专利名称：：一种循环水管道多功能减阻剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种循环水管道多功能减阻剂，特别是由具有减阻功能的工业循环水杀菌灭藻剂、具有减阻功能的工业循环水緩蚀阻垢剂和其它循环水处理剂组成的多种功能的减阻剂，属于精细化学品领域。
背景技术：
：空调设备、集中供热管道和工业生产装置的循环水系统普遍存在高能耗的问题，其中循环泵能耗高达系统能耗的30%-50%。我国正在向城市化和工业化方向发展，节能减排任务繁重，在循环水中系统中加入管道减阻剂是简便易行的节能方法，因而近年来受到普遍关注。早期的循环水管道减阻剂通常是一些高分子聚合物，例如美国专利US1352284(1974-5-8)公开一种由聚氧乙烯高分子、悬浮剂和表面活性剂等组成的管道减阻剂配方，实际应用中高分子聚合物易被循环泵剪切失去减阻性能。此外聚合物减阻剂可能会降低水溶液的传热系数，其应用范围受到很大限制。后来发现某些表面活性剂也具有较好的减阻功能，特别是能形成特别长的圆柱形胶束的表面活性剂，其在热交换器内被机械装置破坏失去减阻效果，而在热交换器后的管道中胶束迅速再次形成恢复了减阻作用。选定表面活性剂减阻剂的适当添加浓度以及管道中循环水合适的流速，就可能建立管道内的层流和热交换器内的湍流，在管道直径不变条件下减小泵功率和能耗。美国道化学公司在美国专利US4534875(1985-8-13)公开一种十六烷基三曱基水杨酸胺和水杨酸钠为主要成分的粘弹性表面活性剂减阻剂。荷兰阿克佐诺贝尔公司在美国专利US5902784(1999-5-11)、美国专利US2004/0069342和中国专利CN1245468(2006-3-15)中公开了两性离子表面活性剂与阴离子表面活性剂组成的一系列减阻剂配方。瑞典BerolNobelAB^^司在美国专利US5339855(1994-8-23)中公开一种烷基醇酰胺减阻剂。日本東邦化学公司在日本专利JP2000313872(2000-11-14)、JP2004323813(2004-11-18)和JP2006199800(2006-8-3)中公开了以叔胺氧化物为主要成分的一系列减阻剂配方。国内水处理剂开发和应用迅速发展，但局限在緩蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂、分散剥离剂和絮凝剂上。上海交通大学在循环水管道减阻剂的基础研究方面做了大量工作，主要集中在对十六烷基三曱基水杨酸胺和水杨酸钠的减阻性能进行验证和应用条件优化。表面活性剂类减阻剂抗剪切，减阻胶束具有自修复功能，理论上可以在循环水系统中长期使用，已在一些大型循环水系统中应用取得很好节能效果。但国外专利公开的减阻剂成分都是一些新型表面活性剂，其对管道设备腐蚀性和长期稳定性数据缺乏，再加上其合成原料价格过高，限制了其在中小循环水系统中推广使用。
发明内容本发明的目的是提供一种兼有緩蚀、阻垢、杀菌和减阻节能等多种功能且价格低廉的多功能减阻剂，解决现有管道减阻剂对管道设备腐蚀性和长期稳定性数据缺乏和原料价格过高难以在中小循环水系统中推广应用的问题。本发明的思路是从腐蚀性和长期稳定性数据完备的现有工业杀菌灭藻剂、緩蚀阻垢剂、分散剂和絮凝剂中筛选具有减阻功能和减阻分子结构的表面活性剂共同组成多功能减阻剂，使其兼有緩蚀、阻垢、杀菌和减阻节能等多种功能，替代现有的单一功能水处理剂，特别适合在中小循环水系统中推广应用。为达到以上目的采取的技术方案和措施是(1)由具有减阻功能的工业循环水杀菌灭藻剂、具有减阻功能的工业循环水緩蚀阻垢剂和其它工业循环水处理剂组成多功能减阻剂，按循环水量以0.4-2.0kg/t—次性投入循环水系统。(2)选用分子式如下的常见季胺盐表面活性剂作为多功能减阻剂主要组分，R-N+-CH2<§>CH3其中，R是8-24个碳原子的烃基或其混合物。最好是常见的氯化十二烷基二曱基卡基胺或十四烷基二曱基节基胺，它们是常用的工业循环水杀菌灭藻剂，其杀菌和减阻性能优于美国专利公开的十二烷基三曱基氯化铵或十四烷基三甲基氯化铵。(3)选用分子式如下的烷醇酰胺作为多功能减阻剂主要组分，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中，R是8-24个碳原子的烃基或其混合物。最好是常见的十二酸二乙醇酰胺或椰油酸二乙醇酰胺，它们是常用的工业循环水緩蚀阻垢剂，实验证明其有良好的减阻性能。(4)根据需要配合选用其它循环水处理剂，对于热水循环系统可以加入膦酸盐或钼酸盐以及消泡剂等进一步提高緩蚀阻垢性能。(5)配方中杀菌灭藻剂、緩蚀阻垢剂和其它水处理剂重量比为1-10:1-10:1，加水溶解形成固含量为40%水溶液。根据以上技术方案优选出的多功能减阻剂典型配方如下配方1:氯化十二烷基二曱基节基胺(代号1227)25%椰油酸二乙醇酰胺(代号6501)10%羟基亚乙基二膦酸钠(代号HEDP)5%水60%配方2:氯化十二烷基二曱基千基胺(代号1227)18%椰油酸二乙醇酰胺(代号6501)20%羟基亚乙基二膦酸钠(代号HEDP)1.9%有机硅消泡剂0.1%水60%对于特定的循环水系统，减阻剂添加量选择和减阻效果评价采用旋转黏度计初步筛选。