一种无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂及其应用制造技术

本发明专利技术属于工业循环冷却水阻垢缓蚀处理技术领域，涉及一种无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂及其制备方法和应用，包括以下质量百分比的组分：椰油酰两性基二丙酸二钠26～33％、酒石酸钠8～10％、巯基乙酸钠1～2％、浓盐酸0.1～0.2％、去离子水54.8～64.9％。本发明专利技术提供的复合阻垢缓蚀剂不仅具备高效阻垢性能，且在各类循环冷却水系统中的缓蚀性能表现优异，具有广谱稳定性，其关键组分高效环保，特别适合应用于工业循环冷却水系统。于工业循环冷却水系统。

【技术实现步骤摘要】
一种无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂及其应用


[0001]本专利技术涉及一种无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂及其应用，属于工业循环冷却水阻垢缓蚀处理


技术介绍

[0002]水是人类社会进行一系列工业生产活动的宝贵自然资源，随着现代工业的蓬勃发展，其用水消耗量迅猛攀升。其中工业冷却水的使用耗量占据主导地位，约占工业总用水量的60％以上，为了节约淡水资源、降低水量消耗，目前在工业冷却水中已广泛采用循环水代替直流水的技术路径，通过进一步提高循环水浓缩倍率与降低排污水量，实现工业用水供给量的节约。
[0003]由于冷却循环水系统中的水体含有大量的溶解/悬浮固体、有机物以及溶解的各种气体，且系统在长期运行过程中，其水体被不断浓缩，具有高硬度、高碱度、高有机物等水质特点，因此，在各种离子浓度很高的循环水系统中，加之在高温环境下的长时间连续运行，久而久之，会造成循环管路及相关设备(如换热器、提升泵等)的结垢沉积、微生物生长和严重腐蚀，最终导致循环管路的穿孔泄漏，影响工厂的安全生产进程，造成经济损失。
[0004]目前工业上常用的各种缓蚀技术层出不穷，大致可分为工艺法、物理法和化学法等。在各种抑制和减缓腐蚀的方法中，化学缓蚀具有成本低、效果明显等诸多优势，被国内外普遍采用。为解决上述问题，需通过化学防腐手段向冷却循环水系统中投加缓蚀药剂，此类药剂在不改变腐蚀环境的工况下，即可获得良好的防腐蚀效果，同时还能间接提高循环水系统的浓缩倍率问题，节约冷却补水。
[0005]就缓蚀剂种类而言，常用的缓蚀剂依据缓蚀机理可大体分为两类，即阳极
‑
氧化膜型缓蚀剂和阴极
‑
沉淀膜型缓蚀剂。
[0006](1)阳极
‑
氧化膜型缓蚀剂：此类缓蚀剂是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的目的，通常为无机型强氧化剂，在阳极与金属离子作用形成氧化物或氯氧化物，即在金属表面形成一层致密的氧化膜，使其发生钝化，从而阻碍了环境水体介质对金属表面的腐蚀。属于此类型的常用缓蚀剂包括铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐及硼酸盐等(详参申请公布号为“CN1706759A”和“CN 102730848B”的中国专利)。在使用此类型的缓蚀剂时，需要很高浓度的药剂投加量，才能使全部金属阳极表面发生钝化，一旦出现缓蚀剂量不足，将在被钝化的部位造成点蚀。另外，在实际工程应用中，除铬酸盐具有强氧化性外，其余几种因本身氧化能力弱，均需在充氧的工况下，才能在金属表面形成氧化膜，一定程度上增加了项目的运行成本。
[0007](2)阴极
‑
沉淀膜型缓蚀剂：此类缓蚀剂是通过依赖金属腐蚀电池的阴极反应产物，生成膜状物，阻止金属表面阴极电子与其他物质的结合。常见的阴极
‑
沉淀膜型缓蚀剂主要包括锌的碳酸盐、磷酸盐、钙的碳酸盐和氢氧化物等(详参申请公布号为“CN107973420B”和“CN114875394A”的中国专利)。他们是由锌、钙阳离子与碳酸根、磷酸根和氢氧根阴离子在水中与金属表面的阴极区反应而沉淀成膜，且又能与水中有关离子反
应，其反应产物在阴极沉积成膜，起保护膜的作用。与阳极
‑
氧化膜型缓蚀剂薄膜相比，阴极
‑
沉淀膜型缓蚀剂薄膜没有与金属表面直接结合，因而质地多孔，缓蚀效果较差。此种膜与金属的附着力不强，故而不适用在流速很大的循环冷却系统中使用。
[0008]综上所述，针对上述常用缓蚀剂功能单一、投药量大、缓蚀效果稳定性差以及应用场景受限等弊端，开发一种具有阻垢缓蚀双重功能、高效稳定、对环境友好的复合药剂就显得尤为重要，势在必行。

