申请日2009.07.20
公开(公告)日2009.12.02
IPC分类号C02F5/12
摘要
本发明涉及一种缓蚀阻垢性能优异，微生物及粘泥危害得到有效控制的无磷水处理剂，无磷缓蚀阻垢剂为15%～25%、三元为(AMPS)8%～12%、氯化锌为6%～10%、聚马6%～10%、室温水40～65%。优点：一是基本上不改变腐蚀环境，就可获得良好的效果;二是基本上不增加设备投资，就可达到防腐蚀的目的;三是缓蚀剂的效果不受设备的影响;四是对于腐蚀环境的变化，可以通过改变缓蚀种类或浓度来保持防腐蚀效果;五是对黄河水系、长江水系及高硬度水均具有良好的缓蚀效果;六是阻垢率几乎达到100%;七是完全不含磷，避免了产生磷酸钙的危害;八是本发明的无磷药剂与目前常用的缓蚀剂等均有良好的复配性能，其协同效应可以大幅度降低无磷主药剂使用量。
权利要求书
1、一种无磷水处理剂，其特征是：无磷缓蚀阻垢剂为15%～25%、三元 (AMPS)8%～15%、氯化锌为6%～10%、聚马6%～10%、室温水40～65%。
2、根据权利要求1所述的无磷水处理剂，其特征是：所述无磷缓蚀阻垢 剂中木质素及丹宁混合物12～16%、水55～65%、NaOH 0.7～0.8%、H2SO4 1.7～2.2%、三乙醇胺12～16%、顺酐4～6%、硼砂3～5%。
3、根据权利要求1所述的无磷水处理剂，其特征是：H2SO4浓度为90%。
4、根据权利要求1所述的无磷水处理剂，其特征是：木质素及丹宁混 合物各占50%，或木质素占30、丹宁混合物各占70%，或木质素占70、 丹宁混合物各占30%。
5、根据权利要求1所述的无磷水处理剂，其特征是：无磷缓蚀阻垢剂 20%、三元(AMPS)10%、氯化锌8%、聚马8%、室温水54%。
6、根据权利要求1所述的无磷水处理剂，其特征是：无磷缓蚀阻垢剂 15%、三元(AMPS)8%、氯化锌6%、聚马6%、水室温65%。
7、根据权利要求1所述的无磷水处理剂，其特征是：无磷缓蚀阻垢剂 25%、三元(AMPS)12%、氯化锌10%、聚马10%、室温水43%。
8、根据权利要求1所述的无磷水处理剂，其特征是：无磷缓蚀阻垢剂 22%、三元(AMPS)11%、氯化锌9%、聚马9%、室温水49%。
9、根据权利要求1所述的无磷水处理剂，其特征是：无磷缓蚀阻垢剂 18%、三元(AMPS)9%、氯化锌7%、聚马7%、室温水59%。
10、一种如权利要求1～9所述的无磷水处理剂的复配方法，其特征是：
(1)将定量的室温水打入反应釜中;
(2)加入定量的三元(AMPS)，搅拌开启反应釜且不关闭;
(3)加入定量的氯化锌溶搅5～15分钟，控制反液温度不要超过32度;
(4)加入定量的聚马，搅拌;
(5)最后倒入定量的磷缓蚀阻垢剂溶搅10～20分钟，静置5～15分钟，从 反应釜下阀口放少许物料检查固体溶解状况，如有少许没溶解固体，可继续 搅拌直到完全溶完，装桶;
无磷缓蚀阻垢剂的制备工艺：
将木质素、丹宁干燥后计重;生产前用生产用水中的六分之一，溶解顺 酐;将六分之五的水打入反应釜中，开动搅拌，缓慢导入H2SO4搅匀;倒入已 计量的木质素、丹宁混合物，控制温升，待温度平温后，升温至85~95℃， 并保温6～10小时;6～10小时后加入NaOH控制温升不超过90℃，并搅拌 25～35分钟;倒入硼砂，同时降温至70℃;加入已溶有顺酐的溶液，搅拌 0.5～1.5小时，并同时缓慢降温至50℃;在50℃时倒入三乙醇胺，溶搅， 并同时降温至室温;最后将产品注入贮罐，熟化48小时，装桶，运输。
说明书
无磷水处理剂及复配方法
技术领域
本发明涉及一种缓蚀阻垢性能优异，微生物及粘泥危害能够得到有效控 制的无磷水处理剂，主要用于油田、油田注水、油田炼油厂、油田电厂、石 化企业、发电厂、钢铁厂、化纤厂、炼油厂、化肥厂(合成氨厂)、大型化 工厂、制药厂(农药厂)、核电厂、煤化工厂、其它应用工业循环水系统的 企业，属无磷水处理剂制造领域。