具体方法是在烧杯中配制0.1%的减阻剂水溶液，取适量减阻剂水溶液加入都度测量杯中，在恒温下用NDJ-79型旋转黏度计在转速750rpm下测定其黏度，根据减阻理论教度较大者减阻率也较大。还可以用黏度计分别测定不同温度和不同减阻剂浓度下的黏度，从而初步筛选特定溫度下合适的减阻剂浓度。经过初步筛选的减阻剂配方然后在安装了差压计的循环水系统上进行进一步评价，通过测定特定温度循环水在加入减阻剂前后试验管^&上压差的变化求出减阻率，从而确定特定温度下合适的减阻剂浓度。本发明多功能减阻剂在空调、集中采暖和工业循环水中使用可以防腐阻垢和减阻节能，按系统循环水量以0.4-2.Okg/t—次性加入。本发明的优点和有益效果体现在(1)配方采用常见工业原料，价格低廉，投资回收期短。(2)配方组分的腐蚀和长期稳定性性数据以及环保安全性经过在水处理行业中长期应用已得到验证，容易商业化推广应用。(3)兼有緩蚀、阻垢、杀菌和减阻节能等多种功能，可替代现有的单一功能水处理剂，特别适合在中小循环水系统中推广应用。(4)减阻节能效果明显和减阻长期稳定性好，节约的能量可^f吏更多人享受到空调设备、集中供热带来的生活便利和降低工业品生产成本。具体实施例方式本发明的目的是采用以下方式实现的，下面结合实施例详细说明实施例1在250ml烧杯中称取市售工业氯化十二烷基二曱基千基胺(含量40%)62.5g，市售工业椰油酸二乙醇酰胺10.0g,市售工业轻基亚乙基二膦酸钠(含量70%)7.1g和水20.4g，搅拌溶解，得到100g4(W多功能减阻剂。分别称取l.0g、2.0g、3.0g、4.0g和5.0g溶于1000ml自来水，在室温(25°C)下用NDJ-79型旋转黏度计在转速750rpm下测定其黏度进行初步评价，5次试验结果如表1。减阻剂1.2g/L以上时水溶液黏度变化减小，可见减阻剂浓度1.2g/L时达到减阻胶束形成浓度，初步选定常温下该配方多功能减阻剂添加浓度为1.2g/L。表1减阻剂浓度对水溶液黏度的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例2在2500ml烧杯中称取市售工业氯化十二烷基二曱基节基胺(含量40y。)450g，市售工业椰油酸二乙醇酰胺200g，市售工业羟基亚乙基二膦酸钠(含量70%)27g,有机硅消泡剂1.0g和水322g,搅拌溶解，得到1000g40%多功能减阻剂。在一循环水量200L，试验管径DN20,试验管长6000mm的装置上进行减阻剂性能评价。在室温(25°C),循环水流速3.2m/s下加入配制的多功能减阻剂200g测定其减阻率，然后每次补加减阻剂200g再测定其减阻率，5次试验结果如表2所示。表1减阻剂浓度对减阻率的影响序号12345减阻剂加入量，g2004006008001000减阻剂浓度，g/L0.40.81.21.62.0减阻率，％15.634.752.357.460.5试验确定常温下该配方多功能减阻剂添加浓度为1.2g/L,减阻率52.3%，最大减阻率60.5%。可见减阻剂浓度1.2g/L时达到减阻胶束形成浓度，初步选定常温下该配方多功能减阻剂添加浓度为1.2g/L。权利要求1.一种循环水管道多功能减阻剂，其特征在于由具有减阻功能的工业循环水杀菌灭藻剂、具有减阻功能的工业循环水缓蚀阻垢剂和其它工业循环水处理剂组成，配方中杀菌灭藻剂、缓蚀阻垢剂和其它水处理剂重量比为1-10∶1-10∶1，应用中按循环水量以0.4-2.0kg/t一次性投入循环水系统。2.根据权利要求1所述产品，其特征在于具有减阻功能的工业循环水杀菌灭藻剂是长链季胺盐表面活性剂，分子式为eHR-h+-CH2<@>其中，R是8-24个碳原子的烃基或其混合物。3.根据权利要求1所述的产品，其特征在于具有减阻功能的工业循环水緩蚀阻垢剂是烷醇酰胺表面活性剂，分子式为R~C—N(CH2CH2OH)2O其中，R是8-24个碳原子的烃基或其混合物。4.根据权利要求1所述的产品，其特征在于其它工业循环水处理剂是膦酸盐或钼酸盐以及消泡剂等。5.根据权利要求1所述的产品，其特征在于配方中长链季胺盐杀菌灭藻剂、烷醇酰胺緩蚀阻垢剂和膦酸盐等其它水处理剂重量比为1-10:1-10:1。全文摘要本发明涉及一种循环水管道多功能减阻剂，由具有减阻功能的工业循环水杀菌灭藻剂、具有减阻功能的工业循环水缓蚀阻垢剂和其它工业循环水处理剂组成。优选出的多功能减阻剂配方由氯化十二烷基二甲基苄基胺杀菌灭藻剂、椰油酸二乙醇酰胺缓蚀阻垢剂和羟基亚乙基二膦酸钠组成，按循环水量以0.4-2.0kg/t一次性投入循环水系统。它兼有缓蚀、阻垢、杀菌和减阻节能等多种功能且价格低廉，适用于空调设备和工业装置的循环水系统减阻节能，能够稳定设备传热效率，降低管道阻力，降低循环泵电耗50％以上。文档编号C02F5/10GK101538090SQ20091006847公开日2009年9月23日申请日期2009年4月14日优先权日2009年4月14日发明者刘炳光,喻宏林,李建生,杨瑞静申请人:天津市职业大学