公布日：2023.10.24
申请日：2022.04.02
分类号：C02F5/10(2006.01)I;C02F5/12(2006.01)I;C02F5/14(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种脱硫废水用阻垢剂，制备原料以重量百分比计包括：聚合物阻垢剂45-90％，缓蚀剂0.1-2％，小分子羧酸盐3-5％，水补充余量。本发明采用聚环氧琥珀酸，水解聚马来酸酐和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物协同作用使本发明阻垢剂能够在高温环境下具有良好的稳定性，避免高温分解失活，并且采用1：1：1的重量比，使其在高温环境下还能达到90％以上的阻垢率，阻垢效率大大提高，采用苯骈三氮唑，乌洛托品作为缓蚀剂协同作用可以在金属容器表面形成致密的保护膜，抑制离子对金属容器的腐蚀，采用非磷类阻垢剂，减少水体的富营养化，避免水体的二次污染。
权利要求书
1.一种脱硫废水用阻垢剂，其特征在于，制备原料以重量百分比计包括：聚合物阻垢剂45-90％，缓蚀剂0.1-2％，小分子羧酸盐3-5％，水补充余量。
2.根据权利要求1所述脱硫废水用阻垢剂，其特征在于，所述聚合物阻垢剂选自羧酸类聚合物阻垢剂、磺酸类聚合物阻垢剂、含磷聚合物阻垢剂、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求2所述脱硫废水用阻垢剂，其特征在于，所述羧酸类聚合物阻垢剂选自聚丙烯酸、聚马来酸、水解聚马来酸酐、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、马来酸酐-丙烯酸共聚物中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求2所述脱硫废水用阻垢剂，其特征在于，所述磺酸类聚合物阻垢剂选自二元磺酸类阻垢剂、三元磺酸类阻垢剂、四元磺酸类阻垢剂中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求4所述脱硫废水用阻垢剂，其特征在于，所述二元磺酸类阻垢剂选自丙烯酸-烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物、丙烯酸-2-羟基-3-烯丙氧基-1-丙烯磺酸共聚物、丙烯酸-甲基乙基丙烯酸磺酸共聚物、丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基磺酸盐共聚物、马来酸酐-烯丙氧基聚乙氧基磺酸盐共聚物、马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸-苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯磺酸共聚物、马来酸酐-烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸-烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸-乙烯磺酸共聚物、丙烯酸-2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物中的一种或几种的组合。
6.根据权利要求4所述脱硫废水用阻垢剂，其特征在于，所述三元磺酸类阻垢剂选自丙烯酸-异戊二烯磺酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺-2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸-马来酸-2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求2所述脱硫废水用阻垢剂，其特征在于，所述羧酸类聚合物阻垢剂，磺酸类聚合物阻垢剂和聚环氧琥珀酸的重量比为1：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)。
8.根据权利要求1所述脱硫废水用阻垢剂，其特征在于，所述缓蚀剂为有机缓蚀剂，优选的，所述有机缓蚀剂选自膦酸盐类缓蚀剂、巯基苯并噻唑类缓蚀剂、苯并三唑类缓蚀剂、磺化木质素类缓蚀剂、乌洛托品中的一种或几种的组合。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述脱硫废水用阻垢剂的制备方法，其特征在于，将上述制备原料按重量百分比混合即得。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述脱硫废水用阻垢剂的应用，其特征在于，应用于高温脱硫废水中，优选的，所述高温为≥90℃的温度。
发明内容
为了提高阻垢剂在90℃高温环境下的阻垢率，本发明的第一个方面提供了一种脱硫废水用阻垢剂，制备原料以重量百分比计包括：聚合物阻垢剂45-90％，缓蚀剂0.1-2％，小分子羧酸盐3-5％，水补充余量。
作为一种优选的实施方式，制备原料以重量百分比计包括：聚合物阻垢剂60-75％，缓蚀剂0.5-1.5％，小分子羧酸盐3.5-4.5％，水补充余量。
作为一种优选的实施方式，制备原料以重量百分比计包括：聚合物阻垢剂75％，缓蚀剂1％，小分子羧酸盐4％，水补充余量。
作为一种优选的实施方式，所述聚合物阻垢剂选自羧酸类聚合物阻垢剂、磺酸类聚合物阻垢剂、含磷聚合物阻垢剂、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述聚合物阻垢剂为羧酸类聚合物阻垢剂，磺酸类聚合物阻垢剂，聚环氧琥珀酸的组合。
作为一种优选的实施方式，所述羧酸类聚合物阻垢剂选自聚丙烯酸、聚马来酸、水解聚马来酸酐、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸酯、马来酸酐-丙烯酸共聚物中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述羧酸类聚合物阻垢剂为水解聚马来酸酐。
