一种复合缓蚀阻垢剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及化工清洗领域，公开了一种复合缓蚀阻垢剂，该复合缓蚀阻垢剂含有硬脂酸型缓蚀剂、分散剂、有机膦酸和无磷均聚物，所述硬脂酸型缓蚀剂为硬脂酸和/或硬脂酸盐，所述分散剂为含有由丙烯酰胺提供的结构单元的共聚物。本发明专利技术还公开了本发明专利技术所述的复合缓蚀阻垢剂在循环冷却水处理中的应用。本发明专利技术的复合缓蚀阻垢剂在含磷量低的情况下即可获得较佳的缓蚀阻垢效果，性能优异且对环境友好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合缓蚀阻垢剂及其在循环冷却水处理中的应用。
技术介绍
循环冷却水运行过程中需要解决的主要是腐蚀、结垢和微生物滋生三大问题。腐蚀与结垢是相互间具有紧密联系的两个相反的趋势，找到这两个趋势之间的平衡点，是解决这两大问题的关键。微生物的控制主要通过杀菌剂来实现，当控制不稳定时，会滋生生物粘泥，附着于换热器表面，表现为粘附速率的增加，影响换热效率并造成换热器的腐蚀。对于中等硬度、中等碱度的水质，通常采用pH值自然运行配方，系统pH值可达9.0，一般采用有机膦+共聚物的配方，重点解决结垢的问题，并要求在一定的浓缩倍数下运行。对于高硬、高碱水质，目前常用的方法是调pH值工艺，即通过加入H2SO4来控制循环水的pH值，降低循环水中的碱度，降低结垢风险，但同时需要注意对腐蚀的控制。一般采用的是有机膦+共聚物+锌盐的配方。对于低硬、低碱水质，使用自然pH值运行工艺，且水处理配方重点解决的是腐蚀问题，一般采用磷酸盐+有机膦+共聚物+锌盐的配方。上述配方中多使用有机膦酸为主要缓蚀剂，在水质腐蚀性较强时，还需加入磷酸盐以增强配方的缓蚀效果。即便使用能够快速形成沉淀膜的锌盐，由于其膜质松软易被破坏，仍需与含磷药剂配合使用。然而，由于磷的排放会导致水体的富营养化，高含磷药剂配方的使用越来越受限。开发低磷、无磷的缓蚀阻垢配方成为水处理药剂开发的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中使用磷含量高的配方的缺陷，提供一种在磷含量低的情况下即可有效实现阻垢缓蚀的复合缓蚀阻垢剂及其应用。硬脂酸及其钠、钾和铵盐广泛用作润滑剂、消泡剂、稳定剂、表面活性剂、防水剂、抛光剂等，对于其作为缓蚀阻垢剂这方面的研究尚未见报道。但是，本专利技术的专利技术人研究发现，在循环冷却水中使用硬脂酸及其盐和特定的共聚物以及阻垢剂能够获得较佳的阻垢缓蚀效果。因此，为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种复合缓蚀阻垢剂，该复合缓蚀阻垢剂含有硬脂酸型缓蚀剂、分散剂、有机膦酸和无磷均聚物，所述硬脂酸型缓蚀剂为硬脂酸和/或硬脂酸盐，所述分散剂为含有由丙烯酰胺提供的结构单元的共聚物。第二方面，本专利技术提供了第一方面所述的复合缓蚀阻垢剂在循环冷却水处理中的应用。本专利技术的复合缓蚀阻垢剂在使用少量的含磷阻垢剂(如0.4-1mg/L循环冷却水(以磷元素计)或者，所述复合缓蚀阻垢剂中磷元素的含量在3重量％以下)的情况下即可获得较佳的缓蚀阻垢效果，性能优异且对环境友好。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供的复合缓蚀阻垢剂含有硬脂酸型缓蚀剂、分散剂、有机膦酸和无磷均聚物，所述硬脂酸型缓蚀剂为硬脂酸和/或硬脂酸盐，所述分散剂为含有由丙烯酰胺提供的结构单元的共聚物。本专利技术中，只要配合使用上述硬脂酸型缓蚀剂、分散剂、有机膦酸和无磷均聚物即可实现本专利技术的目的，对四者的含量没有特别的要求，优选地，所述硬脂酸型缓蚀剂、分散剂、有机膦酸与无磷均聚物的重量比为1:(2.5-30):(0.25-4):(1-10)。本专利技术中，所述硬脂酸盐可以为本领域常见的各种硬脂酸盐，如20℃时溶解度≥0.01g/100g水的硬脂酸盐，优选情况下，所述硬脂酸盐选自硬脂酸钠、硬脂酸钾和硬脂酸铵中的至少一种。本专利技术中，所述分散剂为本领域常见的具有缓蚀性能的含有由丙烯酰胺提供的结构单元的共聚物。优选地，所述共聚物在30℃下的极限黏数为0.06-0.1dl/g。优选地，由丙烯酰胺提供的结构单元的摩尔百分比为20-30％。含有由丙烯酰胺提供的结构单元的共聚物(分散剂，优选为二元共聚物和/或三元共聚物)中，其他结构单元可以由本领域常用的单体提供。优选地，所述分散剂为含有由丙烯酰胺提供的结构单元和由另外的含双键化合物提供的结构单元的共聚物，所述另外的含双键化合物选自C3-C5(如C3、C4或C5)的羧酸和/或它的酸酐、C4-C12(如C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12)的酯和C5-C10(如C5、C6、C7、C8、C9或C10)的磺酸中的至少一种(一种或两种)。所述另外的含双键化合物进一步优选选自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、马来酸、马来酸酐和2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸中的至少一种(一种或两种)。由另外的含双键化合物提供的结构单元的摩尔百分比优选为70-80％。更优选的情况下，所述分散剂选自(甲基)丙烯酸与丙烯酰胺的共聚物、(甲基)丙烯酸与丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯的共聚物、(甲基)丙烯酸与丙烯酰胺和2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物、马来酸酐与丙烯酰胺的共聚物、马来酸与丙烯酰胺的共聚物、马来酸酐与(甲基)丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物、马来酸与(甲基)丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物、马来酸酐与丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯的共聚物、马来酸与丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯的共聚物中的至少一种。