申请日2014.12.25
公开(公告)日2015.03.11
IPC分类号C02F5/14; C02F5/12; C02F5/08; C02F5/10
摘要
一种循环水处理剂及其制备方法，其由以下重量份的原料组成10～13膦羧酸、35～40聚羧酸、5～7锌盐、3～5铜缓蚀剂、5～17聚环氧琥珀酸、3～16水杨酸钠、5～8钨酸钠、1～3三氯化铁、70～150去离子水。将上述原料按预定比例在反应釜中进行混合，即可制得循环水处理剂。该循环水处理剂生产过程中无“三废”排放，循环水中总磷的排放小于国家最高允许排放浓度的一级标准，同时其阻垢缓蚀性能优异。
权利要求书
1.一种循环水处理剂，其特征在于，由以下重量份的原料组成：10～13膦羧 酸、35～40聚羧酸、5～7锌盐、3～5铜缓蚀剂、5～17聚环氧琥珀酸、3～16 水杨酸钠、5～8钨酸钠、1～3三氯化铁、70～150去离子水。
2.根据权利要求1所述的循环水处理剂，其特征在于所述的聚羧酸为三元共聚 物和四元共聚物，优选为至少一种三元共聚物和至少一种四元共聚物选自丙烯 酸/丙烯酸酯/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/苯乙烯磺酸共聚物、 丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯磺酸钠/2—甲基—2/—丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚 物、丙烯酸/丙烯酸酯/丙烯酸羟丙酯/2—甲基—2/—丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚 物。
3.根据权利要求2所述的循环水处理剂，其特征在于所述的丙烯酸酯优选自丙 烯酸甲酯、丙烯酸乙酯或丙烯酸丙酯。
4.根据权利要求1所述的循环水处理剂，其特征在于所述的膦羧酸为2—羟基 膦酰基乙酸(HPAA)与2—膦酸基丁烷—1，2，4—三羧酸(PBTCA)，二者质量 比为1:3。
5.根据权利要求1-4其中之一所述的循环水处理剂，其特征在于所述的锌盐为 硫酸锌或氯化锌。
6.根据权利要求1-5其中之一所述的循环水处理剂，其特征在于所述的铜缓蚀 剂为苯骈三氮唑与甲基苯骈三氮唑，二者质量比为2:1。
7.一种制备根据权利要求1-6其中之一所述的循环水处理剂的方法。其特征在 于将上述原料按预定比例在反应釜中进行混合，混合的环境温度为23-27℃， 充分搅拌混合即可制得所需的循环水处理剂。
说明书
一种循环水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于工业循环冷却水处理技术领域，尤其涉及一种循环水处理剂及其 制备方法。
背景技术
工业循环冷却水处理主要是解决工业循环冷却水系统中结垢、腐蚀以及微生 物危害三个方面的问题。向循环冷却水系统中投加阻垢缓蚀剂是最主要的处理 方式，目前大多数阻垢缓蚀剂的生产单位和应用单位所生产和应用的阻垢缓蚀 剂总磷含量比较高，一般总磷含量在6.8%以上，导致工业循环冷却水中的总磷 一般为7～15mg/L，总磷含量较高的阻垢缓蚀剂本身虽属于无毒或低毒的水处 理剂，但它们会造成水体的富营养化、水质严重恶化等环境问题。《污水综合排 放标准》GB8978—1996对总磷(以P计)最高允许排放浓度的一级标准为 0.5mg/L。
目前处理工业循环冷却水的现有技术虽有低磷阻垢缓蚀剂技术,但低磷阻垢 缓蚀剂品种不仅比较少，而且其用量比较大，如在公告号为CN1743281A的实施 案例1中，所提供的阻垢缓蚀剂的总磷含量虽然比较小，但用量比较大，投加 浓度为100mg/L，总磷(以PO43-计)虽然仅为0.7mg/L，但是当该水质浓缩至公 告号为CN1743281A实施例8中动态模拟试验所提到的4倍时，总磷达到2.8mg/L (以PO43-计)，以P计则为0.91mg/L，远超过了《污水综合排放标准》GB8978 —1996中总磷(以P计)最高允许排放浓度的一级排放标准0.5mg/L。公开号 为CN1837101A的专利，公开了一种膦羧酸高效阻垢分散剂，具体公开了所述的 分散剂由2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物、氯化 锌、苯骈三氮唑和水组成，其中，各组分的重量百分比如下：2-膦酸丁烷-1，2， 4三羧酸：28-38%，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物：10-15%，氯化锌：10-15%， 苯骈三氮唑：1-2%，水：25-35%;公开号为CN101302060A的专利，公开了一种 工业循环冷却水的缓蚀阻垢剂，并具体公开了一种工业循环冷却水的缓蚀阻垢 剂，以组合物重量100%计，2-羟基膦酰基乙酸5%～20%;2-膦酸基丁烷1， 2，4-三羧酸5%～25%;丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物10%～ 40%;氯化锌1%～8%;铜缓蚀剂1%～5%;其余是水。