作为一种优选的实施方式，所述磺酸类聚合物阻垢剂选自二元磺酸类阻垢剂、三元磺酸类阻垢剂、四元磺酸类阻垢剂中的一种或两种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述二元磺酸类阻垢剂选自丙烯酸-烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物、丙烯酸-2-羟基-3-烯丙氧基-1-丙烯磺酸共聚物、丙烯酸-甲基乙基丙烯酸磺酸共聚物、丙烯酸-烯丙氧基聚乙氧基磺酸盐共聚物、马来酸酐-烯丙氧基聚乙氧基磺酸盐共聚物、马来酸酐-苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸-苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸酯-苯乙烯磺酸共聚物、马来酸酐-烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸-烯丙基磺酸共聚物、丙烯酸-乙烯磺酸共聚物、丙烯酸-2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述三元磺酸类阻垢剂选自丙烯酸-异戊二烯磺酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺-2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸-马来酸-2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述磺酸类聚合物阻垢剂为二元磺酸类阻垢剂，优选的，所述二元磺酸类阻垢剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物。
作为一种优选的实施方式，所述羧酸类聚合物阻垢剂，磺酸类聚合物阻垢剂和聚环氧琥珀酸的重量比为1：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)。
作为一种优选的实施方式，所述羧酸类聚合物阻垢剂，磺酸类聚合物阻垢剂和聚环氧琥珀酸的重量比为1：(0.8-1.2)：(0.8-1.2)。
作为一种优选的实施方式，所述羧酸类聚合物阻垢剂，磺酸类聚合物阻垢剂和聚环氧琥珀酸的重量比为1：1：1。
申请人在实验过程中发现，采用聚环氧琥珀酸，水解聚马来酸酐和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物的组合，并且质量比为1：1：1时，所得的阻垢剂能够在90℃高温下实现90％以上的阻垢率，实现了高温阻垢的技术效果。猜测可能的原因是：在高温环境中，废水中的钙离子与碳酸根离子相互靠近的概率大大增加，并且当温度升高到80℃后，碳酸钙微晶的生成速度大大加快，给阻垢带来较大的难度，申请人在实验中创造性地的采用丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物与水解聚马来酸酐协同作用，对钙离子和碳酸根离子具有良好的分散作用，从而减少金属阳离子和酸性阴离子结垢，并且含羧酸盐的共聚物可以在后期吸附到垢颗粒上，与金属离子发生置换反应，阻止垢的析出，并且酰胺基团与水解聚马来酸酐的极性较大，在水中具有良好的溶解效果，并且在高温下不易分解，使其在高温环境中仍能起到抑制沉淀析出的效果。而聚环氧琥珀酸在垢晶体生长时可以破坏晶体的正常生长，避免排列紧密的硬质垢块的形成，而形成疏松的软垢，有利于溶于液体中，避免沉积，并且聚环氧琥珀酸与葡萄糖酸钠协同作用具有良好的缓蚀效果，减少了对运输管道的腐蚀。
并且申请人在实验过程中进一步发现，当聚环氧琥珀酸，水解聚马来酸酐和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物的重量比超出1：1：1的范围，会导致形成的阻垢剂粘度增大，加入到废水中不易溶解，反而加剧管道输送的阻力。
作为一种优选的实施方式，所述缓蚀剂为有机缓蚀剂，优选的，所述有机缓蚀剂选自膦酸盐类缓蚀剂、巯基苯并噻唑类缓蚀剂、苯并三唑类缓蚀剂、磺化木质素类缓蚀剂、乌洛托品中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述缓蚀剂为苯并三唑类缓蚀剂和乌洛托品的组合。
作为一种优选的实施方式，所述缓蚀剂为苯并三唑类缓蚀剂和乌洛托品的组合。
作为一种优选的实施方式，所述缓蚀剂为苯骈三氮唑和乌洛托品的组合。
作为一种优选的实施方式，所述苯骈三氮唑和乌洛托品的重量比为1：(0.5-1.5)。
作为一种优选的实施方式，所述苯骈三氮唑和乌洛托品的重量比为1：(0.9-1.1)。
作为一种优选的实施方式，所述苯骈三氮唑和乌洛托品的重量比为1：1。
申请人在实验过程中发现采用苯骈三氮唑和乌洛托品作为缓释剂协同作用共同作用于金属，可以牢固的吸附在金属表面，形成网状多层致密的保护膜，阻隔废水与金属接触，并且还能修补出现缺陷的保护膜，对金属的缓蚀效果具有长期持续性。申请人还发现苯骈三氮唑和乌洛托品在1：1的重量比下具有良好的耐温性，在90℃的环境中缓蚀效果依旧良好。
作为一种优选的实施方式，所述小分子羧酸盐选自腐殖酸钠、葡萄糖酸钠中的一种或几种的组合。
作为一种优选的实施方式，所述小分子羧酸盐为葡萄糖酸钠。
本发明的第二个方面提供了一种脱硫废水用阻垢剂的制备方法，将上述制备原料按重量百分比混合即得。
本发明的第二个方面提供了一种脱硫废水用阻垢剂的应用，应用于高温脱硫废水中，优选的，所述高温为≥90℃的温度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述脱硫废水用阻垢剂，采用聚环氧琥珀酸，水解聚马来酸酐和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物协同作用使本发明阻垢剂能够在高温环境下具有良好的稳定性，避免高温分解失活。
(2)本发明所述脱硫废水用阻垢剂，聚环氧琥珀酸，水解聚马来酸酐和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物采用1：1：1的重量比，使其在高温环境下还能达到90％以上的阻垢率，阻垢效率大大提高。
(3)本发明所述脱硫废水用阻垢剂，采用苯骈三氮唑，乌洛托品作为缓蚀剂协同作用可以在金属容器表面形成致密的保护膜，抑制离子对金属容器的腐蚀。
(4)本发明所述脱硫废水用阻垢剂，聚环氧琥珀酸，苯骈三氮唑，乌洛托品和葡萄糖酸钠协同作用，在高温苛刻条件下抑制硬质垢形成，形成软垢不易沉积利于排出，同时延缓对金属管道的腐蚀，延长管道的使用寿命。
(5)本发明所述脱硫废水用阻垢剂，采用聚环氧琥珀酸，水解聚马来酸酐和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2’-甲基丙基磺酸共聚物进行阻垢反应，避免使用磷类阻垢剂造成的水体富营养化，减少水体的二次污染。
（发明人：陈锡炯;陆军;徐云柯;徐豪;刘毅;罗伟忠;蒋鹏程;张硕;沈汉铭;孔庆忠;雷磊;康泽如;高志强;沈潮杰;沈春雷）
