一种腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂。所述缓蚀阻垢剂采用活性腐殖酸和腐殖酸两性离子分散剂，对金属离子具有螯合作用，对碳酸钙、磷酸钙具有分散作用，能够形成松软不挂壁的软垢，同时活性腐殖酸和腐殖酸两性离子分散剂与各辅助成分形成良好的协同效应，降低复合阻垢剂的用量。所述阻垢剂用于电厂循环水，具有杀菌、抑菌作用，同时因为无磷对环境友好、能够生物分解，是一种绿色环保型复合阻垢剂。

【技术实现步骤摘要】
一种腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法
本专利技术涉及电厂循环水缓蚀阻垢剂领域，具体而言涉及一种腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法。
技术介绍
循环水在经过系统的热交换器、敞开式冷却塔及长短不一的管道传输后，会发生变温、蒸发浓缩、富氧化等一系列变化，造成系统设备腐蚀和结垢，传热效果下降，设备耗损。为达到节水、节能，延长系统设备使用寿命的目的，必须解决循环冷却水系统腐蚀与结垢两大问题，在腐蚀介质中添加缓蚀剂，降低金属的腐蚀速率是最常用的解决方法。复合缓蚀剂被大量采用的原因是，其利用缓蚀剂间的协同作用，提高了吸附覆盖度和吸附稳定性，改变了吸附速度，减少了缓蚀剂的用量，降低了缓蚀剂的毒性。单剂缓蚀剂通过复配，可制得缓蚀效率更高的复合缓蚀剂，扩大了缓蚀剂的应用范围，并解决单组分难以克服的困难。近年来，有机磷酸类缓蚀阻垢剂应用发展极为迅速，国内循环冷却水处理常用的缓蚀阻垢剂有聚磷酸盐、磷酸醋、有机磷酸和聚合物类等。其中，有机磷酸类药剂以其高效的缓蚀与阻垢双重功能而被广泛应用，该类水处理药剂具有化学性能稳定、能耐较高温度和值、有明显的溶限效应和协同效应等特点。但是磷是细菌和藻类的营养源，含磷类阻垢剂易造成环境水域的富营养化，促进菌藻的生长形成赤潮而引起水源污染。无磷缓蚀阻垢剂的优点是绿色环保，缺点是缓蚀阻垢效果较低，特别在水质条件较差时药剂效果不稳定，容易被吸附消耗，缓蚀性能和阻垢性能受到很大影响。因此，开发无磷、生物降解性能好、控制指标简单易实现、适合高浓缩倍率运行甚至零排污的新型绿色缓蚀阻垢剂已成为水处理的发展方向。r>
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂，该无磷缓蚀阻垢剂绿色环保、易于生物降解、高缓蚀性、高阻垢性，能够用于回用水作为补充水的循环水系统中，特别适用于全铁≥1mg/L的循环水使用，各组分具有协同增效作用，使用效果稳定，缓蚀阻垢性能优异。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：所述缓蚀阻垢剂包括含酚羟基、羧基和醌基的腐殖酸衍生物、缓蚀剂、协同作用物以及溶剂；所述溶剂为甲醇的水溶液。以重量份数计，具体包括，腐殖酸衍生物A液100-500份；腐殖酸两性离子化合物B液100-500份；缓蚀剂60-130份；协同作用物60-190份；甲醇100-300份。其中，所述腐殖酸衍生物A液包含腐殖酸60份、氧化剂20份、催化剂3份；优选地，所述腐殖酸为腐殖酸铵；优选地，所述氧化剂为质量浓度30％的双氧水；优选地，所述催化剂为包含铜离子和铁离子的催化剂；优选地，所述催化剂为重量比为(4-10)∶(2-6)的硫酸铁和硫酸铜的混合物；优选地，所述硫酸铁和硫酸铜的重量比为7：4。