專利名稱：一種海水緩蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于海水循環(huán)冷卻水處理的環(huán)境友好型海水緩蝕劑，屬于化工產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著淡水資源危機(jī)加劇，使用海水作為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的補(bǔ)充水具有重要意義，但是海水具有成分復(fù)雜，含鹽量高，微生物種類多的特點(diǎn)，因此海水的腐蝕性比淡水更強(qiáng)，海水的強(qiáng)腐蝕性會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)的管道和換熱設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕。所以，解決碳鋼在海水中的腐蝕是海水用于循環(huán)冷卻水的關(guān)鍵，而添加緩蝕劑就是解決這ー問題的有效方法。最早的海水緩蝕劑是英國(guó)的Clay于1946年提出的，將甲醛用于抑制海水介質(zhì)中碳鋼的腐蝕。從20世紀(jì)50年代起，國(guó)內(nèi)外專家對(duì)海水中的碳鋼緩蝕劑進(jìn)行了大量研究，這些研究專注于提高緩蝕效率，很少考慮環(huán)保問題。20世紀(jì)90年代，許多學(xué)者開始關(guān)注環(huán)保型的海水緩蝕劑，但是發(fā)展比較緩慢?，F(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的海水緩蝕劑為鑰酸鹽系緩蝕劑與鎢酸鹽系緩蝕劑。如張捍東將鑰酸鈉與硅酸鈉、有機(jī)胺復(fù)配，其緩蝕率可達(dá)90%以上(碳鋼在鹽水體系中得腐蝕研究[J].材料保護(hù)，2005，34(8) =243-245.);茵玉蘭將鑰酸鹽與HEDP、鋅鹽進(jìn)行復(fù)配，在海水中的緩蝕率為90. 91% (鑰酸鹽復(fù)合緩蝕劑對(duì)海水中碳鋼的緩蝕作用[J].腐蝕與防護(hù)，2007，28 (2) 61-64.);穆振軍等將將鎢酸鈉與硅酸鈉、APG等復(fù)配，在海水中作為碳鋼緩蝕劑的緩蝕率達(dá)到93. 8% (天然海水中高效緩蝕劑對(duì)碳鋼緩蝕作用[J].中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)，2006，25 (4) =205-208.);柳鑫華將鎢酸鹽與檸檬酸鈉、HEDP、鋅鹽復(fù)配，在海水中緩蝕率達(dá)到93. 6% (影響鎢酸鹽復(fù)合海水緩蝕劑緩蝕性能因素[J].材料保護(hù)，2009，42 (2) :16-18.)。鑰酸鹽與鎢酸鹽低毒，污染小，但它們無法生物降解，在環(huán)境中長(zhǎng)期積累具有潛在危害。并且鑰酸鈉與鎢酸鈉的價(jià)格分別為170元/千克與15元/千克，導(dǎo)致海水處理成本較高。目前，在常用的有機(jī)膦海水處理劑中大多是以羥基亞こ基ニ膦酸(HEDP)復(fù)配為主，其在海水這種高硬度水質(zhì)中的緩蝕性能并不理想。20世紀(jì)90年代，國(guó)外學(xué)者成功研制出ー種性能優(yōu)異的水溶性高分子材料-聚天冬氨酸，它具有良好的生物降解性能，因而被認(rèn)為是較好的緑色水處理藥劑和水處理劑的更新?lián)Q代產(chǎn)品。但聚天冬氨酸在海水中単獨(dú)使用時(shí)，其緩蝕效果并不好。因此，尋找ー種兼具緩蝕效果、成本低廉、對(duì)環(huán)境友好的海水緩蝕劑具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于海水循環(huán)冷卻水處理的高效環(huán)境友好型海水緩蝕劑。本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下 已知聚天冬氨酸為綠色環(huán)保型水處理藥劑，在淡水作為循環(huán)冷卻水時(shí)使用聚天冬氨酸其阻垢緩蝕性能較好，但是當(dāng)用于海水中時(shí)，其緩蝕效果并不理想，加藥量為40mg/L時(shí)，其緩蝕率為25. 37%，加藥量為80mg/L時(shí)，其緩蝕率為31.81% ;為了提高其緩蝕效果，可加入硫酸鋅，由于硫酸鋅不易生物降解，因此其用量越少越好，加藥量為40mg/L，其緩蝕率為31. 45%，加藥量為50mg/L時(shí)，其緩蝕率為41.65% ;十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨為殺菌滅藻劑，該殺菌劑具有良好的生物降解性，并且與常用水處理緩蝕劑復(fù)配后有良好的緩蝕協(xié)同作用，并且殺菌效果好，有利于緩蝕性能的提高，因此本發(fā)明的海水緩蝕劑加入了十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨。如果沒有好的阻垢性能，緩蝕性能也將受到很大影響，因此在本發(fā)明中加入了 2-羥基膦?；乘?，以提高復(fù)配物的阻垢緩蝕性能。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)確定了本發(fā)明的海水緩蝕劑的組成由聚天冬氨酸、十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨、硫酸鋅和2-羥基膦?；乘崴姆N物質(zhì)混合而成，且四種物質(zhì)的質(zhì)量比按(4 8) (O. 6 I) (3 5) (O. 25 O. 5)混合。本發(fā)明是一種環(huán)境友好型海水緩蝕劑。本發(fā)明的海水緩蝕劑的配制按所述質(zhì)量比取聚天冬氨酸、十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨、硫酸鋅和2-羥基膦?；乘?，經(jīng)混合攪拌而成。本發(fā)明的海水緩蝕劑的使用方法如下根據(jù)海水介質(zhì)的重量、要求的緩蝕劑濃度以及緩蝕劑組分配比計(jì)算出各組分的用量，然后分別依次投加到海水介質(zhì)中即可。