申请日2007.03.21
公开(公告)日2007.09.19
IPC分类号C23F11/10; C02F5/08
摘要
本发明公开了一种工业水处理剂，其由改性磺化木质素、2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、葡萄糖酸锌、苯骈三氮唑、酒精和水组成，各组分的质量比为：改性磺化木质素10～20、2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸40～50、葡萄糖酸锌40～50、苯骈三氮唑1～2、酒精2～5、水30～40。本发明具有缓蚀、阻垢和抑制藻类生长的作用，生产过程无“三废”排放，并解决了制浆造纸厂的黑液污染问题。本发明处理工艺简单、用药量少、效果好，水处理成本低，具有良好的经济效益和广泛的社会效益。
权利要求书
1、一种工业水处理剂，由改性磺化木质素、2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、葡萄 糖酸锌、苯骈三氮唑、酒精和水组成，各组分的质量比为：
改性磺化木质素 10～20;
2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸 40～50;
葡萄糖酸锌 40～50;
苯骈三氮唑 1～2;
酒精 2～5;
水 30～40。
2、根据权利要求1所述的工业水处理剂，其特征在于所述的工业水处理剂各 组分的质量比为：
改性磺化木质素 15;
2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸 45;
葡萄糖酸锌 45;
苯骈三氮唑 1;
酒精 2;
水 35。
3、一种制备权利要求1或2所述的工业水处理剂的方法，依次包括以下步骤：
(1)取权利要求1或2所述的各组分，将水置于反应釜内，依次缓缓加 入2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、葡萄糖酸锌、改性磺化木质素，搅拌，混匀;
(2)再加入已溶解苯骈三氮唑的酒精溶液，继续搅拌;
(3)在连续搅拌条件下，将反应釜温控调至65～85℃，恒温1.5～3.5小时， 得到本发明的工业水处理剂。
说明书
一种工业水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属于化工领域，具体的说涉及一种用于工业冷却水系统的缓蚀阻 垢水处理剂及其制备方法。
背景技术
木质素是造纸工业的副产品，极少被利用，每年约有260万吨碱木素排 入江河，造成木质素资源的极大浪费，同时又严重污染环境，破坏生态平衡。 为消除污染，变废为宝，从造纸黑液中提取碱木素，以碱木素为原料进一步 化学改性制备工业水处理剂。目前，国内外均进行了一些研究，提出一系列 新的“绿色”水处理剂及其制备方法。中国专利公开了CN 1341568“改性木素 磺酸盐多功能水处理剂及其制备方法”、CN 200410066828“一种用于工业冷 却水系统的缓蚀阻垢剂”、CN 200410066823“一种用于空调系统的缓蚀阻垢 剂及其使用方法”、CN 98113264“一种复合水处理剂”、CN 94117281“多维 聚羧酸盐水处理剂及其制备方法和用途”以及CN 96106784“木质素季铵盐 阳离子絮凝剂合成工艺”等等。这些专利技术各有其特点和应用方向。但是， 由于工业冷却循环水水质的复杂性和多变性，现有的水处理剂还远远不能满 足环境保护的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种将木质素重新利用而得到的工业水处理剂。
本发明的另一目的是提供一种上述工业水处理剂的制备方法。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种工业水处理剂，由改性磺化木质素、2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、葡萄 糖酸锌、苯骈三氮唑、酒精和水组成，各组分的质量比为： 改性磺化木质素10～20，2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸40～50，葡萄糖酸锌40～50， 苯骈三氮唑1～2，酒精2～5，水30～40。
各组分最佳的质量比为：改性磺化木质素15，2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸 45，葡萄糖酸锌45，苯骈三氮唑1，酒精2，水35。
其中上述酒精为普通的工业酒精。
一种制备上述工业水处理剂的方法，依次包括以下步骤：
(1)取上述各组分，将水置于反应釜内，依次缓缓加入2-膦酸丁烷-1，2，4 三羧酸、葡萄糖酸锌、改性磺化木质素，搅拌，混匀;
