專利名稱：無磷緩蝕劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種處理循環(huán)冷卻水的無磷水處 理藥劑及其定制化生產(chǎn)工藝及成套應(yīng)用技術(shù)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)用水的重復(fù)使用率上發(fā)達(dá)國家已達(dá)到80% -90%，水的濃縮倍 率已達(dá)到6-8倍。而我國水的利用率平均不到50%，循環(huán)冷卻水的濃縮倍率絕大多數(shù)在2-3 倍的水平，從節(jié)能節(jié)水來說，這無疑是資源的巨大浪費(fèi)。為了節(jié)約水資源需要提供水的重復(fù) 利用率，而在水的重復(fù)利用過程中會產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕、菌藻和粘泥繁殖等問題，一次必須投 加一定量的水質(zhì)穩(wěn)定劑，如阻垢緩蝕劑、殺菌滅藻劑。而目前國內(nèi)循環(huán)冷卻水處理常用的阻 垢緩蝕劑有聚磷酸鹽、磷酸酯、有機(jī)磷酸鹽和丙烯酸類共聚物等。其中，有機(jī)磷酸鹽類藥劑 以其高效兼有緩蝕與阻垢雙重功能而被應(yīng)用的最為普遍，但由于其含磷量高，排污時會有 大量的磷酸鹽排入環(huán)境，易造成水系富磷而形成“赤潮”，使水中缺氧，影響水生物的生存。 為此目前我國已對磷的排放作出了嚴(yán)格的控制(廢水排放一級標(biāo)準(zhǔn)P<0. 5mg/L，二級標(biāo)準(zhǔn) P< 1.0mg/L)。因此，從九十年代初一些發(fā)達(dá)的國家就開始研究水處理劑的低磷和無磷化 處理技術(shù)，特別是無磷化處理，有利于減少循環(huán)水中細(xì)菌、微生物的營養(yǎng)源，減少殺菌劑用 量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提出一種符合環(huán)保廢水一級排放標(biāo)準(zhǔn)要求的前提 下，處理循環(huán)冷卻水的無磷水處理制劑，并在工業(yè)應(yīng)用中真正能做到無磷、環(huán)保、高效、易生 產(chǎn)、易控制。本發(fā)明的無磷緩蝕劑，是依據(jù)設(shè)備材質(zhì)不同，由四硼酸鈉、乙二胺、苯甲酸酯 (鈉)、苯并三氮唑、氫氧化鈉、熒光劑及去離子水復(fù)合配制成不同配方的無磷緩蝕劑，一般 的本緩蝕劑的組成(以質(zhì)量百分比為基準(zhǔn))為0. 5% 6%四硼酸鈉、 30%乙二胺、 10% 50%苯甲酸酯(鈉)、1% 2%苯并三氮唑和去離子水組成，緩蝕劑中還可以加入 0. 0. 5%氫氧化鈉作為穩(wěn)定劑，4% 10%的熒光劑作為示蹤劑。一般地，所述的示蹤 劑為丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物，其可由含有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯 酸羥丙酯中的一種或幾種的混合物與含羥基吡啶衍生物在催化劑作用下合成得到的含羥 基吡啶衍生物修飾的丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物，它具有熒光性、水溶性和分散性，它與 各水處理劑有優(yōu)良的協(xié)同效應(yīng)。該緩蝕劑的理化性能為(以下％皆為質(zhì)量百分比)外觀透明液體，無沉淀密度(20°C)，g/cm3 1. 00 1. 50pH值(1 %水溶液)彡7. 0固體含量，％^ 20. 0唑類含量，％^ 0.8本發(fā)明的無磷緩蝕劑所用的原料要求均符合國家相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，為本領(lǐng)域技術(shù) 人員所公知的，市場上均可以很方便的得到，配比計(jì)量是以質(zhì)量百分比計(jì)量。本發(fā)明一般地的生產(chǎn)方法是在反應(yīng)器中加入適量去離子水，啟動攪拌器，一邊攪 拌，一邊按下列次序分別加入0. 