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定，本發(fā)明的海水緩蝕劑用于海水循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的藥劑用量為78. 5mg/L 145mg/L (海水緩蝕劑/海水)。本發(fā)明取得以下有益效果I、本發(fā)明是一種高效、環(huán)保型的復(fù)合緩蝕劑，在海水等高硬度、高氯離子濃度、強(qiáng)腐蝕性水質(zhì)中具有優(yōu)異的緩蝕能力；2、由于組分中的十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨具有良好的殺菌性能，它與聚天冬氨酸、硫酸鋅、2-羥基膦酰基こ酸協(xié)同增效作用保證了藥劑的優(yōu)良緩蝕性能；3、經(jīng)搖床實(shí)驗(yàn)法測(cè)試，7天后的生物降解率為56. 10%, 28天后的生物降解率可達(dá)80%以上，屬于易生物降解產(chǎn)品；4、在使用時(shí)不需另外預(yù)膜，使用方便且成本低廉。本申請(qǐng)人將不同組成的海水緩蝕劑進(jìn)行了海水緩蝕實(shí)驗(yàn)，井比較了ニ元組分、三元組分和四元組分組成的海水緩蝕劑以及聚天冬氨酸不同用量對(duì)海水的緩蝕效果。實(shí)驗(yàn)用水采用黃驊地區(qū)海水，水質(zhì)條件如表I。表I實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)分析結(jié)果
電導(dǎo)率總硬度(CaCO., 鈣硬度(CaCO3 總堿度(CaCO3 Cl'S0/ —
pH
ms/cm計(jì))mg/L計(jì))mg/L計(jì))mg/L mg/L mg/L
7.41 51. I56759281381.68XIO4 2381.06緩蝕性能測(cè)試均參照GB/T18175-2000《水處理劑緩蝕性能的測(cè)定-旋轉(zhuǎn)掛片法》，采用ZJ浸潰腐蝕試驗(yàn)儀進(jìn)行緩蝕性能實(shí)驗(yàn)，溫度40°C，轉(zhuǎn)速75r/min，不預(yù)膜掛片，時(shí)間72h，A3碳鋼試片，表面積28cm2。生物降解性能試驗(yàn)均參照《エ業(yè)水處理》第21卷第一期熊蓉春等《緑色生物高分子聚天冬氨酸的合成及阻垢性能研究》一文中可生物降解性的測(cè)定，采用THZ-82氣浴恒溫振蕩器進(jìn)行搖床實(shí)驗(yàn)法測(cè)定。
對(duì)比例I :硫酸鋅、2-羥基膦?；乘岚促|(zhì)量比3 : O. 5復(fù)配后，藥劑量35mg/L，對(duì)碳鋼的腐蝕率O. 3941mm/a，空白腐蝕率為O. 7465mm/a，緩蝕率為47. 2%。對(duì)比例2 :十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨、硫酸鋅、2-羥基膦?；乘岚促|(zhì)量比I 3 O. 5復(fù)配后，藥劑量65mg/L，對(duì)碳鋼的腐蝕率O. 3272mm/a，緩蝕率為56. 17%。對(duì)比例3 :聚天冬氨酸、十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨、硫酸鋅、2-羥基膦酰基こ酸按質(zhì)量比8 I 3 O. 5復(fù)配后，用量為65mg/L，在海水中對(duì)碳鋼腐蝕率為0.0586mm/a，緩蝕率為92. 15%?？梢姡尤刖厶於彼岷?，緩蝕率有明顯増大。對(duì)比例4 :聚天冬氨酸、十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨、硫酸鋅和2-羥基膦?；乘崴脑獜?fù)配緩蝕劑中，十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨、硫酸鋅和2-羥基膦?；乘岚促|(zhì)量比I : 5 O. 5復(fù)配后，用量為65mg/L時(shí)，在海水中對(duì)A3碳鋼腐蝕率隨著聚天冬氨酸用量變化的改變情況如表2。表2聚天冬氨酸用量對(duì)碳鋼腐蝕率的影響
權(quán)利要求
1.ー種海水緩蝕劑，其特征在于，由聚天冬氨酸、十六烷基ニ甲基(2-亞硫酸)こ基銨、硫酸鋅和2-羥基膦?；乘峄旌隙?，四種物質(zhì)的質(zhì)量比為(4 8) (O. 6 I) (3 5) (O. 25 O. 5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海水緩蝕劑，其特征在于用于海水循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的藥劑用量為 78. 5mg/L 145mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于海水循環(huán)冷卻水處理的環(huán)境友好型海水緩蝕劑，屬化工產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。它由聚天冬氨酸、十六烷基二甲基(2-亞硫酸)乙基銨、硫酸鋅和2-羥基膦?；宜岚促|(zhì)量比為(4～8)∶(0.6～1)∶(3～5)∶(0.25～0.5)混合而成。本發(fā)明在海水等高硬度、高氯離子濃度、強(qiáng)腐蝕性的水質(zhì)中具有優(yōu)異的緩蝕能力，用于海水循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的藥劑用量為78.5mg/L～145mg/L，可生物降解性，28天后降解率可達(dá)到80％以上，屬于環(huán)境友好產(chǎn)品。本發(fā)明在使用時(shí)不需要預(yù)膜，使用方便，節(jié)約成本。
文檔編號(hào)C02F5/14GK102674565SQ20121015094
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者劉振法, 張利輝, 王昕 , 高玉華 申請(qǐng)人:河北省科學(xué)院能源研究所