[发明专利]一种用于强腐蚀性水质的复合缓蚀阻垢剂

说明书

本发明涉及缓蚀阻垢剂，更具体地说是用于强腐蚀性水质的复合缓蚀阻垢剂。

石化、电力、饮料、缫丝、感光胶片等行业的工业锅炉用水及工艺过程用水，不仅用水量大，而且对水质要求高，必须通过软化、脱盐处理才能得到合格的水质。为了达到上述要求，通常采用电渗析工艺，但是该法在制得纯水的同时，还产生大量副产物—强腐蚀性浓水，浓水中富集了大量工艺指标中严格限制的离子，如Ca²⁺、SO₄^2-、Cl^-、HCO₃^-等，水质十分恶劣，对碳钢的腐蚀以及在传热面上的结垢均较严重，再利用的难度很大。多数工厂直接排放，造成水资源的浪费，也有的采用浓水再循环工艺，提高了浓水回收率，但还有近30％的浓水需排放，仍不是一条解决浓水回用的根本出路。与此同时，石油化工、火力发电、冶金等行业需要大量循环冷却水，例如，石化企业冷却用水占总用水量的60～80％。如果这部分水均采用新鲜水，无疑会加剧我国水资源的紧张形势。反之，如果将上述强腐蚀性浓水回用于循环冷却水系统，则既可减少浓水的排污费用，又可节省大量新鲜水，可谓一举两得，对保护水资源具有重要的现实意义。

由于工业浓水水质十分恶劣，必须加入专门的水处理剂才能利用。

迄今为止，国内外文献中还未见有报导用于强腐蚀性浓水的水处理剂。在1989年徐寿昌主编的《工业冷却水处理方法》一书中提出用铬酸盐或铬酸盐/锌处理剂处理超低硬度水质，但铬酸盐毒性大，污染环境。Mccoy Jw，“Thechemical treatment of cooling water”(NALCO，1974)提出一种有机膦酸/磷酸盐/聚磷酸盐配方，适用于超低硬度水质。实际应用该配方时，为了达到较好的缓蚀效果，需要补钙，为防止磷酸钙垢的沉淀还需酸化降低PH值。另外该配方磷含量较高，易造成水体的富营养污染。USP 4,717,542报导了二羟基膦基乙酸(HPAA)/聚合物的配方，可用于处理硬度为80mg/L的水质。在“Anew totalorganic approach for the control of corrotion and deposition in cooling-water systems”(CorrotionPrevention & control，(12)159～162，1987)文章中提出一种羟基磷酸/阳离子聚合物配方，可处理钙硬度大于25mg/L的水质，但药剂用量高达100～150mg/L，另外，USP 4,649,025介绍的HPAA/HEDP(羟基乙叉二膦酸)/TTA(甲苯三氮唑)配方也能处理硬度为80mg/L的循环水系统，但腐蚀速率偏高，约为0.142mm/a。

本发明的目的在于以现有技术为基础，克服其缺陷，提供一种低毒、低磷、使用简便，适用于强腐蚀性水质的复合缓蚀阻垢剂。

本发明的另一个目的在于提供一种将强腐蚀性工业浓水回用于循环冷却水系统的方法。

本发明提供的复合缓蚀阻垢剂(下称复合剂)配方包括羟基膦基乙酸化合物、有机膦酸化合物、膦羧酸化合物及锌盐，其组分含量(以组合物重量为基准)：羟基膦基乙酸化合物10～30％，最好为12～27％、有机膦酸化合物5～15％，最好为6～13％、膦羧酸化合物5～15％，最好为6～13％、锌盐5～12％，其余是水。

本发明的复合剂还可以含有氮唑类物质，其含量为0.5～2.0％。

所述羟基膦基乙酸化合物可以是2-羟基膦基乙酸(HPAA)、或其钾盐(HPAAK)、钠盐(HPAANa)、铵盐(HPAANH₄)或上述物质的混合物，该类化合物具有优异的缓蚀效果，是本发明的主剂。

所述有机膦酸化合物选自乙二胺四甲叉膦酸(CEDTMP)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)，或它们的钾盐(EDTMPK、HEDPK、ATMPK)、Na盐(EDTMPNa、HEDPNa、ATMPNa)和铵盐(EDTMPNH₄、HEDPNH₄、ATMPNH₄)或上述物质的混合物，这类化合物具有缓蚀阻垢作用，特别是与其它缓蚀阻垢剂复合使用时，具有显著的协同增效作用。

所述膦羧酸化合物包括2-膦基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTC)，或其钾盐(PBTCK)钠盐(PBTCNa)和铵盐(PBTCNH₄)或以上物质的混合物，这类化合物具有抑制CaCO₃结垢的性能，同时兼具稳锌、缓蚀作用。