5% 6%四硼酸鈉、1 % 30%乙二胺、10% 50%苯甲酸酯(鈉)、0. 0.5%氫氧化鈉、 2%苯并三氮唑、4% 10%的熒光劑，原料加完后 補(bǔ)足去離子水至定量，攪拌后過濾，過濾的清液包裝。攪拌可在30-50°C進(jìn)行，攪拌時間在 0. 1小時以上，最好為1小時以上。本發(fā)明的無磷緩蝕劑按照GB/T18175-2000《水處理藥劑緩蝕性能的測定旋轉(zhuǎn)掛片 法》進(jìn)行緩蝕性能正交評定試驗(yàn)確定配方中各單體最佳投加比例。本發(fā)明的無磷緩蝕劑可廣泛地適用于碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅材設(shè)備。本發(fā)明的無磷緩蝕劑在循環(huán)水中投加濃度按補(bǔ)充水量計(jì)為50 80mg/L，循環(huán)水 中控制藥劑投加濃度3 ％ig/L(以熒光強(qiáng)度計(jì))，為了精確控制循環(huán)水中本發(fā)明的藥劑濃 度，藥劑中添加了 4% 10%的示蹤劑，通過循環(huán)水中熒光強(qiáng)度的變化，配合熒光示蹤監(jiān)測 控制儀的控制，能夠直接反映水處理藥劑在循環(huán)水中的濃度，便于實(shí)現(xiàn)在線自動化加藥，大 大提高了水處理藥劑濃度的監(jiān)測穩(wěn)定性的可控制性和科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的管理。本發(fā)明的無磷緩蝕劑與其他低磷或無磷配方產(chǎn)品相比具有如下一些優(yōu)點(diǎn)①適 用范圍廣，可以廣泛的適用于各種材質(zhì)，僅需調(diào)節(jié)配方比例即可；②緩蝕性能強(qiáng)，可以有效 的防止碳鋼、不銹鋼、銅等多種材質(zhì)的腐蝕，在金屬表面形成保護(hù)膜；。③抗氯離子腐蝕 性能強(qiáng)，配方中選用了抗氯因子噻唑類化合物，循環(huán)水抗氯離子腐蝕性能，可以有效抗擊 1100mg/L以內(nèi)的氯離子對金屬的侵蝕；④可以實(shí)現(xiàn)智能化自動加藥控制，配方中添加的熒 光示蹤劑，配合熒光檢測設(shè)備實(shí)現(xiàn)精確加藥、自動控制。本發(fā)明無磷緩蝕劑用于循環(huán)冷卻水處理，緩蝕性能能夠滿足GB 50050-2007工業(yè) 循環(huán)水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定要求，適用水源水質(zhì)范圍廣，具有無磷、環(huán)保、抗氯性強(qiáng)，適用于自動加 藥控制使用方便等等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但這些實(shí)施例不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面的實(shí)施例均按照中國石油化工總公司生產(chǎn)部和發(fā)展部編寫的《冷卻水分析和 實(shí)驗(yàn)方法》以及GB/T18175-2000《水處理藥劑緩蝕性能的測定旋轉(zhuǎn)掛片法》進(jìn)行緩蝕性能 正交評定試驗(yàn)確定配方中各單體最佳投加比例。實(shí)施例1 水處理劑制備四硼酸鈉、20%乙二胺、50%苯甲酸酯(鈉)、2%苯并三氮唑、 0. 5%氫氧化鈉實(shí)施例2 水處理劑制備四硼酸鈉、20%乙二胺、50%苯甲酸酯(鈉)、2%苯并三氮唑、 0. 5 %氫氧化鈉、6 %的熒光劑，復(fù)合配制成的復(fù)配劑。實(shí)施例3 水處理劑制備2%四硼酸鈉、15%乙二胺、40%苯甲酸酯(鈉)、1. 7%苯并三氮 唑、0. 4 %氫氧化鈉、6 %的熒光劑，復(fù)合配制成的復(fù)配劑。實(shí)施例4 水處理劑制備4%四硼酸鈉、10%乙二胺、20%苯甲酸酯(鈉)、1.3%苯并三氮 唑、0. 2 %氫氧化鈉、6 %的熒光劑，復(fù)合配制成的復(fù)配劑。