所述腐殖酸两性离子化合物B液包含离子型单体溶液1份、腐殖酸衍生物A液200份、引发剂3份、终止剂3份；优选地，所述离子型单体溶液为二甲基二烯丙基氯化盐和烯丙基磺酸盐的混合溶液；优选的，所述二甲基二烯丙基氯化盐和烯丙基磺酸盐的质量比为3-10；优选的，所述离子型单体混合溶液为二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠的混合溶液；优选的，所述离子型单体溶液为3份质量浓度60％的二甲基二烯丙基氯化铵溶液和10份烯丙基磺酸钠溶于50份水所得的混合溶液；优选地，所述引发剂为过硫酸钾溶液；所述终止剂为碳酸钠。优选地，所述缓蚀剂为亚硝酸钠(NaNO4)和苯并三氮唑(BTA)配伍；优选的，所述NaNO4为50-100份，所述BTA为10-30份；优选地，所述协同作用物为硫脲类化合物和无机钾盐的混合物；优选的，所述硫脲类化合物为硫脲；优选的，所述无机钾盐为碘化钾；优选的，所述硫脲为10-40份，所述碘化钾为50-150份；本专利技术的另一目的在于提供所述阻垢剂的制备方法，以腐殖酸为原料，催化氧化为富含酚羟基、羧基、醌基腐殖酸衍生物作为活性腐殖酸；将所述活性腐殖酸和离子型单体混合，在引发剂作用下，通过自由基的接枝共聚合成两性离子型大分子分散剂；所述活性腐殖酸及其两性离子型大分子分散剂与缓蚀剂、协同作用物、溶剂混合制备得无磷缓蚀阻垢剂。具体步骤为：S1.活性腐殖酸制备：将腐殖酸盐、氧化剂、催化剂加入溶剂中搅拌混合，控制一定压力、温度下进行氧化反应；减压浓缩即得腐殖酸衍生物A液；S2.分散剂制备：常温常压下配制离子型单体溶液，然后依次加入步骤S1得到的腐殖酸衍生物A液和引发剂，接枝共聚反应一段时间后加入终止剂，得到腐殖酸两性离子化合物B液；S3.缓蚀阻垢剂配制：将腐殖酸衍生物A液、腐殖酸两性离子化合物B液、缓蚀剂、协同作用物、溶剂进行混合，搅拌均匀后即得本专利目标产品。作为本专利技术的一个实施例，步骤S1中，所述氧化剂为质量浓度30％的双氧水。作为本专利技术的一个实施例，步骤S1中，所述催化剂为金属催化剂；优选的，所述催化剂为包含铜离子和铁离子的催化剂；优选的，所述催化剂为硫酸铁和硫酸铜的混合物；优选的，所述催化剂是重量比为(4-10)∶(2-6)的硫酸铁和硫酸铜的混合物。作为本专利技术的一个实施例，步骤S1中，所述反应压力为4-8个大气压；和/或，所述反应温度为40-110℃；和/或，所述反应时间为4-12小时。作为本专利技术的一个实施例，步骤S2中，所述离子型单体溶液为二甲基二烯丙基氯化盐和烯丙基磺酸盐的混合溶液；优选的，所述二甲基二烯丙基氯化盐和烯丙基磺酸盐的重量比为(1-3):(8-12)；优选的，所述离子型单体溶液为二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠的混合溶液。作为本专利技术的一个实施例，步骤S2中，所述引发剂为过硫酸钾溶液；和/或，所述终止剂为碳酸钠。作为本专利技术的一个实施例，步骤S2中，所述聚合反应的反应温度为50-95℃；和/或，所述反应时间为0.5-3小时。作为本专利技术的一个实施例，步骤S3中，以重量份数记，所述腐殖酸衍生物A液100-500份；腐殖酸两性离子化合物B液100-500份；缓蚀剂60-130份；协同作用物为60-190份；甲醇100-300份。作为本专利技术的一个实施例，步骤S3中，所述缓蚀剂为亚硝酸钠(NaNO4)和苯并三氮唑(BTA)配伍，优选的，所述NaNO4为50-100份，所述BTA为10-30份；和/或，所述协同作用物为硫脲和无机钾盐的混合物；优选的，所述无机钾盐为碘化钾；优选的，所述硫脲为10-40份，所述碘化钾为50-150份。作为本专利技术的一个实施例，步骤S3中，所述溶剂为甲醇和水的混合溶剂；优选的，甲醇为100-300份。