背景技术
CN101337744A、名称“一种无磷水处理剂及其合成方法”，具有如下式(I) 结构：其中R1、R2、R3或R4分别独自地为氢、羧酸基、羧酸盐基、羧酸酯基、 多羧酸基、多羧酸盐基、多羧酸酯基、磺酸基、磺酸盐基、二硫代甲酸基或 二硫代甲酸盐基;n为0、1或2。本发明的产品含有羧酸基、磺酸基和氨荒酸 盐等多种官能团，这些官能团是目前一般水处理剂的活性官能团，该化合物 将这些官能团集于一体，利用它们之间的协同作用，使得它具有更好的阻垢、 分散性能。
CN101066811A、名称“一种无磷水处理剂及其应用”，它由下述原料混合 而成：1)聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯 酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其 他成分，各原料所占质量百分比为：聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸10-20%， 聚马来酸酐20-30%，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15-20 %，锌盐3-5%，天然有机高分子5-12%，钼酸盐5-8%，其他成分5-20%; 其中，聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸时，聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸原料之间 为任意配比。
发明内容
本发明的设计目：设计一种一是具有“外腔亲水，内腔疏水”的天然 环状结构特性，其外侧有对高价金属离子具有螯合作用的活性基团，从而使 天然环状聚合物具有一定的缓蚀阻垢性能;二是充分利用电化学原理、量子 化学理论和分子结构设计等多元学科的先进技术，减少分子量，引入新的活 性基团，与多种自研生产的具有缓蚀效果的无磷、无毒缓蚀阻垢剂复配，提 高了其缓蚀阻垢性能。
本发明的设计思想：1、具有缓蚀作用的物质虽然很多，但真正能用于工 业生产的缓蚀剂品种是有限的，一是因为商品缓蚀剂需要具有较高的缓蚀效 率，价格合理，原料来源广泛;二是具备工业使用价值的缓蚀剂应具有以下 性能：投入腐蚀介质后能较快产生缓蚀效果;在腐蚀环境中具有良好的化学 稳定性，可以维持必要的使用寿命;在预处理浓度下形成的保护膜可能被正 常工艺条件下的低浓度缓蚀剂修复;不影响材料的物理机械性能;具有良好 的防止全面腐蚀和局部腐蚀的效果，毒性低或无毒。2、所采用无磷水处理剂 能够避免磷酸钙的沉积、集中解决常见的碳酸钙水垢，使阻垢处理简单且效 果明显，缓蚀性能优异，同时又可以减少杀菌灭藻剂、粘泥剥离剂的用量， 使处理费用及日常维护工作量显著降低，提高经济效益。
本发明的设计方案：1、采用AMPS作为无磷水处理剂的阻垢分散剂，是 本发明的技术特征之一。这样做的目的在于：一是AMPS是由丙烯酸与2-丙 烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成，由于分子结构中含有阻垢分散性 能的羧酸基和强极性的磺酸基，能提高钙容忍度，对水中的磷酸钙、碳 酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用，并且分散性能优良;二是AMPS与有机膦 复配，增效作用明显;三是AMPS特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质， 是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢分散剂之一;四是AMPS主要用作敞 开式工业循环冷却水系统、油田污水回注系统、冶金系统循环水处理的阻 垢分散，钢铁厂淋洗的冷却水防止Fe203粘泥沉积，可与有机膦酸盐、锌盐 复合使用，适于pH值7.0～9.5。