[发明专利]一种用于低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂的制备

说明书

技术领域

 本发明涉及循环水系统的缓蚀阻垢技术，尤其是缓蚀阻垢剂的筛选与制备，该剂对低硬度、低碱度循环水的处置有特殊的效果。

背景技术

在工业循环冷却水处理中，补水水质的要求，直接影响对其设备的腐蚀及结垢，而水质与缓蚀阻垢剂选用又密不可分。如钢铁行业的连铸结晶器的循环冷却水、冶金行业氧枪的循环冷却水、中央空调系统的循环冷却水，这类水质的钙硬度通常<80mg/L (以CaCO₃计)、总碱度<100 mg/L(以CaC0₃计), 属于极强腐蚀性水质，采用高浓度的铬酸盐或亚硝酸盐对这类水质进行处理，方法虽然好，但由于铬酸盐和亚硝酸盐属于致癌物质，已被禁止使用。还有以聚磷酸盐为主缓蚀剂，复配有机膦酸和聚磷酸；这种方法在使用过程中，为了取得较好的处理效果，需要补钙，为了防止磷酸钙垢沉淀，还要加酸，若管理得当，会有很好的处理效果，管理和操作失误，处理效果就大幅度下降。

文献检索披露：中国专利ZL96109726.4提供了一种由羟基膦基乙酸(HPAA ) ,羟基亚乙基磷酸(HEDP ) ,有机膦羧酸((PBTCA)和锌盐组成的配方，用于处理低硬低碱的水质，使用时无须补钙，不需调节pH，操作管理方便，处理效果也好；但该配方由于不含聚合物分散剂，对水的浊度要求高，不适用于未絮凝处理的地表水的水源，欠缺广普性。

本发明旨在克服现有技术的缺点，提供一种可以在低碱低硬循环冷却水中具有良好的缓蚀阻垢性能的，可持续优化水质环境的缓蚀阻垢剂。

发明内容

本发明的目的在于：提供的低碱低硬循环水的缓蚀阻垢剂，通过配制遴选与自制软水缓蚀剂的合成，使缓蚀增效，产生强的协同作用，成为绿色化工的新产品。

本发明的目的是这样实现的：一种用于低硬度循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂的制备，以重量份数配制原料,由软水缓蚀剂25-35份，丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-次磷酸钠三元共聚物20-30份，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸8-12份，膦酰基羧酸共聚物3-7份，纯水20-30份组成；经制备：将上步的组分依次混合，再添加氯化锌3-7份、工业盐酸2-4份，均匀搅拌30-40分钟，保持温度为20-35℃，即得成品；

其1软水缓蚀剂的合成：向反应釜依次投加500千克乙醛酸，纯水120公斤，亚磷酸260公斤搅拌，升温至108℃-112℃，反应8小时结束，冷却至40℃以下，加纯水40公斤，即出料；

其2在使用丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-次磷酸钠三元共聚物之前，先将其与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸进行复合，然后再添加；

所述缓蚀阻垢剂的制备，该剂在pH值为7.0-9.5；钙硬度为15-500mg/L；全碱度在50mg/L-600mg/L的水质条件下使用。

所述缓蚀阻垢剂的制备，该剂的使用量以补水量为基准，其用量为10mg/L -20mg/L。

所述缓蚀阻垢剂的制备，选用的原料为市售产品，其盐酸为31%的工业品，纯水为三级水。

本发明自制的软水缓蚀剂，其固含量大于45%，对膦酰基羧酸共聚物和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸有良好的相溶和协和性，能提高锌的溶解度，具有极强的缓蚀作用，符合环保“低磷”的标准。

本发明选用的丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-次磷酸钠三元共聚物，对碳酸钙、硫酸钙特别是磷酸钙垢的形成和沉积有良好的抑制作用，对三氧化二铁、污泥、粘土和油垢也有良好的分散性能，能在高pH值的条件下使用，与有机膦酸盐等混溶性好，对抑制锌盐沉积和磷酸钙垢的析出有特效。

本发明选用的2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸是新一代有机膦羧酸水处理剂，它具有膦酸和羧酸基的结构特性，有优异的缓蚀阻垢性能，使用范围广，其阻垢性能远远优于其它有机膦酸，同时对锌盐溶解度高、对Fe³⁺的分散性和耐氯方面均优于其它膦酸盐，与常用水处理剂配伍性好，使用方便。

本发明选用的膦酰基共聚物是在原羧酸基团上引入膦酸基团，对循环冷却水中的碳酸钙、磷酸钙垢有很好的分散性能，并且对硫酸钡和硫酸锶及硅垢的沉积有良好的抑制作用；膦酰基共聚物与三元共聚物复配具有增效作用。

本发明所用的氯化锌与铁、钙等金属离子或带有部分正电荷的铁原子发生化学吸附，形成配位键，最后产生一层难溶的螯合膜覆盖在碳钢等金属表面，这种膜电阻大并能使金属和水中的腐蚀介质隔离，从而起到抑制腐蚀的作用。