[发明专利]一种复合阻垢缓蚀剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合阻垢缓蚀剂及其应用，具体地说涉及一种含硼酸盐的复合阻垢缓蚀剂及其在循环冷却水处理中的应用。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，原始资源型缺水问题日益突出。目前我国有400多个城市缺水，正常年份缺水达60×10⁸m³，预计2030年缺水量将达到(400-500)×10⁸m³。众所周知石化企业用水量大，其中循环冷却水用量占总工业用水量的80％，为节药用水，其中一个方法是提升浓缩倍数，但这势必增大治理结垢、腐蚀和微生物控制的难度。防止系统结垢和腐蚀最方便且有效的方法是在循环冷却水中投加缓蚀阻垢剂。目前国内常用于循环冷却水处理的配方多为有机膦酸配方。有机膦酸具有良好的化学稳定性、不易水解、可耐较高温度，且兼具缓蚀和阻垢双功能。虽然有机膦酸的用量小，在循环水中的使用浓度仅为4-10mg/L，但是磷含量依然较高。我国沿海地区近几年频繁而且大范围发生的赤潮和大量磷、氮等营养物的排放有关，给水产养殖和自然生态造成了巨大灾难。含磷化合物对水体的污染及导致的富营养化问题使人们逐渐认识到控制含磷化合物排放的重要性。同时，低磷、无磷水处理剂已经成为研究的热点。如何在确保有机膦酸发挥它的缓蚀阻垢性能的同时又降低有机膦酸的用量是需要研究的问题。

李璐等(《聚环氧琥珀酸在高炉循环冷却水中的应用》，工业用水与废水，2006，37(6)：68-70)研究发现：由12mg/L聚环氧琥珀酸、8mg/L 2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)、4mg/L锌盐、4mg/L多羟基醚类锌稳定剂(TJWD105)组成的缓蚀阻垢剂，能使碳钢的腐蚀速率低于0.05mm/a。其缺点在于有机膦用量高易对环境造成危害。CN101353205A公开了一种防止软水腐蚀设备的方法，其特点在于，在软化水中加入硼酸盐和铜缓蚀剂，硼酸盐投加量在1200-2000mg/L之间，铜缓蚀剂投加量在1-2mg/L之间。在高炉炉壁、热风炉循环冷却水采用软化水时，选用此配方可以防止软化水对设备的腐蚀，其缺点在于硼酸盐用量太大。

发明内容

发明人研究发现：含有硼酸盐、有机膦酸和阻垢分散剂的复合阻垢缓蚀剂可有效地抑制磷酸钙垢、锌垢和分散碳酸钙性能，应用于循环水处理时，可降低硼酸盐及有机膦酸的用量。

本发明的目的在于提供一种复合阻垢缓蚀剂。

本发明的另一个目的在于将本发明的复合阻垢缓蚀剂应用于循环冷却水处理。

为达到上述目的，本发明提供了一种复合阻垢缓蚀剂，其包含一种水溶性硼酸盐、至少一种有机膦酸和至少一种阻垢分散剂，所述阻垢分散剂为含羧酸基聚合物。

本发明所述的硼酸盐选自硼酸钠和硼酸钾，钾盐相比于钠盐价格更高，从经济角度考虑，优选自硼酸钠，更优选自十水合四硼酸钠、五水合四硼酸钠和四水合八硼酸钠。

本发明所述的有机膦酸选自羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、2-膦酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、羟基膦酸基乙酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、对二膦磺酸、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺酸二甲叉膦酸、氨基乙磺酸二甲叉膦酸和聚醚基多氨基亚甲基膦酸。

本发明所述含羧酸基聚合物为均聚物、二元共聚物或三元共聚物，优选自聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸、聚马来酸酐、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯酸甲酯共聚物、马来酸(酐)/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸酯/苯乙烯磺酸共聚物、马来酸(酐)/烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸/烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸/乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/2-甲基-2′-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酰胺/2-甲基-2′-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸酯/2-甲基-2′-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/马来酸/2-甲基-2′-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙膦酸/2-甲基-2′-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物。其中所述的丙烯酸酯优选自丙烯酸C_1-8酯，更优选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟丙酯。

相对于待处理水溶液总量，各组分的有效浓度为：硼酸盐(以B₄O₇^2-计)为20-60mg/L，有机膦2-4mg/L，含羧酸基聚合物浓度为2-20mg/L。