专利名称：一种无磷缓蚀阻垢剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无磷缓蚀阻垢剂及其循环冷却水中的应用。
背景技术：
我国水资源总量居世界第6位，但人均占有量仅为世界人均的四分之一，排世界第88位，属缺水国家。并且有限的水资源分布也很不均匀，81％分布在长江流域及以南地区，许多城市处于严重缺水状态，全国467个城市中，缺水城市就有300个，严重缺水的有50个，每年因缺水造成的经济损失达2000亿元。我国一方面水资源紧张，另一方面却又在大量浪费宝贵的水资源，我国城市工业用水重复利用率平均只有30％，每万元工业生产值取水量平均高达500m3水，与发达国家相比有很大差距。随着水资源供需矛盾日益尖锐，各企业将要面对高昂的水费和排污费，如何提高水处理技术水平，节约用水，提高工业用水重复利用率，减少排污，不仅是″功在千秋，利在当代″的举措，也是关系到企业自身生存和发展的大事。
近年来有机缓蚀剂的发展极为迅速，相比较而言，它们可低浓度使用但热稳定性稍差。有机缓蚀剂中最多的一类是有机胺，包括脂肪胺和芳香胺、一元胺、二元胺或聚胺及其盐。从绿色概念出发，应以更多的脂肪胺代替或减少芳香胺的应用；有机胺缓蚀剂还可代替许多无机重金属缓蚀剂如铬酸锶、磷酸锌、硼酸钡和磷硅酸盐等我国目前大量应用的磷系水处理剂，由于其富营养化作用易使排放水域菌藻繁殖而引起“赤潮”公害，而目前大量使用的聚丙烯酸等聚合物和共聚物则不易生物降解，因此都不属于环境友好型水处理剂。
自20世纪90年代以来，国内外均开发了具有生物降解性能的无磷绿色阻垢缓蚀剂聚天冬氨酸(PASP)和聚环氧琥珀酸(PESA)，虽然它们具备一定的缓蚀性能，但并不是好的缓蚀剂，主要用做阻垢剂。无磷水处理缓蚀剂的品种较少，由于各种水处理缓蚀剂自身的缺陷，使它们的应用受到限制，除钼酸盐、锌盐、葡萄糖酸钠等少数品种目前还与磷系缓蚀剂复配使用外，其它的基本上已经被淘汰，成功应用的实例很少。
无磷有机缓蚀剂是目前大家比较关注且有发展前途和竞争力的研究领域，人们力图开发研制出性能良好、廉价、无毒、无污染的缓蚀剂新品种。从所掌握的资料看，未来的缓蚀剂组分应当是无毒、无污染的含硫、含氮、含氧等复杂结构的有机化合物及高分子聚合物。含氧有机化合物(羧酸、醚、酯、醛、酚、醇等的衍生物)与含N、S化合物相比，发展速度更快。
随着可持续发展战略的提出和实施，绿色化学的概念促使人们开发一些环境友好的水处理剂。无磷缓蚀阻垢剂以其优异的缓蚀、阻垢性和良好的环保性，越来越受到水处理行业的重视，成为国内外具有发展前途和竞争力的研究领域和21世纪水处理剂的发展方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无磷缓蚀阻垢剂及其应用，该无磷缓蚀阻垢剂具有优异的缓蚀、阻垢性和良好的环保性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸 10-20％，聚马来酸酐20-30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15-20％，锌盐 3-5％，天然有机高分子5-12％，
钼酸盐 5-8％，其他成分5-20％；其中，聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸时，聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸原料之间为任意配比；所述的其他成分为聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、硼酸盐、唑类、有机胺中的任意一种或任意一种以上的混合，任意一种以上的混合时原料之间为任意配比。
所述的锌盐为氯化锌或硫酸锌。
所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠或木质素衍生物。
所述的钼酸盐为钼酸钾或钼酸钠。
所述的硼酸盐为硼酸钠或四硼酸钠。
所述的唑类为苯并三氮唑或疏基苯骈唑。
所述的有机胺为六次甲基四胺、硫脲和羧酸酰胺。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，其特征在于每升循环冷却水中加入30-50毫克无磷缓蚀阻垢剂。
无膦缓蚀阻垢剂的主要性能有以下特点1、环保性。因药剂中无磷和重金属离子存在，且LD50＞10.0g/kg，为实际无毒级，不存在任何排污的限制。2、缓蚀性能优良。所使用无机缓蚀剂钼酸钠、锌盐等都是缓蚀性能优异的缓蚀组分，而使用的有机缓蚀剂葡萄糖酸钠、巯基苯并噻唑、有机胺分子具有N结构R1、-R2、-R3、-CH2COO-等取代基有强的推电子作用，使N原子上的孤对电子云密度增大，极性增强，可以更容易进入Fe的空d轨道，从而使分子链缓蚀剂在Fe表面产生很好的化学吸附，抑制Fe的阳极腐蚀。此外，与Fe或Fen+配位形成稳定的五元或六元环螯合膜，这种膜难溶于水，而且其长链背向Fe金属，有效地覆盖了金属表面，阻碍了腐蚀介质的进入，使金属电位正移，阻止了金属的腐蚀。各组分之间的缓蚀增效作用使得在30mg/L浓度下，对20#碳钢缓蚀率＞96％。3、阻垢性能好。由于不存在Ca3(PO4)2垢的问题，配方中的阻垢组分主要是对水中的CaCO3起到增溶或晶格畸变等作用，而达到对CaCO3分散目的。
本发明以聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸为主剂复配而成的多元的无磷缓蚀阻垢剂具有如下有益效果1)避免由于磷的排放引起的水质的富营养化问题，减轻环境污染，本发明具有良好的环保性；2)能有效减轻循环水系统的细菌腐蚀和苔藻生长问题，从而减少循环水杀菌灭藻剂的用量，减轻氯气消毒后带来的二次污染；本发明具有优异的缓蚀、阻垢性和良好的环保性；3)避免由于磷的降解而导致循环水系统Ca3(PO4)2垢的沉积，提高冷换设备的传热系数，降低能量消耗；4)对钙和碱容忍度高，耐高浓度的Cl-和SO42-的腐蚀，适应的pH范围广，为循环水在高浓缩倍数条件下运行、减少污水排放提供了技术条件；5)为开发可排放污水回用于循环水系统的高效缓蚀剂及配方提供了新的技术途径。