2、采用水解聚马来酸酐(HPMA)作为阻垢 剂，是本发明的技术特征之二。这样做的目的在于：是由于聚马系有机脂 肪酸聚合物，一般相对分子量为400～800，易溶于水，化学稳定性及热稳定 性高，属低分子量的聚电解质，无毒，适用于碱性水质或同其它药物复配使 用，在高温350℃和PH8.3条件下也有明显的溶限效应，在300℃以下有优良的 阻垢效果，对碳酸盐和磷酸盐有良好的阻垢效果，阻垢时间可达100小时，可 与原油脱水破乳剂混合使用;二是聚马可用于工业循环冷却水，原油脱水、 锅炉及输油、输水管防垢和除垢。3、采用氯化锌作为无磷水处理剂的活化剂， 是本发明的技术特征之三。这样做的目的在于：它起到了阴极保护快速成膜 的作用，与无磷水处理剂配方中的其它组份相互协调，在缓蚀上起到增强作 用。
技术方案1：无磷水处理剂，无磷缓蚀阻垢剂为15%～25%、三元为(AMPS) 8%～12%、氯化锌为6%～10%、聚马6%～10%、室温水40～65%。
技术方案2：无磷水处理剂复配的方法，(1)将定量的室温水打入反应釜 中;(2)加入定量的三元(AMPS)，搅拌开启反应釜且不关闭;(3)加入定 量的氯化锌溶搅5～15分钟，控制反液温度不要超过32度;(4)加入定量的 聚马，搅拌;(5)最后倒入定量的原液溶搅10～20分钟，静置5～15分钟，从 反应釜下阀口放少许物料检查固体溶解状况，如有少许没溶解固体，可继续 搅拌直到完全溶完，装桶;其磷缓蚀阻垢剂的制备工艺：将木质素、丹宁干 燥后计重;生产前用生产用水中的六分之一，溶解顺酐;将六分之五的水打 入反应釜中，开动搅拌，缓慢导入H2SO4搅匀;倒入已计量的木质素、丹宁混 合物，控制温升，待温度平温后，升温至85~95℃，并保温6～10小时;6～10 小时后加入NaOH控制温升不超过90℃，并搅拌25～35分钟;倒入硼砂，同 时降温至70℃;加入已溶有顺酐的溶液，搅拌0.5～1.5小时，并同时缓慢降 温至50℃;在50℃时倒入三乙醇胺，溶搅，并同时降温至室温;最后将产品 注入贮罐，熟化48小时，装桶，运输。磷缓蚀阻垢剂的制备工艺：将木质素、 丹宁干燥后计重;生产前用生产用水中的六分之一，溶解顺酐;将六分之五 的水打入反应釜中，开动搅拌，缓慢导入H2SO4搅匀;倒入已计量的木质素、 丹宁混合物，控制温升，待温度平温后，升温至85~95℃，并保温6～10小时; 6～10小时后加入NaOH控制温升不超过90℃，并搅拌25～35分钟;倒入硼砂， 同时降温至70℃;加入已溶有顺酐的溶液，搅拌0.5～1.5小时，并同时缓慢 降温至50℃;在50℃时倒入三乙醇胺，溶搅，并同时降温至室温;最后将产 品注入贮罐，熟化48小时，装桶，运输。
本发明与背景技术相比，一是基本上不改变腐蚀环境，就可获得良好的 效果;二是基本上不增加设备投资，就可达到防腐蚀的目的;三是缓蚀剂的 效果不受设备的影响;四是对于腐蚀环境的变化，可以通过改变缓蚀种类或 浓度来保持防腐蚀效果;五是同一配方有时可以防止多种金属在不同环境中 的腐蚀;六是无磷复配药剂使用浓度50mg/l时，对黄河水系、长江水系及高 硬度水具有良好的缓蚀效果;七是无磷复配药剂在低使用浓度下(<20mg/l) 阻CaCO3效果一般;在使用浓度>20mg/l时，阻垢效果可以满足要求，在60 mg/l时，阻垢率几乎达到100%，并且该药剂因为完全不含磷，避免了产生磷 酸钙的危害，故无需考虑其阻磷酸钙垢的性能;八是本发明的无磷药剂与目 前常用的有机磷酸盐、丙烯酸聚合物、锌盐及铜缓蚀剂等均有良好的复配性 能，并且利用其协同效应可以大幅度降低无磷主药剂使用量。