所述(甲基)丙烯酸酯更优选为(甲基)丙烯酸C1-C8酯(如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7或C8)，进一步优选选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯中的至少一种。本专利技术中，所述有机膦酸可以为本领域常见的各种有机膦酸(C1-C10)。优选地，所述有机膦酸选自羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、羟基膦酸基乙酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸和氨基磺酸二甲叉膦酸中的至少一种。本专利技术中，所述无磷均聚物可以为本领域常见的各种无磷均聚物(如C3-C10(如C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9或C10)不饱和羧酸的无磷均聚物)，如极限黏数在0.03-0.1dl/g范围内的均聚物。优选情况下，所述无磷均聚物选自聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸和水解聚马来酸酐中的至少一种。在本专利技术的一种实施方式中，所述复合缓蚀阻垢剂还含有水溶性的锌盐。所述锌盐可以为本领域常见的具有缓蚀性能的水溶性锌盐(20℃时溶解度≥1g/100g水)，对其种类和含量没有特别的限制。以锌离子计，所述锌盐与硬脂酸型缓蚀剂的重量比优选为(0.1-1)：1。优选地，所述锌盐选自硫酸锌、硝酸锌和氯化锌中的至少一种。当配合使用锌盐时，本专利技术的复合缓蚀阻垢剂特别适用于处理钙硬度与总碱度之和为100mg/L以下(低硬度和碱度)的循环冷却水。且硬脂酸及其盐与锌盐具有很好的协同作用，在处理低硬度和碱度的循环冷却水时能够获得优异的缓蚀效果。在本专利技术的一种实施方式中，所述复合缓蚀阻垢剂还含有铜材缓蚀剂。所述铜材缓蚀剂可以为本领域常见的各种具有铜缓蚀性能的杂环化合物。对其种类和含量没有特别的限制。所述铜材缓蚀剂与硬脂酸型缓蚀剂的重量比优选为(0.25-4)：1。优选地，所述铜材缓蚀剂选自巯基苯并噻唑、甲基苯并三氮唑和苯并三氮唑中的至少一种。本专利技术的复合缓蚀阻垢剂的各个组分可以单独保存，也可以混合保存。根据本专利技术的优选实施方式，所述复合缓蚀阻垢剂由上述组分组成。各个组分可以通过商购获得，且可以以溶液形式提供，但是本专利技术中涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，该复合缓蚀阻垢剂含有硬脂酸型缓蚀剂、分散剂、有机膦酸和无磷均聚物，所述硬脂酸型缓蚀剂为硬脂酸和/或硬脂酸盐，所述分散剂为含有由丙烯酰胺提供的结构单元的共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，该复合缓蚀阻垢剂含有硬脂酸型缓蚀剂、分散剂、有机膦酸和无磷均聚物，所述硬脂酸型缓蚀剂为硬脂酸和/或硬脂酸盐，所述分散剂为含有由丙烯酰胺提供的结构单元的共聚物。2.根据权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其中，所述硬脂酸型缓蚀剂、分散剂、有机膦酸与无磷均聚物的重量比为1:2.5-30:0.25-4:1-10。3.根据权利要求1或2所述的复合缓蚀阻垢剂，其中，所述硬脂酸盐选自硬脂酸钠、硬脂酸钾和硬脂酸铵中的至少一种。4.根据权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其中，所述共聚物在30℃下的极限黏数为0.06-0.1dl/g；由丙烯酰胺提供的结构单元的摩尔百分比优选为20-30％。5.根据权利要求1或4所述的复合缓蚀阻垢剂，其中，所述分散剂为含有由丙烯酰胺提供的结构单元和由另外的含双键化合物提供的结构单元的共聚物，所述另外的含双键化合物选自C3-C5的羧酸和/或它的酸酐、C4-C12的酯和C5-C10的磺酸中的至少一种且优选选自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、马来酸、马来酸酐和2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸中的至少一种；所述分散剂进一步优选选自(甲基)丙烯酸与丙烯酰胺的共聚物、(甲基)丙烯酸与丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯的共聚物、(甲基)丙烯酸与丙烯酰胺和2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物、马来酸酐与丙烯酰胺的共聚物、马来酸与丙烯酰胺的共聚物、马来酸酐与(甲基)丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物、马来酸与(甲基)丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物、马来酸酐与丙烯酰胺和(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴颖，郦和生，秦会敏，楼琼慧，张春原，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11