无磷缓蚀剂及其制备方法和应用以及水处理组合物及其应用技术

本发明专利技术涉及水处理领域，具体公开了一种无磷缓蚀剂及其制备方法和应用以及水处理组合物及其应用。所述无磷缓蚀剂的制备方法包括：在酸存在下，将糖类化合物与氨基酸在含水溶剂中进行接触反应；其中，所述糖类化合物选自二糖和三糖中的一种或多种；所述接触反应的条件包括：温度为100‑150℃，时间为2‑10h。本发明专利技术提供的无磷缓蚀剂在用于水处理中，特别是与锌盐配合下，能够获得较好的缓蚀性能且不易于被微生物利用进行生长和繁殖。

Phosphorus free inhibitors and their preparation methods and applications as well as water treatment compositions and their applications

The invention relates to the field of water treatment, in particular a phosphorus free corrosion inhibitor, a preparation method and application, as well as a water treatment composition and its application. Including the preparation method of non phosphorus corrosion inhibitor in the presence of acid, carbohydrates and amino acids in the aqueous solvent contact reaction; wherein, one or more of the carbohydrate compounds selected from two sugar and three sugar; including the contact conditions: reaction temperature is 100 DEG C 150 for the 2 time, 10h. The phosphorus free corrosion inhibitor provided by the invention can achieve better corrosion inhibition performance in water treatment, especially with zinc salt, and is not easy to grow and propagate by microorganism utilization.