本专利技术的再一目的是提供上述腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂在循环水处理中的应用。特别适用于钙离子≥1mg/L的循环水，进一步地，用于电厂循环水的处理。本专利技术的第四个目的是提供一种循环水的处理方法，所述方法包括向循环水中加入上述所述腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂。进一步地，每1L循环水中加入所述腐殖酸缓释阻垢剂量为3-20mL。作为本专利技术的一个实施例，每1L循环水中加入所述腐殖酸缓释阻垢剂量为10mL。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述缓蚀阻垢剂包括含酚羟基、羧基和醌基的腐殖酸衍生物、缓蚀剂、协同作用物以及溶剂；所述溶剂为甲醇的水溶液。/n

【技术特征摘要】
1.一种腐殖酸无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述缓蚀阻垢剂包括含酚羟基、羧基和醌基的腐殖酸衍生物、缓蚀剂、协同作用物以及溶剂；所述溶剂为甲醇的水溶液。


2.根据权利要求1所述的阻垢剂，其特征在于：以重量份数计，
腐殖酸衍生物A液100-500份；
腐殖酸两性离子化合物B液100-500份；
缓蚀剂60-130份；优选地，所述缓蚀剂为亚硝酸钠(NaNO4)和苯并三氮唑(BTA)配伍；优选的，所述NaNO4为50-100份，所述BTA为10-30份；
协同作用物60-190份；优选地，所述协同作用物为硫脲类化合物和无机钾盐的混合物；优选的，所述硫脲类化合物为硫脲；优选的，所述无机钾盐为碘化钾；优选的，所述硫脲为10-40份，所述碘化钾为50-150份；
甲醇100-300份。
其中，所述腐殖酸衍生物A液包含腐殖酸60份、氧化剂20份、催化剂3份；优选地，所述腐殖酸为腐殖酸铵；优选地，所述氧化剂为质量浓度30％的双氧水；优选地，所述催化剂为包含铜离子和铁离子的催化剂；优选地，所述催化剂为重量比为(4-10)∶(2-6)的硫酸铁和硫酸铜的混合物；优选地，所述硫酸铁和硫酸铜的重量比为7：4；
所述腐殖酸两性离子化合物B液包含离子型单体溶液1份、腐殖酸衍生物A液200份、引发剂3份、终止剂3份；优选地，所述离子型单体溶液为二甲基二烯丙基氯化盐和烯丙基磺酸盐的混合溶液；优选的，所述二甲基二烯丙基氯化盐和烯丙基磺酸盐的质量比为3-10；优选的，所述离子型单体混合溶液为二甲基二烯丙基氯化铵和烯丙基磺酸钠的混合溶液；优选的，所述离子型单体溶液为3份质量浓度60％的二甲基二烯丙基氯化铵溶液和10份烯丙基磺酸钠溶于50份水所得的混合溶液；优选地，所述引发剂为过硫酸钾溶液；所述终止剂为碳酸钠。


3.制备如权利要求1或2所述的阻垢剂，其特征在于：具体步骤为，
S1.活性腐殖酸制备：将腐殖酸盐、氧化剂、催化剂加入溶剂中搅拌混合，控制一定压力、温度下进行氧化反应；然后，减压浓缩即得腐殖酸衍生物A液；
S2.分散剂制备：常温常压下配制离子型单体溶液，然后依次加入步骤S1得到的腐殖酸衍生物A液和引发剂，聚合反应一段时间后加入终止剂，得到腐殖酸两性离子化合物B液；优选地，所述引发剂为过硫酸钾溶液；和/或，所述终止剂为碳酸钠；优选地，步骤S2中，所述聚合反应的反应温度为50-95℃；和/或，所述反应时...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦志伟，俞龙泉，于庆彬，李艳艳，侯学峰，周少雄，
申请(专利权)人：中化化工科学技术研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11