(2)再加入已溶解苯骈三氮唑的酒精溶液，继续搅拌;
(3)在连续搅拌条件下，将反应釜温控调至65～85℃，恒温1.5～3.5小 时，即得本发明一种工业水处理剂。
其中反应釜优选温控调至70±2℃，恒温2小时。
其中改性磺化木质素可以由造纸黑液(即制浆造纸厂排放的无用的黑液) 制得，具体的制备方法依次包括以下步骤：
(1)在造纸黑液中加入少量聚铁(重量比2000∶1)，加酸调节pH值为 3～4，控制温度60～70℃，黑液絮凝分层、过滤后，滤饼恒温烘干，研碎，即 得到木质素。
(2)取买到的或上述步骤得到的木质素和亚硫酸钠，其中木质素∶亚硫 酸钠(Na2SO3)=4∶3，再加入质量分数为10%的氢氧化钠(NaOH)使木质 素溶解，调节pH值为7～8，置于反应器，控制温度60～70℃，反应4小时， 冷却，取出，离心分离，即得改性磺化木质素。
本发明得到的工业水处理剂可用于化工、电力、冶金和油气田的敞开式 循环冷却水系统以抑制冷却水结垢及水对金属设备的腐蚀。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)加入循环水系统后能有效 地起到缓蚀、阻垢和抑制藻类生长的效果，对工业冷却水系统起到了良好的 保护作用;(2)整个生产过程无“三废”排放，并解决了制浆造纸厂的黑液 污染问题;(3)处理工艺简单、用药量少、效果好，水处理成本低;(4)本 发明产品制备工艺是一个清洁化、环境友好工艺，具有很好的经济效益和广 泛的社会效益。
具体实施方式
制备例1 制备改性磺化木质素
在造纸黑液中加入少量聚铁(重量比2000∶1～2)，加酸调节pH值为 3～4，控制温度60～70℃，黑液絮凝分层、过滤后，滤饼恒温烘干，研碎，即 得到木质素。取木质素∶亚硫酸钠(Na2SO3)=4∶3，再加入质量分数为10% 的氢氧化钠(NaOH)使木质素溶解，调节pH值为7～8，置于反应器，控制 温度60～70℃，反应4小时，冷却，取出，离心分离，即得改性磺化木质素。
实施例1
取35kg水置于反应釜内，依次缓缓加入45kg 2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、 45kg葡萄糖酸锌、15kg改性磺化木质素，搅拌，混匀;再加入2kg已溶解 1kg苯骈三氮唑的酒精溶液，继续搅拌;在连续搅拌条件下，将反应釜温控 调至70±2℃，恒温2小时，即得本发明水处理剂。
实施例2
取30kg水置于反应釜内，依次缓缓加入43kg 2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、 50kg葡萄糖酸锌、13kg改性磺化木质素，搅拌，混匀;再加入2kg已溶解 1kg苯骈三氮唑的酒精溶液，继续搅拌;在连续搅拌条件下，将反应釜温控 调至70±2℃，恒温2小时，即得。
实施例3
取30kg水置于反应釜内，依次缓缓加入40kg 2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、 40kg葡萄糖酸锌、10kg改性磺化木质素，搅拌，混匀;再加入2kg已溶解 1kg苯骈三氮唑的酒精溶液，继续搅拌;在连续搅拌条件下，将反应釜温控 调至70±2℃，恒温2小时，即得。
实施例4
取40kg水置于反应釜内，依次缓缓加入50kg 2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸、 50kg葡萄糖酸锌、20kg改性磺化木质素，搅拌，混匀;再加入5kg已溶解 2kg苯骈三氮唑的酒精溶液，继续搅拌;在连续搅拌条件下，将反应釜温控 调至70±2℃，恒温2小时，即得。
对比例1
除不加葡萄糖酸锌外，其他同实施例1。
对比例2
除不加2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸外，其他同实施例1。
对比例3
除不加改性磺化木质素外，其他同实施例1。
实验1 产品质量测试
将实施例1所得到的水处理剂与其他同类产品进行多项性能指标测试， 结果见表1所示。
其中同类产品(1)为：DCI-04复合缓蚀阻垢剂;生产企业：南京化工 研究所。同类产品(2)为：DCI-01复合缓蚀阻垢剂;生产企业：武进精细 化工厂。M-03为：木素型复合缓蚀阻垢剂(根据：从造纸黑液中提取木质素 制备工业水处理剂M-03，王平，工业水处理剂所述的方法制备)。
本发明一种工业水处理剂具有良好的分散作用，由于改性磺化木质素与 葡萄糖酸锌和2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸有相互协同作用，使得本发明产品比 未加改性磺化木质素的药剂和M-03阻垢、缓蚀性能好。实验结果显示，本 发明的有机膦含量、阻垢率和缓蚀率均优于同类水处理药剂。