具体实施例方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物(为现有的原料)、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸10％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15％，
锌盐 5％，天然有机高分子12％，钼酸盐8％，其他成分 20％；所述的其他成分为聚丙烯酸钠；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钾。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入30毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例2一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸 20％，聚马来酸酐 20％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物 20％，锌盐 5％，天然有机高分子 10％，钼酸盐 5％，其他成分 20％；所述的其他成分为丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钾。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入35毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例3一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸 20％，聚马来酸酐 30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物 20％，锌盐 4％，天然有机高分子 7％，钼酸盐 6％，其他成分 13％；所述的其他成分为硼酸盐，所述的硼酸盐为硼酸钾；所述的锌盐为硫酸锌；所述的天然有机高分子为木质素衍生物；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入40毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例4一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸 15％，聚马来酸酐 25％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物 17％，
锌盐 5％，天然有机高分子10％，钼酸盐8％，其他成分 20％；所述的其他成分为唑类，所述的唑类为苯并三氮唑；所述的锌盐为硫酸锌；所述的天然有机高分子为木质素衍生物；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入45毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例5一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸20％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，锌盐 4％，天然有机高分子6％，钼酸盐6％，其他成分 14％；所述的其他成分为有机胺，所述的有机胺为六次甲基四胺；所述的锌盐为硫酸锌；所述的天然有机高分子为木质素衍生物；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入50毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例6一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸20％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，锌盐 3％，天然有机高分子5％，钼酸盐5％，其他成分 17％；所述的其他成分为聚丙烯酸钠和丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物，聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的质量百分比各占1/2；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入38毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例7一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸20％，聚马来酸酐30％，
丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，锌盐 5％，天然有机高分子12％，钼酸盐8％，其他成分 5％；所述的其他成分为硼酸盐、唑类、有机胺，硼酸盐所占质量百分比为1％、唑类所占质量百分比为2％、有机胺所占质量百分比为2％；所述的硼酸盐为硼酸钠，所述的唑类为疏基苯骈唑(或称疏基苯并唑)，所述的有机胺为硫脲；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为木质素衍生物；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入47毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例8一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚环氧琥珀酸 10％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15％，锌盐 5％，天然有机高分子12％，钼酸盐8％，其他成分 20％所述的其他成分为聚丙烯酸钠；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钾。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入30毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例9一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚环氧琥珀酸 20％，聚马来酸酐20％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，锌盐 5％，天然有机高分子10％，钼酸盐5％，其他成分 20％；所述的其他成分为丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钾。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入35毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例10一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为
聚环氧琥珀酸 20％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，锌盐 4％，天然有机高分子7％，钼酸盐6％，其他成分 13％；所述的其他成分为硼酸盐，所述的硼酸盐为硼酸钾；所述的锌盐为硫酸锌；所述的天然有机高分子为木质素衍生物；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入40毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例11一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚环氧琥珀酸 15％，聚马来酸酐25％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物17％，锌盐 5％，天然有机高分子10％，钼酸盐8％，其他成分 20％所述的其他成分为唑类，所述的唑类为苯并三氮唑；所述的锌盐为硫酸锌；所述的天然有机高分子为木质素衍生物；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入45毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例12一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚环氧琥珀酸 15％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，锌盐 4％，天然有机高分子6％，钼酸盐6％，其他成分 14％；所述的其他成分为有机胺，所述的有机胺为六次甲基四胺；所述的锌盐为硫酸锌；所述的天然有机高分子为木质素衍生物；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入50毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例13一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为
聚环氧琥珀酸 20％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，锌盐 3％，天然有机高分子5％，钼酸盐5％，其他成分 17％；所述的其他成分为聚丙烯酸钠和丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物，聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物的质量百分比各占1/2；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入38毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例14一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚环氧琥珀酸 20％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15％，锌盐 5％，天然有机高分子8％，钼酸盐8％，其他成分 14％；所述的其他成分为硼酸盐、唑类、有机胺，硼酸盐所占质量百分比为3％、唑类所占质量百分比为2％、有机胺所占质量百分比为6％；所述的硼酸盐为四硼酸钠，所述的唑类为苯并三氮唑，所述的有机胺为硫脲；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钠。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入40毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例15一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸 10％，聚马来酸酐30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15％，锌盐 5％，天然有机高分子12％，钼酸盐8％，其他成分 20％其中聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸所占质量百分比各为5％；所述的其他成分为聚丙烯酸钠；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钾。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入30毫克无磷缓蚀阻垢剂。