實(shí)施例5 水處理劑制備6%四硼酸鈉、5%乙二胺、30%苯甲酸酯(鈉)、1%苯并三氮唑、 0. 1 %氫氧化鈉、6 %的熒光劑，復(fù)合配制成的復(fù)配劑。實(shí)施例6 本實(shí)施例為本發(fā)明緩蝕劑的性能評價(jià)，結(jié)果見表1.試驗(yàn)條件水質(zhì)鈣硬50mg/L，堿度 50mg/L，氯根 150mg/L，硫酸根 30mg/L溫度50°C時間-J 2小時未加藥劑的腐蝕率為碳鋼，不銹鋼，銅，鋁表 權(quán)利要求
1.無磷緩蝕劑，其特征在于以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為基準(zhǔn)，其主要組成為0.5% 6%四硼酸 鈉、 30%乙二胺、10% 50%苯甲酸酯或苯甲酸酯鈉、 2%苯并三氮唑，余量為 去離子水
2.如權(quán)利要求1所述的無磷緩蝕劑，其特征在于理化性能為以下％皆為質(zhì)量百分比
3.如權(quán)利要求1所述的無磷緩蝕劑，其特征在于緩蝕劑中加入0. 0.5%氫氧化鈉 和4% 10%的示蹤劑。
4.如權(quán)利要求3所述的無磷緩蝕劑，其特征在于示蹤劑為含羥基吡啶衍生物修飾的丙 烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物。
5.如權(quán)利要求4所述的無磷緩蝕劑，其特征在于示蹤劑含羥基吡啶衍生物修飾的丙烯 酸-丙烯酸羥丙酯共聚物是由含有丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯中的 一種或幾種的混合物與含羥基吡啶衍生物在催化劑作用下合成得到的含羥基吡啶衍生物 修飾的丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物，它具有熒光性、水溶性和分散性，它與及各水處理劑 有優(yōu)良的協(xié)同效應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1所述的無磷緩蝕劑的制備方法，其特征在于在反應(yīng)器中加入適量去離 子水，啟動攪拌器，一邊攪拌，一邊按下列次序分別加入0.5% 6%四硼酸鈉、 30% 乙二胺、10% 50%苯甲酸酯或苯甲酸酯鈉、0. 0. 5%氫氧化鈉、 2%苯并三氮 唑、4% 10%的熒光劑，原料加完后補(bǔ)足去離子水至定量，攪拌可在30-50°C進(jìn)行，攪拌時 間在0. 1小時以上，攪拌后過濾，過濾清液包裝即得無磷緩蝕劑。
7.如權(quán)利要求1所述的無磷緩蝕劑的應(yīng)用，其特征在于應(yīng)用在碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅 材質(zhì)的設(shè)備中，在循環(huán)水中投加濃度按補(bǔ)充水量計(jì)為50 80mg/L，循環(huán)水中投加濃度以熒 光強(qiáng)度計(jì)3 ％ig/L。外觀密度(20 0C )，g/cm: PH值(1%水溶液) 固體含量，<% 唑類含量，％透明液體，無沉淀 1. 00 1. 50彡7. 0 彡 20. 0 ^ 0. 8。
全文摘要
無磷緩蝕劑及其制備方法和應(yīng)用，屬環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。是依據(jù)設(shè)備材質(zhì)不同，由四硼酸鈉、乙二胺、苯甲酸酯、苯并三氮唑、氫氧化鈉、熒光劑及去離子水復(fù)合配制成不同配方的無磷緩蝕劑，本發(fā)明在循環(huán)水中投加濃度按補(bǔ)充水量計(jì)為50～80mg/L，可廣泛地適用于碳鋼、不銹鋼、鋁材、銅材設(shè)備中；緩蝕性能能夠滿足GB 50050-2007工業(yè)循環(huán)水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定要求，具有無磷、環(huán)保、抗氧化性強(qiáng)，適用于自動加藥控制使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C02F5/12GK102139966SQ20111003012
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者孫軼民, 曾玉, 馬俊 申請人:南京工大開元化學(xué)有限公司