理说明书CN101941764ACN101941769A2/3页40011N酰基ED3A可以螯合许多多价金属离子,并与之形成络合物,从而阻止钙镁等离子在循环冷却系统的管道设备形成结垢。0012由于N酰基ED3A具备很强的表面活性,因此它能吸附在金属表面,形成黏附很强的疏水膜,有效地防止金属设备腐蚀。0013丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物对循环冷却水中的结垢物质、污物等有很强的分散性,从而阻止结垢物质的结晶与附着。0014本发明具有用量少、净水效果好、环保、使用范围广等特点。其广泛应。

8、用,既可解决工业循环冷却水系统的结垢和腐蚀难题,又对环境无二次污染,而且还不会对循环水系统产生富营养化而滋生菌藻。具体实施方式0015实施例1首先按所述重量比将11份去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入43份丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物共聚物分子量800万1000万,搅拌30分钟,再投加22份葡萄糖酸钠,升温至4045恒温搅拌80分钟,最后投加21份N酰基ED3A,以500600RPM的转速搅拌15分钟即得本发明。0016实施例2首先按所述重量比将8份去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入35份丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物,搅拌45分钟,再投加25份葡萄糖酸钠,升温至45恒温搅拌30分钟,最后投加2。

9、6份N酰基ED3A,以500600RPM的转速搅拌20分钟即得本发明。0017实施例3首先按所述重量比将16份去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入47份丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物,搅拌15分钟,再投加19份葡萄糖酸钠,升温至42恒温搅拌50分钟,最后投加15份N酰基ED3A,以500600RPM的转速搅拌18分钟即得本发明。0018实施例4首先按所述重量比将11份去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入3份钨酸钠搅拌30分钟,然后投入43份丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物共聚物分子量800万1000万,搅拌30分钟,再投加22份葡萄糖酸钠,升温至4045恒温搅拌80分钟,最后投加21份N酰基ED3A,以。

10、500600RPM的转速搅拌15分钟即得本发明。0019实施例5首先按所述重量比将8份去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入4份钨酸钠搅拌80分钟,然后投入35份丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物,搅拌45分钟,再投加25份葡萄糖酸钠,升温至45恒温搅拌30分钟,最后投加26份N酰基ED3A,以500600RPM的转速搅拌20分钟即得本发明。0020实施例6首先按所述重量比将16份去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入15份钨酸钠搅拌50分钟,然后投入47份丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物,搅拌15分钟,再投加19份葡萄糖酸钠,升温至42恒温搅拌50分钟,最后投加15份N酰基ED3A,以500600RPM的转速。

11、搅拌18分钟即得本发明。0021实施例7首先按所述重量比将14份去离子水倒入真空分散机的反应釜中,投入5份钨酸钠搅拌60分钟,然后投入40份丙烯酸丙烯酸脂多元共聚物共聚物分子量800万1000万,搅拌20分钟,再投加16份葡萄糖酸钠,升温至4045恒温搅拌65分钟,最后投加18份N酰基ED3A,以500600RPM的转速搅拌15分钟即得本发明。0022以上各实施例中,N酰基ED3A、葡萄糖酸钠、钨酸钠一般采用市售产品;烯酸丙说明书CN101941764ACN101941769A3/3页5烯酸脂多元共聚物可以采用市售产品,也可以自行生产,自行生产方法为将丙烯酸和丙烯酸羟丙酯在标准条件下进到游离基。

12、聚合反应。在7080使用引发剂引发聚合反应,从链接转移剂异丙醇控制共聚物分子量800万1000万,然后用稀氢氧化钠溶液中和。0023取实施例17分别进行阻垢和缓蚀试验。试验原水水质PH81,浊度为268MG/L,碱度为4864MG/L,钙离子为9205MG/L,氯离子为6283MG/L。0024在阻垢试验中,实施例17的药剂投加量为30MG/L,试验温度为80,浓缩30倍。在缓蚀旋转挂片试验中,实施例17的药剂投加量为30MG/L,试验温度为50,挂片旋转速度为90转/分,试验时间为216小时。试验结果如表1所示0025表1阻垢和缓蚀试验数据0026试样阻垢率CACO3腐蚀率碳钢腐蚀率黄铜腐蚀率不锈钢实施例197600350001900026实施例296800570002800041实施例396200640004300045实施例499800340001900030实施例597300550003600040实施例698300510003500042实施例7996003300018000270027通过上述数据可以看出本发明阻垢缓蚀剂即使在条件相对较差的水质中,当投加量为30MG/L时,其阻垢率可高达到998。而对碳钢的腐蚀率高达0033,黄铜的腐蚀率高达00018,不锈钢腐蚀率高达00027,上述指标远远优于国家标准。说明书CN101941764A。

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