【技术实现步骤摘要】
无磷缓蚀剂及其制备方法和应用以及水处理组合物及其应用
本专利技术涉及水处理领域，具体地，涉及一种无磷缓蚀剂及其制备方法和应用以及水处理组合物及其应用。
技术介绍
近年来，人们越来越认识到含磷化合物对水体的污染，对含磷化合物的使用和排放的限制也越来越严格，因而研究者们开始开发其他的“绿色产品”来替代它。一般而言，缓蚀阻垢剂配方由缓蚀组分和阻垢分散组分两部分组成。阻垢性能优良的无磷共聚物类阻垢分散剂品种较多，其中很多已在实际生产中得以成功应用。而性能优良的无磷缓蚀剂可选择余地较小，30多年来，新型的无磷缓蚀剂仍处于积极的探索之中。氨基酸是分子中兼具碱性氨基和酸性羧基的两性化合物，作为无毒的环保型缓蚀剂具有广谱的适用性。除了对碳钢具有良好的缓蚀性能外，亦可抑制有色金属中Al、Co、Ni、Cu等的腐蚀，同时对防止金属的局部腐蚀也有较好的效果。而且它不但可以通过蛋白质水解制得，对环境没有毒性，而且在自然环境中能全部生物降解成无毒性的化学物质，因而在20世纪80年代后成为备受关注的绿色环保型缓蚀剂。但是氨基酸的缓蚀性能仍需要进一步提高，而且它们容易被微生物利用作为营养物质，将促进微生物的生长和繁殖。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服氨基酸缓蚀性能较低且易于促进微生物的生长和繁殖的缺陷，提供一种能够获得更好的缓蚀性能且不易于被微生物利用进行生长和繁殖的无磷缓蚀剂及其制备方法和应用以及水处理组合物及其应用。为了实现上述目的，本专利技术提供一种无磷缓蚀剂的制备方法，该方法包括：在酸存在下，将糖类化合物与氨基酸在含水溶剂中进行接触反应；其中，所述糖类化合物选自二糖和三糖中的一种或多种；所述接触反应的条件包括：温度为100-150℃，时间为2-10h。本专利技术还提供了由上述方法制得的无磷缓蚀剂。本专利技术还提供了上述无磷缓蚀剂在水处理中的应用。本专利技术还提供了一种水处理剂组合物，该组合物含有锌盐和上述的无磷缓蚀剂。本专利技术还提供了上述水处理剂组合物在水处理中的应用。本专利技术提供的无磷缓蚀剂在用于水处理中，特别是与锌盐配合下，能够获得较好的缓蚀性能且不易于被微生物利用进行生长和繁殖。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。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种无磷缓蚀剂的制备方法，该方法包括：在酸存在下，将糖类化合物与氨基酸在含水溶剂中进行接触反应；其中，所述糖类化合物选自二糖和三糖中的一种或多种；所述接触反应的条件包括：温度为100-150℃，时间为2-10h。根据本专利技术，在所述酸的存在下，选自二糖和三糖中的一种或多种糖类化合物部分分解为单糖，从而在含水溶剂中与氨基酸进行接触反应的过程中，则会获得选自二糖和三糖中的一种或多种糖类化合物以及由其分解所得的单糖与氨基酸反应后的多种被氨基酸改性的糖类化合物。尽管本专利技术对上述接触反应过程中氨基酸和糖类化合物的具体反应方式没有特别的限定，但是通常情况下，氨基酸中较为活泼的基团氨基和羧基，易于在上述接触反应条件下与糖类化合物的羟基反应，从而得到氨基酸的羧基与糖类化合物的羟基脱去一分子水的酯化反应产物(即可表示为氨基酸-C(O)-O-C-糖类)，或得到氨基酸的氨基与糖类化合物的羟基脱去一分子水的反应产物(即可表示为氨基酸-NH-C-糖类)，或者是一分子的糖类化合物的多个羟基与多个分子的氨基酸的羧基和/或氨基反应，得到被多分子氨基酸改性的糖类化合物。这些情况都应当包括在本专利技术中，从而通过本专利技术所述的无磷缓蚀剂的制备方法，将获得含有多种氨基酸改性的糖类化合物(单糖以及二糖和/或三糖)的组合的产物，从而所得的无磷缓蚀剂可认为是这样的氨基酸改性的糖类化合物的一类组合物。根据本专利技术，所述糖类化合物选自二糖和三糖中的一种或多种。其中，所述二糖可以选自本领域常规的各种二糖，例如所述二糖可以为蔗糖、麦芽糖、乳糖和纤维二糖中的一种或多种，所述三糖可以为棉子糖和/或龙胆三糖中的一种或多种。优选情况下，所述糖类化合物选自蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖、棉子糖和龙胆三糖中的一种或多种，更优选为蔗糖和/或棉子糖。其中，所述糖类化合物任选含有单糖，所述单糖例如可以为葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖、木糖和甘露糖中的一种或多种。根据本专利技术，所述氨基酸可以为本领域常规的各种氨基酸，优选情况下，所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸和酪氨酸中的一种或多种，更优选为甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和赖氨酸中的一种或多种，特别优选为天冬氨酸。在本专利技术的一种优选的实施方式中，所述糖类化合物为蔗糖，所述氨基酸为天冬氨酸。根据本专利技术，所述氨基酸和所述糖类化合物用量可以在较宽的范围内变动，为了使得所得产物更适于作为水处理缓蚀剂，优选情况下，所述氨基酸和所述糖类化合物用量的摩尔比为0.3-15：1，更优选为0.5-11：1，更进一步优选为1-10：1，例如为1.1-4：1。根据本专利技术，所述酸可以采用本领域常规的各种无机酸和有机酸，只要该酸不含磷即可，优选地，所述酸为硫酸(优选为98重量％以上的浓硫酸)和/或硝酸(优选为65重量％以上的浓硝酸)，更优选为硫酸。如上所述的，所述酸可以使得所述糖类化合物部分地降解为单糖，除此外其还可催化所述糖类化合物与氨基酸进行的接触反应。为此，所述酸的用量可以在较宽范围内变动，为了能够更好地获得上述效果，优选地，所述糖类化合物和所述酸的用量的摩尔比为1：0.2-3，更优选为1：0.5-2.5，更进一步优选为1：1-2.2，例如为1：1.4-1.9。根据本专利技术，尽管所述含水溶剂中还可以含有一些不影响所述接触反应的其他溶剂，优选情况下，所述含水溶剂为水。所述含水溶剂的用量可以在较宽范围内变动，为了能够使得所述接触反应更为适于进行，优选情况下，相对于100重量份的所述含水溶剂，所述糖类化合物和氨基酸的用量为15-100重量份，更优选为20-80重量份，更进一步优选为22-70重量份，例如为35-50重量份。在满足上述条件下，相对于100重量份的所述含水溶剂，所述酸的含量为1.5-30重量份，更优选为2-20重量份，更进一步优选为4-15重量份，例如为6-11重量份。根据本专利技术，当所述接触反应的温度超过150℃时，则糖类化合物会发生焦糖化反应；当所述接触反应的温度小于100℃时，则糖类化合物难以与氨基酸发生反应。优选情况下，所述接触反应的条件包括：温度为110-130℃，时间为4-8h。根据本专利技术，为了更好地确保所述糖类化合物能够分解得到单糖，优选地，该方法包括：先在所述含水溶剂中将所述酸和糖类化合物混合，而后引入所述氨基酸进行所述接触反应。其中，优选情况下，该混合的条件包括：温度为50-80本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无磷缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：在酸存在下，将糖类化合物与氨基酸在含水溶剂中进行接触反应；其中，所述糖类化合物选自二糖和三糖中的一种或多种；所述接触反应的条件包括：温度为100‑150℃，时间为2‑10h。

【技术特征摘要】
1.一种无磷缓蚀剂的制备方法，其特征在于，该方法包括：在酸存在下，将糖类化合物与氨基酸在含水溶剂中进行接触反应；其中，所述糖类化合物选自二糖和三糖中的一种或多种；所述接触反应的条件包括：温度为100-150℃，时间为2-10h。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述氨基酸和所述糖类化合物用量的摩尔比为0.3-15：1，优选为0.5-11：1，更优选为1-10：1；优选地，所述糖类化合物和所述酸的用量的摩尔比为1：0.2-3，更优选为1：0.5-2.5，更进一步优选为1：1-2.2。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述糖类化合物选自蔗糖、麦芽糖、乳糖、纤维二糖、棉子糖和龙胆糖中的一种或多种，优选为蔗糖和/或棉子糖；优选地，所述氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸和酪氨酸中的一种或多种，更优选为甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和赖氨酸中的一种或多种；优选地，所述酸为硫酸和/或硝酸，优选为...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯婕，郦和生，胡艳华，王岽，李博伟，王亭，
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