申请人自己之前申请 的公开号为CN102351326A的专利，公开了一种微磷阻垢缓蚀剂及其配制方法， 使用的原材料为去离子水、膦羧酸、聚羧酸、锌盐、铜缓蚀剂，其生产原料及 重量比为：去离子水25～50份、膦羧酸1～4份、聚羧酸50～60份、锌盐1～ 3份、铜缓蚀剂1～4份。但是上述公开的阻垢缓蚀剂虽然属于微磷类阻垢缓蚀 剂，但是其阻垢缓蚀性能较差，尤其在腐蚀速率和污垢沉积率两方面表现不够 理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种循环水处理剂及其制备方法，以解决现有技术处理 工业循环冷却水结垢、腐蚀、微生物问题时，所排放水中总磷的含量比较高、 不符合国家的环保政策要求、不能满足工业循环冷却水的安全稳定运行需要等 问题，同时解决现有的阻垢缓蚀剂在降低排放水中磷含量的同时，阻垢缓蚀性 能表现不佳的问题。
一种循环水处理剂，其由以下重量份的原料组成10～13膦羧酸、35～40聚 羧酸、5～7锌盐、3～5铜缓蚀剂、5～17聚环氧琥珀酸、3～16水杨酸钠、5～ 8钨酸钠、1～3三氯化铁、70～150去离子水。
一种循环水处理剂的制备方法，将上述原料按预定比例在反应釜中进行混 合，混合的环境温度为23-27℃，将去离子水、膦羧酸、聚羧酸、锌盐、铜缓 蚀剂、聚环氧琥珀酸、钨酸钠、三氯化铁和水杨酸钠按预定的比例充分搅拌混 合即可制得所需的循环水处理剂。
本发明所述的聚羧酸为三元共聚物和四元共聚物，优选为至少一种三元共聚 物和至少一种四元共聚物选自丙烯酸/丙烯酸酯/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/ 丙烯酸羟丙酯/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/丙烯磺酸钠/2—甲基 —2/—丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸酯/丙烯酸羟丙酯/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甲酯、 丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯。
本发明所述的膦羧酸为2—羟基膦酰基乙酸(HPAA)与2—膦酸基丁烷—1， 2，4—三羧酸(PBTCA)，二者质量比为1:3。
本发明所述的锌盐为硫酸锌或氯化锌。
本发明所述的铜缓蚀剂为苯骈三氮唑与甲基苯骈三氮唑，二者质量比为2:1。
本发明所述的循环水处理剂，因膦羧酸含量较少，可使循环水处理剂在循环 水中的总磷(以P计)小于0.5mg/L，满足《污水综合排放标准》GB8978—1996 中对总磷(以P计)的最高容许排放浓度的一级排放标准0.5mg/L。
本发明的循环水处理剂各组份的作用是：膦羧酸及聚羧酸起阻垢分散作用， 阻止碳酸钙垢和悬浮物的沉积;膦羧酸同时兼有一定的缓蚀作用与稳定锌离子 的作用，而聚环氧琥珀酸、钨酸钠、三氯化铁和水杨酸钠的加入，则使得各组 分之间产生了协调作用，对降低腐蚀速率和污垢沉积率有重要作用。
锌盐起碳钢缓蚀剂的作用。
铜缓蚀剂能以共价键和配位键与铜原子结合，相互交替，形成键状聚合物， 在金属表面形成不溶性的保护膜，从而抑制铜及合金的腐蚀，它不但能抑制金 属基体上的铜溶解进入水中，而且还能使进入水中的铜离子钝化，防止铜在钢、 铝、锌及镀锌铁上的沉积和黄铜的脱锌，此外，对黑色金属也有缓蚀作用。
本发明的循环水处理剂在工业循环冷却中的应用为按补充水量投加，加量为 8～30mg/L，在满足运行浓缩倍率的前提下，同时满足循环水在排放时对总磷(以 P计)的最高允许排放浓度一级排放标准为0.5mg/L的要求。
采用本发明的积极效果：本发明是在CN102351326A的基础上改进得到的， 通过大量的试验调试，我们发现在CN102351326A公开的技术方案的基础上，通 过加入聚环氧琥珀酸、钨酸钠、三氯化铁和水杨酸钠，再通过调整个组分含量， 我们发现，本发明所述的循环水处理剂既是一种环保节约型循环水处理剂，生 产过程中无“三废”排放，可使工业循环冷却水的浓缩倍率达到5倍以上，节 约了大量工业用水，同时实现循环水中总磷的排放小于国家最高允许排放浓度 的一级标准，从而达到环保节约的目的，同时其阻垢缓蚀性能表现优异，尤其 在腐蚀速率和污垢沉积率两方面表现良好。