申请日2018.12.21
公开(公告)日2019.02.22
IPC分类号C02F5/12; C02F5/10
摘要
本发明属锅炉用水化学处理领域，涉及一种高压锅炉用多效无磷水处理剂，将去离子水加入反应釜中，开动搅拌器，加入乳化剂和螯合剂，然后依次加入pH调节剂、专用金属缓蚀剂、无磷共聚物分散剂、除氧剂、缓蚀剂助剂，搅拌均匀，加热后冷却至室温即得处理剂。本发明采用含有多种官能团的多元共聚物，解决了现有高压锅炉水处理药剂易失效以及磷排放对环境造成污染的问题，避免了传统工艺带来的磷排放超标的问题，阻垢分散效果好，兼有缓蚀、阻垢、除氧的效果，属环境友好型药剂。
权利要求书
1.一种高压锅炉用多效无磷水处理剂，其特征是将无磷共聚物分散剂、除氧剂、乳化剂、专用金属缓蚀剂、螯合剂、缓蚀剂助剂、pH调节剂和去离子水混匀后加热、冷却至室温而制得，其中各组分的质量百分比含量为：无磷共聚物分散剂10～15%、除氧剂10～15%、乳化剂1～2%、专用金属缓蚀剂5～10%、螯合剂2～6%、缓蚀剂助剂8～10%，pH调节剂25～30%，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于：所述无磷水共聚物分散剂是N-羟甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-苯基丙磺酸、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2,2-二羟甲基丙烯酸、三亚乙基二胺中的三种或四种单体的多元共聚物。
3.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于：所述除氧剂为1-(2-氨乙基)吡咯烷、1-氨基-4-乙基哌嗪、2-甲氨基-3-羟基嘧啶、N-乙氨基吗啉、3-羟甲基-5-吡唑啉酮、5,6-二甲氨基-1-羟基-3-乙基尿嘧啶中的一种或二种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于：所述乳化剂为脱水山梨糖醇油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇油酸酯、二羟甲基丁酸中的一种或二种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于：所述专用金属缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-硫醇基苯并噻唑中的一种或二种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于：所述螯合剂为二乙烯三胺五乙酸、2-羟基亚氨基二乙酸、氧化硬脂精、羟甲基氧代琥珀酸中的一种或二种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于：所述缓蚀剂助剂为葡萄糖酸铵、葡糖酸-δ-内酯、二硫代氨基甲酸改性葡萄糖中的一种或二种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于：所述pH调节剂为2,2-二乙氨基-1-丁醇、单丙醇胺、三乙醇胺、2-甲氨基-2-乙基-1-丙醇、2-二甲氨基-2-乙基-1,3丙二醇中的一种或二种以上的混合物。
9.一种权利要求1所述的高压锅炉用多效无磷水处理剂的制备方法，其特征在于：按配比将去离子水加入反应釜中，开动搅拌器，加入乳化剂和螯合剂，然后依次加入pH调节剂、专用金属缓蚀剂、无磷共聚物分散剂、除氧剂、缓蚀剂助剂，搅拌均匀，加热至80℃～85℃，30～60分钟后冷却至室温即得处理剂。
说明书
一种高压锅炉用多效无磷水处理剂及其制备方法
技术领域
本发明属锅炉用水化学处理领域，涉及一种水处理剂，具体是一种高压锅炉用多效无磷水处理剂及其制备方法。
背景技术
高压锅炉是现在工业生产最重要的动力设备之一，工作条件特殊，对设备要求高。作为能量传递介质的锅炉水在高温高压的环境下，溶解水中的少量胶质、钙、铁等杂质易沉积形成污垢，沉积于设备表面，引起设备腐蚀，对设备造成损伤。特别是在高温高压特殊工作环境下，锅炉设备表面应力很大，腐蚀损伤还会带来一定的安全隐患，因此常规情况下需要对锅炉水进行加药处理，以调节水质，尽可能延缓或减少高压锅炉产生污垢。
目前主流的高压锅炉水处理药剂是磷系药剂，这种药剂在添加到锅炉用水后容易形成磷酸盐沉淀并最终排出锅炉。但是这种技术存在一定的弊端：其对系统负荷要求较高，经常出现失效的现象，同时随着环保要求的进一步提高，磷酸盐的排放也成为生产运行的瓶颈问题，所以研发更加完善的无磷锅炉水处理药剂成为了当务之急。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高压锅炉用多效无磷水处理剂及其制备方法，采用含有多种官能团的多元共聚物，解决了现有高压锅炉水处理药剂易失效以及磷排放对环境造成污染的问题，避免了磷排放超标的问题，阻垢分散效果好，具有缓蚀、阻垢、除氧和调节pH等功能，而且储运方便、有效期长、用量小、排污少，属环境友好型药剂。