实施例16一种无磷缓蚀阻垢剂，它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸 20％，聚马来酸酐20％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物20％，锌盐 5％，天然有机高分子10％，钼酸盐5％，其他成分 20％；其中聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸所占质量百分比各为10％；所述的其他成分为丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物；所述的锌盐为氯化锌；所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠；所述的钼酸盐为钼酸钾。
上述一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，每升循环冷却水中加入35毫克无磷缓蚀阻垢剂。
1.试验部分1.1试验水质贵州化肥厂循环冷却水系统之补水，水质分析见表1。
表1 补水水质资料表
1.2静态试验结果根据贵州化肥厂的水质特点，选用实施例14(即无磷缓蚀阻垢剂JP-307)。为了验证配方的可行性，进一步做了一系列的验证试验。
1.2.1阻垢性能试验-碳酸钙沉积法(GB/T16632-1996)试验结果如表2表2 静态沉积法试验结果
1.2.2缓蚀性能试验-旋转挂片法(GB/T18175-2000)试验结果如表3表3 旋转挂片法试验结果
1.2.3试验数据分析从以上试验数据可知，无磷阻垢缓蚀剂JP-307具有很好的阻垢和缓蚀作用。性能指标均能达到GB/50050-95中有关规定的内容，药剂量初步定为50mg/L。
1.3动态性能模拟验证试验为了进一步验证试验药剂是否符合现场运行要求，使试验效果更接近现场曝气、热交换等情况，设计了下面的性能验证试验，即模拟现场条件的小型动态试验。在实验室给定条件下，用常压下饱和水蒸汽或热水加热换热器，模拟现场的流速、流态、水质、金属材质、换热强度和冷却水进出口等主要参数，连续试验10至15天后，将循环水浓缩倍率维持在2.5～3.0之间，检查腐蚀与结垢情况。
本试验采用WT-A型智能化水质稳定动态模似试验仪，该机由计算机系统管理，按实验要求设计数据输入电脑自动调控，由打印系统自动打印瞬时污垢热阻和平均年污垢热阻值，操作人员按要求化验水质并调控药剂浓度。
1.3.1试验数据表4 动态试验数据
1.3.2试验结果讨论由动态模拟试验结果可知JP-307无磷阻垢缓蚀剂在50mg/L时具有优异的缓蚀和阻垢性能，其实验结果优于GB/50050-95的标准指标要求，可满足循环冷却水系统的运行需要，并且实验数据趋势也与前面静态试验数据相符。
1.4无磷阻垢缓蚀剂JP-307与杀菌灭藻剂协同试验循环水日常采用的是杀菌灭藻剂种类较多，这里选择几种比较典型的杀菌灭藻剂做对比试验。有季铵盐1227、异噻唑啉酮、二氧化氯等。试验过程及结果如下。
1.4.1杀菌灭藻剂对药剂阻垢性能的影响试验(快速阻垢法)杀菌灭藻剂对药剂阻垢性能的影响试验采用快速阻垢法。
1.4.1.1试验数据结果表5 快速阻垢试验数据结果
1.4.1.2试验数据分析从上表中的数据可以看出，JP-307与杀菌灭藻剂配合使用后阻垢效果并没有受到明显的影响，说明JP-307与杀菌剂的配伍性较好。
1.4.2杀菌灭藻剂对药剂缓蚀性能的影响试验(旋转挂片法)这里仍然选择的上面试验中选择的几种比较典型的杀菌灭藻剂做对比试验。有季铵盐1227、异噻唑啉酮、二氧化氯等。试验条件试验温度45±1℃；试验时间144小时；加药浓度阻垢缓蚀剂50mg/L、杀菌剂80mg/L；试片材质碳钢；试片面积28.0cm21.4.2.1杀菌灭藻剂对JP-307无磷阻垢缓蚀剂的缓蚀性能影响试验结果如表6表6 缓蚀性能试验数据
1.4.2.2试验数据分析从上表中的数据结果可以看出，杀菌灭藻剂对阻垢缓蚀剂的缓蚀性能并没有产生很大的影响，说明常用的杀菌灭藻剂能与阻垢缓蚀剂配合使用。
1.5现场工业化试验以贵化工业用水水质和试验室静态试验结果为依据，2006年7月在合二循环水系统和尿素循环水系统现场加药试验，调节循环水系统的相关参数，考察JP-307无磷阻垢缓蚀剂在循环水系统使用阻垢缓蚀效率，同时为以后的正常运行提供相应的系统日常控制指标、加药浓度等参数。
1.5.1循环水系统的水质特点1.5.1.1合二循环水系统现场由于系统本身存在一定的泄露和有别的工业污水混入了循环水，循环水一直偏酸性，pH长期处于6.5以下，到夏季时更是低于6.0，循环水系统腐蚀情况严重。
1.5.1.2尿素循环水系统由于考虑到节约用水的情况，循环水的浓缩倍率到4.5倍以上，pH达到9.0以上，结垢也很严重。
1.5.2加药处理对策1.5.2.1针对合二循环水系统循环水水质恶劣，腐蚀严重的特点，在确定JP-307无磷阻垢缓蚀剂配方的时候，主要考虑其缓蚀效果。加大缓蚀成分，而且需要同时投加无磷酸性缓蚀剂配合使用。
1.5.2.2针对尿素循环水系统结垢倾向严重的特点，在设计无磷阻垢缓蚀剂配方的时候，重点考虑其阻垢性能。
1.5.3尿素循环水系统无磷阻垢缓蚀剂JP-307性能试验1.5.3.1本次现场试验阻垢效果及浓缩倍率的跟踪监测阻垢及浓缩倍率的判断依据以下列经验公式判断ΔH=ClXClB-CaXCaB;]]>其中K=ClXClB]]>为浓缩倍率ClX-为循环水中的氯离子含量；ClB-为补充水中的氯离子含量；CaX-为循环水中的钙离子浓度；
