一種無(wú)磷環(huán)保緩蝕阻垢分散劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，涉及水處理試劑，特別是一種無(wú)磷環(huán)保緩 蝕阻垢分散劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；腿丝诘募眲≡黾樱Y源嚴(yán)重匱乏。循環(huán)冷卻水用量占 工業(yè)用水的60%_70%，合理節(jié)約循環(huán)冷卻水是縮減工業(yè)用水量的最直接途徑。節(jié)約循環(huán)冷卻 水的主要方法是提高循環(huán)冷卻水的循環(huán)利用率，即加大濃縮倍數(shù)，但這又會(huì)給循環(huán)水系統(tǒng) 帶來(lái)嚴(yán)重的腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題，對(duì)水處理工藝提出了更高的要求。為了保證循環(huán)水系統(tǒng)在高 硬度、高氯離子濃度、高有機(jī)物濃度等條件下正常運(yùn)行，水處理藥劑顯得極為關(guān)鍵。
[0003] 在工業(yè)水處理過(guò)程中，包括油田污水、化工企業(yè)以及發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水都涉及 防垢技術(shù)。防垢劑的發(fā)展經(jīng)歷了無(wú)機(jī)鹽、聚合電解質(zhì)、天然高分子、有機(jī)磷酸、聚合物等階 段，共聚物阻垢劑是80年代開(kāi)發(fā)的一類(lèi)新型無(wú)害水處理劑。目前應(yīng)用最廣泛的是有機(jī)磷酸 阻垢劑，如氨基三亞甲基膦酸(ATMP)、羥基亞乙基二膦酸(HEDP)等，但是含磷化合物會(huì)造成 環(huán)境水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水源污染。因此開(kāi)發(fā)無(wú)磷、環(huán)境友好型的綠色阻垢劑己成為當(dāng)今國(guó) 內(nèi)外的重要研究方向。
[0004] 另外，隨著水處理技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)阻垢分散劑提出了更高的要求。主要體現(xiàn)在 兩個(gè)面:一是除了具有阻碳酸鈣、磷酸鈣等的能力外，還要求阻垢分散劑具有良好的分散氧 化鐵能力，以減輕鐵垢的沉積對(duì)換熱效果和金屬腐蝕的影響；二是由于鋅鹽在水處理藥劑 中作為緩蝕劑主成分的大量使用，導(dǎo)致鋅垢極易沉積，為此要求阻垢分散劑同時(shí)具有穩(wěn)定、 分散鋅鹽的能力。也就是說(shuō)，開(kāi)發(fā)具有阻碳酸鈣、磷酸鈣垢兼具分散氧化鐵和穩(wěn)定鋅鹽能力 的多功能阻垢分散劑成為水處理領(lǐng)域的迫切需要。為此，一些含不同官能團(tuán)單體的共聚物 被開(kāi)發(fā)出來(lái)，如CN101264986報(bào)道了一種馬來(lái)酸酐共聚物，在高鈣離子濃度下仍然具有良好 的阻垢分散能力，而且兼具分散氧化鐵的能力，CN101186394B報(bào)道了一種阻垢分散劑，由 丙烯酸、丙烯酰胺和磺酸單體共聚而成，不僅擁有良好的阻碳酸鈣垢能力，而且具有優(yōu)秀的 分散氧化鐵能力。CN101279798報(bào)道了一種馬來(lái)酸、馬來(lái)酸單酯和丙烯酸共聚物阻垢分散 劑，對(duì)碳酸鈣具有良好的阻垢分散性能，同時(shí)具有良好的穩(wěn)定鋅鹽能力。雖然通過(guò)含不同官 能團(tuán)單體的組合實(shí)現(xiàn)了共聚物阻垢分散劑的多功能性，但是為了保持其多功能性，這些聚 合物阻垢分散劑或多或少地犧牲了一些其他性能。如，為了使聚合物具有良好的穩(wěn)定鋅鹽 和分散氧化鐵能力，不得不犧牲部分的阻碳酸鈣能力。因此開(kāi)發(fā)在各方面性能倶佳的共聚 物阻垢分散劑仍然是水處理工作者的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述局限，提供一種無(wú)磷、環(huán)保且性能優(yōu)異的 阻垢分散劑及其制備方法。本發(fā)明的無(wú)磷阻垢分散劑不僅對(duì)碳酸鈣和磷酸鈣具有優(yōu)秀的阻 垢分散能力，而且兼具分散氧化鐵和穩(wěn)定鋅鹽能力。