技术实现思路

[0009]为克服现有技术中存在的上述不足，本专利技术旨在提供一种兼有阻垢、缓蚀复合功能的无磷循环水复合阻垢缓蚀剂及其应用。
[0010]本专利技术提供的复合阻垢缓蚀剂不仅具备高效阻垢性能，且在各类循环冷却水系统中的缓蚀性能表现优异，具有广谱稳定性，其关键组分高效环保，特别适合应用于工业循环冷却水系统。
[0011]本专利技术采用的技术方案中无磷复合阻垢缓蚀剂组成配伍如下所示：
[0012][0013]备注：上述各药剂占比均为质量分数wt％。
[0014]进一步的，所述浓盐酸浓度为35～37％。
[0015]本专利技术中的无磷阻垢缓蚀剂是一种复合药剂，通过缓蚀阻垢实验，创造性地筛选出该药剂配方，再经过正交实验确定上述配方中各单一组分的投加百分比，即最佳配比浓度范围。
[0016]本专利技术药剂配方可与水互溶，其密度(20℃)约为1.14～1.22g/mL，总固含在35～46％之间，配方原液的pH在8.0～8.5之间。
[0017]本专利技术还提供上述循环水复合阻垢缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：
[0018]向反应容器A中加入去离子水，并启动搅拌装置，接着向反应容器中缓慢投加椰油酰两性基二丙酸二钠液体，继续搅拌，使混合液均匀澄清；将上述反应容器A转移在水浴里，水浴温度控制在75～85℃，并向反应容器A中加入酒石酸钾钠，继续水浴搅拌得到溶液A；向反应容器B中加入浓盐酸并进行搅拌，随后加入巯基乙酸钠，继续搅拌并进行超声处理，得到溶液B；将溶液B用滴管逐滴加入溶液A中并搅拌，得到无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂。
[0019]进一步的，所述超声时间为30min。
[0020]进一步的，水浴温度控制在80℃。
[0021]进一步的，所述方法包括以下步骤：
[0022]第一步：向反应容器A中加入一定量的去离子水，并启动搅拌装置，转速设定并控制在700～800rpm，接着向反应容器中缓慢投加椰油酰两性基二丙酸二钠液体，继续搅拌
10min，使混合液均匀澄清；
[0023]第二步：将上述反应容器A转移在水浴里，水浴温度控制在80℃，并向反应容器A中加入一定量的酒石酸钾钠固体粉末，将转速调整至900～1000rpm，继续水浴搅拌30min，酒石酸钠的COO
‑
与椰油酰两性基二丙酸二钠的COO
‑
基团形成协同效应，提高阻垢效率；
[0024]第三步：向反应容器B中加入浓盐酸，进行搅拌，并加入巯基乙酸钠，将转速调整至300～500rpm，继续搅拌10min，然后超声30min，通过超声的共振效应，有利于巯基乙酸钠
‑
SH上S的孤对电子与浓盐酸提供的H3O
+
结合并产生协同效应，有利于金属表面形成的缓蚀薄膜的稳定性。
[0025]第四步：将第三步中得到的溶液用滴管逐滴加入到第二步中得到的溶液里，搅拌24h，得到所述的复合阻垢缓蚀剂。
[0026]本专利技术还提供上述无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂在工业循环冷却水系统管路阻垢缓蚀中的应用。
[0027]本专利技术还提供一种循环水阻垢缓蚀方法，在循环水中加入上述的无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂。
[0028]进一步的，循环水管路采用碳钢或铝材质。
[0029]进一步的，所述无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：椰油酰两性基二丙酸二钠26～33％、酒石酸钠8～10％、巯基乙酸钠1～2％、浓盐酸0.1～0.2％、去离子水54.8～64.9％。2.根据权利要求1所述的无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述浓盐酸浓度为35～37％。3.根据权利要求1所述的无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向反应容器A中加入去离子水，并启动搅拌装置，接着向反应容器中缓慢投加椰油酰两性基二丙酸二钠液体，继续搅拌，使混合液均匀澄清；将上述反应容器A转移在水浴里，水浴温度控制在75～85℃，并向反应容器A中加入酒石酸钾钠，继续水浴搅拌得到溶液A；向反应容器B中加入浓盐酸并进行搅拌，随后加入巯基乙酸钠，继续搅拌并进行超声处理，得到溶液B；将溶液B用滴管逐滴加入溶液A中并搅拌，得到无磷的循环水复合阻垢缓蚀剂。4.根据权利要求3所述的无磷的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊江磊，徐冬磊，蔡宏展，高亚光，张旭初，姜晴晴，卢洪庆，
申请(专利权)人：中国电子系统工程第二建设有限公司，
类型：发明
国别省市：