本发明所采用的技术方案：
一种高压锅炉用多效无磷水处理剂，是将无磷共聚物分散剂、除氧剂、乳化剂、专用金属缓蚀剂、螯合剂、缓蚀剂助剂、pH调节剂和去离子水混匀后加热、冷却至室温而制得，其中各组分的质量百分比含量为：无磷共聚物分散剂10～15%、除氧剂10～15%、乳化剂1～2%、专用金属缓蚀剂5～10%、螯合剂2～6%、缓蚀剂助剂8～10%，pH调节剂25～30%，余量为去离子水。
所述无磷水共聚物分散剂是N-羟甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-苯基丙磺酸、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2,2-二羟甲基丙烯酸、三亚乙基二胺中的三种或四种单体的多元共聚物。该聚合物中同时含有强酸基团、弱酸基团、非离子基团，三种官能团可以在阻垢分散性能上起到协同增效的作用：弱酸基团对难溶盐微晶的活性部分有着强的吸附作用，从而起到低剂量效应抑制结晶产生;强酸基团则保持有轻微的离子特性，从而有助难溶盐离解;而非离子基团对固悬物有着较强吸附作用。更为重要的是该共聚物在高温下裂解后各基团的效应不会减弱。
所述除氧剂为1-(2-氨乙基)吡咯烷、1-氨基-4-乙基哌嗪、2-甲氨基-3-羟基嘧啶、N-乙氨基吗啉、3-羟甲基-5-吡唑啉酮、5,6-二甲氨基-1-羟基-3-乙基尿嘧啶中的一种或二种以上的混合物。
所述乳化剂为脱水山梨糖醇油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇油酸酯、二羟甲基丁酸(DMBA)中的一种或二种以上的混合物。
所述专用金属缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-硫醇基苯并噻唑(MBT)中的一种或二种以上的混合物。
所述螯合剂为二乙烯三胺五乙酸、2-羟基亚氨基二乙酸、氧化硬脂精、羟甲基氧代琥珀酸中的一种或二种以上的混合物。
所述缓蚀剂助剂为葡萄糖酸铵、葡糖酸-δ-内酯、二硫代氨基甲酸改性葡萄糖(DTCG)中的一种或二种以上的混合物。
所述pH调节剂为2,2-二乙氨基-1-丁醇、单丙醇胺、三乙醇胺、2-甲氨基-2-乙基-1-丙醇、2-二甲氨基-2-乙基-1,3丙二醇中的一种或二种以上的混合物。
一种上述高压锅炉用多效无磷水处理剂的制备方法，按配比将去离子水加入反应釜中，开动搅拌器，加入乳化剂和螯合剂，搅拌均匀，然后依次加入pH调节剂、专用金属缓蚀剂、无磷共聚物分散剂、除氧剂、缓蚀剂助剂，加热至80℃～85℃，30～60分钟后冷却至室温即得处理剂。
本发明所提供的药剂的使用方法：每100吨锅炉新鲜补水加入处理剂2～5L，并用碱调至pH到9～11即可。所用碱为本行业常用碱以醇胺为佳。
本发明与现有锅炉水处理药剂相比，具有如下积极有益的效果：
1)本发明方法制得产品不含磷，避免了磷排放超标的问题，减轻了企业的环保压力。
2)本发明方法中分散剂采用含有多种官能团的多元共聚物，阻垢分散效果大大优于传统磷羧酸配方。
3)本发明方法制备得到的药剂兼有缓蚀、阻垢、除氧的效果，一剂多用，无需多点投加。
4)本发明充分考虑了高压锅炉高温高压，有机物易分解的特性，所有的作用基团在药物分解后依然有很强的作用，在药剂存续时间内能达到效果满足现场使用要求。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。
制备方法：将去离子水加入反应釜中，开动搅拌器，加入乳化剂和螯合剂，搅拌均匀，然后依次加入pH调节剂、专用金属缓蚀剂、无磷共聚物分散剂、除氧剂、缓蚀剂助剂，加热至80℃～85℃，30～60分钟后冷却至室温，所得乳液产品即为高压锅炉用多效无磷水处理剂。
实施例中均是以1吨的高压锅炉用多效无磷水处理剂计算各成分的量。
实施例一
三元共聚物110kg,1-(2-氨乙基)吡咯烷110kg,二羟甲基丁酸12kg,MBT60kg,二乙烯三胺五乙酸24kg,葡萄糖酸铵82kg,三乙醇胺260kg,去离子水342kg。
实施例二
三元共聚物110kg,1-氨基-4-乙基哌嗪110kg,脱水山梨糖醇油酸酯12kg,苯并三氮唑60kg,氧化硬脂精24kg,葡糖酸-δ-内酯82kg,三乙醇胺260kg,去离子水342kg。
实施例三
三元共聚物110kg,N-乙氨基吗啉110kg,聚氧乙烯脱水山梨糖醇油酸酯12kg,甲基苯并三氮唑60kg,羟甲基氧代琥珀酸24kg,葡糖酸-δ-内酯82kg,2-甲氨基-2-乙基-1-丙醇260kg,去离子水342kg。
实施例四
三元共聚物110kg,2-甲氨基-3-羟基嘧啶110kg,二羟甲基丁酸12kg,苯并三氮唑60kg,羟甲基氧代琥珀酸24kg,,葡糖酸-δ-内酯82kg,2-二甲氨基-2-乙基-1,3丙二醇260kg,去离子水342kg。
实施例五
三元共聚物110kg,3-羟甲基-5-吡唑啉酮110kg,脱水山梨糖醇油酸酯12kg,苯并三氮唑60kg,二乙烯三胺五乙酸24kg,二硫代氨基甲酸改性葡萄糖82kg,2,2-二乙氨基-1-丁醇260kg，去离子水342kg。