另外，研究發(fā)現(xiàn):本發(fā)明中的鎢酸銨與 酒石酸鈉和硅酸鹽組合在一起具有緩蝕增效作用，可以大大降低單一藥劑的使用量，與含 羧酸基無(wú)磷共聚物阻垢分散劑組成復(fù)合配方具有有效地抑制磷酸鈣垢、鋅垢和分散碳酸鈣 垢的性能，應(yīng)用于循環(huán)水處理可解決常用有機(jī)膦藥劑因磷含量高而對(duì)環(huán)境的危害。并且，本 發(fā)明中，無(wú)磷聚合物阻垢分散劑為兩種羧酸聚合物阻垢分散劑復(fù)配，比單一的聚合物阻垢 分散劑具有更加優(yōu)異的性能。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為： 一種無(wú)磷環(huán)保緩蝕阻垢分散劑，其特征在于，由下列原料制成:無(wú)磷聚合物阻垢分散劑 30-60份，無(wú)磷聚合物緩蝕劑40-80份，碳酸鈉10-20份，鋅鹽2-5份，酒石酸鈉6-10份，硅 酸鹽2-8份，鎢酸銨4-8份，其他成分10-15份;其中，所述其他成分由唑類(lèi)、有機(jī)胺和水楊 酸所組成。
[0007] 作為優(yōu)選，本發(fā)明無(wú)磷環(huán)保緩蝕阻垢分散劑，由下列原料制成:無(wú)磷聚合物阻垢分 散劑40-50份，無(wú)磷聚合物緩蝕劑50-60份，碳酸鈉15-20份，鋅鹽3-4份，酒石酸鈉7-9 份，硅酸鹽4-6份，鎢酸銨5-7份，其他成分12-13份;其中，所述其他成分由唑類(lèi)、有機(jī)胺 和水楊酸所組成。
[0008]所述的無(wú)磷聚合物阻垢分散劑為馬來(lái)酸/2-丙烯酰胺-2'-甲基丙烯磺酸共聚物和 丙烯酸/丙烯酸酯/2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物按重量比1:1-2組成。
[0009]所述的無(wú)磷聚合物緩蝕劑為聚天冬氨酸和聚環(huán)氧琥珀酸按重量比1:1-3組成。
[0010] 所述的有機(jī)胺為六次甲基四胺、硫脲、十二烷胺或羧酸酰胺。
[0011] 所述的唑類(lèi)為苯丙噻唑、甲基苯丙噻唑或巰基苯丙噻唑中的一種或一種以上。
[0012] 所述其他成分中唑類(lèi)、有機(jī)胺和水楊酸的重量比為1:0.5-2:2_5。
[0013] 所述硅酸鹽選自正硅酸鈉、正硅酸鉀、偏硅酸鈉和偏硅酸鉀中的至少一種。
[0014] 所述的鋅鹽選自硫酸鋅、氯化鋅或乙酸鋅。
[0015]本發(fā)明無(wú)磷環(huán)保緩蝕阻垢分散劑的制備方法，具體包括如下步驟： (1) 在反應(yīng)器中加入去離子水，啟動(dòng)攪拌器，攪拌下依次加入反應(yīng)量的無(wú)磷聚合物緩蝕 劑、碳酸鈉、鋅鹽、酒石酸鈉、硅酸鹽和鎢酸銨，并在常溫下攪拌〇. 2-0.5h; (2) 往步驟（1)中的混合物中加入反應(yīng)量的無(wú)磷聚合物阻垢分散劑，升溫至40_50°C后 攪拌反應(yīng)l-2h; (3) 往步驟(2)中的混合物中加入反應(yīng)量的其他成分，在常溫下繼續(xù)攪拌反應(yīng)0.5-lh后 過(guò)濾清液，包裝即得無(wú)磷環(huán)保阻垢分散劑。
[0016]本發(fā)明還提供了一種無(wú)磷環(huán)保緩蝕阻垢分散劑的應(yīng)用，其具體應(yīng)用于冶金高爐煤 氣洗滌、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)以及電廠輸灰系統(tǒng)的阻垢分散。
[0017]本發(fā)明的有益效果： (1) 本發(fā)明是一種綠色環(huán)保的阻垢分散劑，通過(guò)使用兩種無(wú)磷聚合物阻垢分散劑為原 料，以鎢酸銨與酒石酸鈉和硅酸鹽組合起到緩蝕增效的作用，能夠提高阻垢劑的綜合性能， 且應(yīng)用的范圍更廣，性質(zhì)穩(wěn)定，在同樣投加濃度時(shí)比其他市售共聚物阻垢分散劑具有較好 的阻碳酸鈣垢，阻磷酸鈣垢和穩(wěn)定鋅鹽的性能，對(duì)氧化鐵的分散性能也更好； (2) 避免由于磷的降解而導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)Ca3(P04)2垢的沉積，提高冷換設(shè)備的傳熱系 數(shù)，降低能量消耗； (3) 本發(fā)明所述的阻垢分散劑制備工藝簡(jiǎn)單、原料易得、成本低，可廣泛用于冷卻水處 理、低壓鍋爐水處理和反滲透水處理等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 實(shí)施例1 (1) 在反應(yīng)器中加入去離子水，啟動(dòng)攪拌器，攪拌下依次加入60份的無(wú)磷聚合物緩蝕