CaB-为补充水中的钙离子浓度；当ΔH＝0.2时，K值为最高浓缩倍率；ΔH≈0时，K值为稳定浓缩倍率；最高浓缩倍率时相应的碳酸盐硬度即为极限碳酸盐硬度。
1.5.3.1.1尿素循环水系统的浓缩倍率及结垢情况见表7表7 尿素循环水结垢情况数据
注上表中Ca2+以CaCO3计。现场试验的加药量按理论加药80mg/L计。
1.5.3.1.2试验数据分析从上表中的试验数据可以看出，在无磷阻垢缓蚀剂JP-307的加药量为80mg/L时，可以控制尿素循环水系统的结垢情况，1.5.3.2尿素循环水系统现场挂片缓蚀性能监测将处理好的试片悬挂于现场回水管、循环水池及连续加药等处，每天观察试片的情况，试验结束时对试片进行分析。
1.5.3.2.1尿素循环水系统无磷阻垢缓蚀剂JP-307缓蚀性能试验数据7月5日至8月5日一个月的试验，测试现场挂片，结果见表8表8 尿素系统现场挂片监测试验结果
1.5.3.2.2数据分析工业循环冷却水系统，经过水质处理后，应达到GB/50050-95《工业水处理设计规范》所规定的各项技术指标。
即碳钢腐蚀速率 ＜0.125mm/a由以上结果可知，无磷阻垢缓蚀剂JP-307的缓蚀性能达到标准要求。
1.5.4合二循环水系统无磷阻垢缓蚀剂JP-307性能试验由前面所述的合二循环水系统水质特点可知，循环水一直偏酸性，pH长期处于6.5以下，到夏季时更是低于6.0，循环水系统腐蚀情况严重。针对这种腐蚀性水质，重点考虑解决循环水的腐蚀问题。考虑到pH在6.0左右的条件下，普通的缓蚀成分是不能有效的控制腐蚀率在0.125mm/a以下的，所以在无磷阻垢缓蚀剂JP-307中特别增加了无磷酸性缓蚀剂成分，并加大了用药量。于7月15日至8月15日在合二循环水系统现场试验。
1.5.4.1合二循环水系统现场挂片缓蚀性能监测将处理好的试片悬挂于回水管、循环水池等处，每天观察试片的情况，试验结束时对试片进行分析。
1.5.4.1.1合二循环水系统无磷阻垢缓蚀剂JP-307缓蚀性能试验数据表9 合二循环水系统现场挂片试验数据
1.5.4.1.2数据分析从表9的试验数据可以看出，无磷阻垢缓蚀剂JP-307对合二循环水系统的酸性水质条件下的碳钢材质缓蚀效果是可以达到GB/50050-95《工业水处理设计规范》所规定的要求的。
权利要求
1.一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸10-20％，聚马来酸酐 20-30％，丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物 15-20％，锌盐 3-5％，天然有机高分子 5-12％，钼酸盐 5-8％，其他成分 5-20％；其中，聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸时，聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸原料之间为任意配比；所述的其他成分为聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、硼酸盐、唑类、有机胺中的任意一种或任意一种以上的混合，任意一种以上的混合时原料之间为任意配比。
2.根据权利要求1所述的一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的锌盐为氯化锌或硫酸锌。
3.根据权利要求1所述的一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的天然有机高分子为葡萄糖酸钠或木质素衍生物。
4.根据权利要求1所述的一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的钼酸盐为钼酸钾或钼酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的硼酸盐为硼酸钠或四硼酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的唑类为苯并三氮唑或疏基苯骈唑。
7.根据权利要求1所述的一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于所述的有机胺为六次甲基四胺、硫脲或羧酸酰胺。
8.如权利要求1所述的一种无磷缓蚀阻垢剂应用于循环冷却水中，其特征在于每升循环冷却水中加入30-50毫克无磷缓蚀阻垢剂。
全文摘要
本发明涉及一种无磷缓蚀阻垢剂及其循环冷却水中的应用。一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征在于它由下述原料混合而成1)聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2－丙烯酰胺－2－甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成分，各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸10－20％，聚马来酸酐20－30％，丙烯酸/2－丙烯酰胺－2－甲基丙烯磺酸共聚物15－20％，锌盐3－5％，天然有机高分子5－12％，钼酸盐5－8％，其他成分5－20％；其中，聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸时，聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸原料之间为任意配比。该无磷缓蚀阻垢剂具有优异的缓蚀、阻垢性和良好的环保性。
文档编号C02F103/02GK101066811SQ20071005247
公开日2007年11月7日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者喻新荣, 刘向阳 申请人:武汉金坡化工科技有限公司