具体实施方式
实施例1：无磷水处理剂，无磷缓蚀阻垢剂为15%～25%、三元为(AMPS) 8%～12%、氯化锌为6%～10%、聚马6%～10%、室温水40～65%。所述室温水 是指水温控制在20～30度左右且在其范围内即可。所述无磷缓蚀阻垢剂中木 质素及丹宁混合物12～16%、水55～65%、NaOH 0.7～0.8%、H2SO4 1.7～2.2%、三乙醇胺12～16%、顺酐4～6%、硼砂3～5%。H2SO4浓度为 90%。木质素及丹宁混合物各占50%，或木质素占30、丹宁混合物各占 70%，或木质素占70、丹宁混合物各占30%。
实施例1-1：在实施例1的基础上，所述无磷缓蚀阻垢剂中木质素及 丹宁混合物12%、水65%、NaOH 0.7%、H2SO4～1.3%、三乙醇胺12%、 顺酐4%、硼砂5%。
实施例1-2：在实施例1的基础上，所述无磷缓蚀阻垢剂中木质素及 丹宁混合物16%、水55%、NaOH 0.8%、H2SO4 2.2%、三乙醇胺16%、 顺酐6%、硼砂4%。
实施例1-3：在实施例1的基础上，所述无磷缓蚀阻垢剂中木质素及 丹宁混合物14.78%、水59.11%、NaOH 0.74%、H2SO4 1.97%、三乙醇胺 14.78%、顺酐4.93%、硼砂3.69%。
实施例1-4：在实施例1的基础上，所述无磷缓蚀阻垢剂中木质素及 丹宁混合物14%、水60%、NaOH 0.75%、H2SO4 2%、三乙醇胺14.25%、 顺酐4%、硼砂5%。
实施例2：在实施例1的基础上，无磷水处理剂的实施方案之一，无磷 缓蚀阻垢剂20%、三元(AMPS)10%、氯化锌8%、聚马8%、室温水54%。
实施例3：在实施例1的基础上，无磷水处理剂的实施方案之二，无磷 缓蚀阻垢剂15%、三元(AMPS)8%、氯化锌6%、聚马6%、水室温65%。
实施例4：在实施例1的基础上，无磷水处理剂的实施方案之三，无磷 缓蚀阻垢剂25%、三元(AMPS)12%、氯化锌10%、聚马10%、室温水43%。
实施例5：在实施例1的基础上，无磷水处理剂的实施方案之四，无磷 缓蚀阻垢剂22%、三元(AMPS)11%、氯化锌9%、聚马9%、室温水49%。
实施例6：在实施例1的基础上，无磷水处理剂的实施方案之五，产品 原液18%、三元(AMPS)9%、氯化锌7%、聚马7%、室温水59%。
实施例7：在实施例1的基础上，无磷水处理剂的实施方案之六，无磷 缓蚀阻垢剂23%、三元(AMPS)9%、氯化锌7.5%、聚马7.5%、室温水53%。
实施例8：在实施例1～7的基础上，木质素及丹宁混合物各占50%; 或木质素占30、丹宁混合物各占70%;或木质素占70、丹宁混合物各 占30%;或木质素及丹宁混合物可以在100%范围任意组合。
实施例9：在实施例1～8的基础上，无磷水处理剂复配的方法，(1)将定量 的室温水打入反应釜中;(2)加入定量的三元(AMPS)，搅拌开启反应釜且 不关闭;(3)加入定量的氯化锌溶搅5～15分钟，控制反液温度不要超过32度; (4)加入定量的聚马，搅拌;(5)最后倒入定量的原液溶搅10～20分钟，静 置5～15分钟，从反应釜下阀口放少许物料检查固体溶解状况，如有少许没溶 解固体，可继续搅拌直到完全溶完，装桶。
需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的 描述，但是这些描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本 发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均 落入本发明的保护范围内。